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基于Altium Designer软件设计PCB与原理图经验总结

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在设计产品过程中的一些设计总结，文章结尾附有教程下载链接 - Altium_designer_summer教材&&pcb设计教程；

一、市面上主流的三款低、中、高PCB画制软件(EDA)：

1、AltiumDesigner

国内低端设计的主流，国外基本没人用。简单易学，适合初学者，容易上手；占用系统资源较多，对电脑配置要求较高。在国内使用protel的人还是有相当的市场的，毕竟中小公司硬件电路设计还是低端的居多，不过建议各位尽早接触学习别的功能更优秀的软件，不要总在低层次徘徊。

2、Mentor pads

PADS软件用的人也是相当的多，好用，易上手，个人感觉比Protel好不知多少倍。适合于中高端设计，堪称中端中之王。现在世界上使用范围最广的一款eda软件，适合大多数大中小型企业的需求。其本身没有仿真，做高速板时，要结合其他专用仿真工具，如hyperlynx。

3、Cadence Allegro

高速板设计中实际上的工业标准。无论哪一方面都超牛。

PCB Layout工具绝对一流，稍微熟悉一点后就不再想用其他工具了，布线超爽。仿真方面也是非常的牛，有自己的仿真工具，信号完整性仿真，电源完整性仿真都能做。在做pcb高速板方面牢牢占据着霸主地位。要知道这个世界上60%的电脑主板40%的手机主板可都是拿Allegro画的啊！

小结：PADS与AD的对比

PADS : 电磁兼容方面的规则相对规范一点(电气原理和规则相对完善一些)；

AD：设计方面会相对友好一点；

二、PCB总体设计思路与原则：

1、一个简单电子产品形成步骤：选择产品参照品->芯片选型->原理图构建->复查->PCB封装->PCB画写->元件清单->调试->修改->投入生产

2、只有站在项目的理解上才能真正画好板

3、需要掌握一定模电知识；

4、参考现有成熟的PCB(布局排布)；

5、布线原则，以功能模块为单位去布线（尤其是滤波电容的位置）；

6、能画板与会画板的差距，画板的艺术需要长时间培养；

7、尽量利用好手头上的原理图以及封装库等，避免重复造轮子；

三、产品基本设计步骤：

1、搭建原理图；

2、元器件的封装；

3、PCB的尺寸画制，螺丝孔(预留一定周边空间，以防上螺丝时拧破绿油层，造成短路)；

4、参考原理图模块，初步布局，后面动态调整；

5、布线先把信号线布通，最后布电源地线（重点）；双层板的布线尽量先把线布在同一层，方便后面的布线与调整；

6、测试点的放置，Mark点放置；

7、信号线、电源线、地线与电源线加粗、铺铜优化、过孔盖绿油、丝印标注、加泪滴焊盘；

8、过绿油：Solder Mask Tenting-Top/Bottom；

9、优化线与敷铜的有效性；

10、输出DXF文件：选择毫米单位、孔输出、层输出；

11、边调整边布线；

12设立调试点（地或电源），便于调试；以及各种调试接口的调出，方便调试；

a、尽量放置在同一面；

b、放置类型：触发脚，使能脚，输入脚等（根据实际应用而定）；

四、原理图->设计注意：

1、集成电路原理图的设计并不难，根据各模块的Datasheet连接即可；（数字电路的搭建通常很简单，但需要注意复位电路等是可选项）；

2、分立电路原理图设计需要较强的数字模拟电路基础，尽量参考现有成熟的电路，避免少走弯路；

3、大型一点的需要分模块，原理图下的子页；原理图与原理图之间开线束链接；

4、原理图作为子页的目录以及索引；依靠名称要建立链接，与网络标号类似；

5、原理图必须检查清楚连线是否有效，栅格捕捉最小为5mil;

6、一些原理图概念：总线、总线入口、信号线束、页面符、图纸入口、器件页面符、线束链接器、线束入口、端口；

五、原理图操作：

1、设置文档风格；

2、添加库；

3、自动注释；

4、原理图以及层级管理；

5、显示窗口；

6、原理图符号的复制；

7、网络上色；

8、网络组管理（总线方式，对外连接）；

9、原理图标号如何获得：a）原理图库；b）手工画；

10、跳转到对应层级的原理图；

11、批量改封装：shift选择多个，再修改封装；

六、PCB设计->布局注意

*布局很重要，板子的布线好坏决定布局，良好合理的布局，不仅板子美观且稳定；

*参考成熟的电路板，主芯片尽量放在同一层（减少布线距离以及焊接成本降低）；

*按照模块分类思想，先主要模块，后次要模块；

1、交互式布局，利用原理图参考布局；

2、器件的摆放技巧：旋转、对齐、均称；

3、显示/隐藏层；

4、文本的摆放设置；

5、极坐标摆放元器件；

七、PCB设计->布线原则：

1、总体思想(联合各部分，互相协调)，设计好出口与入口；

2、在空间足够的情况下，可以考虑预留扩展空间；

八、PCB设计->连线的一般步骤：

1、整体来说：一般先连电源线（最后步可以根据信号线的走线安排，可以减少共振辐射，并且尽量走外围）；

2、局部来说：芯片周边先把信号线连同，最后电源线；

3、再者芯片间的连线；

4、一些距离较长的外设跟芯片的连线；

5、芯片周边应留有较宽的空间，以便于过孔出线；

6、先连接高频信号线，如晶振等（直线连通），电源地线最后布；

九、PCB设计->布线注意以及快捷操作：

1、电源的加粗处理；

2、直接相连；

3、重新连接；

4、先引线，再布通；

5、密度高的地方尽量避免打过孔；

6、并排拉线(选中多天线路，并用鼠标拉动)；

7、长走线尽量走外围（绕一下）约定俗成统一方向，方便后面走线；

8、走线不一定越短越好，有些需要一点间距；

9、每一个层的布线方向和布线内容都是设计好的(设计原则：尽量各层各司其职)；

10、集体走线；

12、合理分配走线密度，平行走线和打过孔(尽量避免影响其他层)；

13、快速修正（善用对齐工具，布线，调整线宽）；

14、2键放置过孔；

15、选中整条网络：1）S->网络； 2）单击某一线段，然后Tab键；

16、BGA封装需要扇出；

17、子网络自动布线；

18、shift+s;只显示当前层； ctrl+d:显示/隐藏层 ; L:

19、相同层级尽量保持平行布线；

20、shift+空格改变走线角度；

21、布线选项：Shift+~；

22、隐藏网络/显示网络：N；

十、整体检查步骤：

*一定要耐心地进行最后的检查(事半功倍)；

1、调整线的走线、线粗（地线 > 电源线 > 信号线）；

2、有效的测试点放置；

3、丝印（器件丝印、极性标注、线序标注）、泪滴；

4、铺铜（间距、过孔全连接）；

5、过孔铺绿油；

6、信息保密性；

7、是否放置Mark点(贴片机器识别点)；

8、端子焊盘接地：有助于加固+增加连通性；

十一、获得器件封装

1、各大论坛找封装库库；

2、嘉立创商城；

3、本地库（其他demo工程生成）；

4、官网下载；

十二、PCB设计电气知识：

1、单片机电路设计（不超过33Mhz），算不上高速电路；

a、单片机的微小化减少内部分布电容与分布电感，减少功耗；

2、高速电路与普通的电路

a、分布电容：产生分流作用；

b、分布电感：电流阻碍与信号延时作用；

3、设计一块好板子，必须熟悉掌握工艺要求；

4、高速等长线(如内存条)、开窗操作(如小家电)；

5、PCB敷铜： http://bbs.elecfans.com/jishu_947316_1_1.html

6、在地线设计中应注意以下几点：（1）正确选择单点接地与多点接地在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用单点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法

7、高速信号线需要等长布线；

8、必须注意铺铜时产生的天线效果（二次天线）（不规则尖角导致）；

9、布线天线效应(draft)：如焊盘重叠会产生天线效应，铺铜的天线效应处理：1）禁止铺铜 2）适当打过孔消除天线效应；

10、SPI走线不严格，IIC走线需要尽量靠近；

11、晶振离芯片要尽量短，不然会产生很多问题；

12、电源到地的滤波距离尽量短；

十三、设计注意与操作总汇

AD规则设置：

1、普通间距： Clearance -> inPloy；

2、普通过孔直接先连： plane -> IsVia；

3、Solder是阻止盖绿油；

4、转换功能(开槽、铺铜)；