文章目錄

• 往期系列文章
• 一、市面上主流的三款低、中、高PCB畫制軟件(EDA)
• 二、PCB總體設計思路與原則
• 三、產品基本設計步驟
• 四、原理圖設計注意事項
• 五、原理圖操作
• 六、PCB設計 - 布局注意
• 七、PCB設計 - 布線原則
• 八、PCB設計 - 連線的一般步驟
• 九、PCB設計->布線注意以及快捷操作：
• 十、整體檢查步驟：
• 十一、獲得器件封裝
• 十二、PCB設計電氣知識：
• 十三、設計注意與操作總匯

往期系列文章

1、裸機項目開發經驗分享 - 完整開發流程介紹(項目規劃與執行、器件選型、資料檢索、產品測試思路等)
2、裸機項目代碼設計與管理 - 項目程序的組織管理、設計優化思路等經驗分享
3、裸機編程與調試 - 在項目中遇到的各類問題，解決經驗分享(常見新手問題)
4、在實際開發項目中總結的硬件調試經驗分享 - 調試目標、方法，以及常見調試問題解決
5、基于AltiumDesigner軟件的PCB，原理圖設計完整介紹，項目經驗分享 [硬件開發設計]
6、硬件開發設計 - 焊接電路板，介紹焊接概念，焊接步驟，常見錯誤，難點等
7、電池供電應用中的電源設計：干電池特性了解、LDO與DC-DC選型設計、電流檢測方案要點

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一、市面上主流的三款低、中、高PCB畫制軟件(EDA)

1、AltiumDesigner
??國內低端設計的主流，國外基本沒人用。簡單易學，適合初學者，容易上手；占用系統資源較多，對電腦配置要求較高。在國內使用protel的人還是有相當的市場的，畢竟中小公司硬件電路設計還是低端的居多，不過建議各位盡早接觸學習別的功能更優秀的軟件，不要總在低層次徘徊。

2、Mentor pads
??PADS軟件用的人也是相當的多，好用，易上手，個人感覺比Protel好不知多少倍。適合于中高端設計，堪稱中端中之王。現在世界上使用范圍最廣的一款eda軟件，適合大多數大中小型企業的需求。其本身沒有仿真，做高速板時，要結合其他專用仿真工具，如hyperlynx。

3、Cadence Allegro
??高速板設計中實際上的工業標準。無論哪一方面都超牛。
PCB Layout工具絕對一流，稍微熟悉一點后就不再想用其他工具了，布線超爽。仿真方面也是非常的牛，有自己的仿真工具，信號完整性仿真，電源完整性仿真都能做。在做pcb高速板方面牢牢占據著霸主地位。要知道這個世界上60%的電腦主板40%的手機主板可都是拿Allegro畫的啊！

小結：PADS與AD的對比
PADS : 電磁兼容方面的規則相對規范一點(電氣原理和規則相對完善一些)；
AD：設計方面會相對友好一點；

二、PCB總體設計思路與原則

1、一個簡單電子產品形成步驟：選擇產品參照品->芯片選型->原理圖構建->復查->PCB封裝->PCB畫寫->元件清單->調試->修改->投入生產；
2、只有站在項目的理解上才能真正畫好板；
3、需要掌握一定模電知識；
4、參考現有成熟的PCB(布局排布)；
5、布線原則，以功能模塊為單位去布線（尤其是濾波電容的位置）；
6、能畫板與會畫板的差距，畫板的藝術需要長時間培養；
7、盡量利用好手頭上的原理圖以及封裝庫等，避免重復造輪子；

三、產品基本設計步驟

1、搭建原理圖；
2、元器件的封裝；
3、PCB的尺寸畫制，螺絲孔(預留一定周邊空間，以防上螺絲時擰破綠油層，造成短路)；
4、參考原理圖模塊，初步布局，后面動態調整；
5、布線先把信號線布通，最后布電源地線（重點）；雙層板的布線盡量先把線布在同一層，方便后面的布線與調整；
6、測試點的放置，Mark點放置；
7、信號線、電源線、地線與電源線加粗、鋪銅優化、過孔蓋綠油、絲印標注、加淚滴焊盤；
8、過綠油：Solder Mask Tenting-Top/Bottom；
9、優化線與敷銅的有效性；
10、輸出DXF文件：選擇毫米單位、孔輸出、層輸出；
11、邊調整 邊布線；
12、設立調試點（地或電源），便于調試；以及各種調試接口的調出，方便調試；
??1）盡量放置在同一面；
??2）放置類型：觸發腳，使能腳，輸入腳等（根據實際應用而定）；

四、原理圖設計注意事項

1、集成電路原理圖的設計并不難，根據各模塊的Datasheet連接即可；（數字電路的搭建通常很簡單，但需要注意復位電路等是可選項）；
2、分立電路原理圖設計需要較強的數字模擬電路基礎，盡量參考現有成熟的電路，避免少走彎路；
3、大型一點的需要分模塊，原理圖下的子頁；原理圖與原理圖之間開線束鏈接；
4、原理圖作為子頁的目錄以及索引；依靠名稱要建立鏈接，與網絡標號類似；
5、原理圖必須檢查清楚連線是否有效，柵格捕捉最小為5mil;
6、一些原理圖概念：總線、總線入口、信號線束、頁面符、圖紙入口、器件頁面符、線束鏈接器、線束入口、端口；

五、原理圖操作

1、設置文檔風格；
2、添加庫；
3、自動注釋；
4、原理圖以及層級管理；
5、顯示窗口；
6、原理圖符號的復制；
7、網絡上色；
8、網絡組管理（總線方式，對外連接）；
9、原理圖標號如何獲得：a）原理圖庫；b）手工畫；
10、跳轉到對應層級的原理圖；
11、批量改封裝：shift選擇多個，再修改封裝；

六、PCB設計 - 布局注意

1、布局很重要，板子的布線好壞決定布局，良好合理的布局，不僅板子美觀且穩定；
2、參考成熟的電路板，主芯片盡量放在同一層（減少布線距離以及焊接成本降低）；
3、按照模塊分類思想，先主要模塊，后次要模塊；
4、交互式布局，利用原理圖參考布局；
5、器件的擺放技巧：旋轉、對齊、均稱；
6、顯示/隱藏層；
7、文本的擺放設置；
8、極坐標擺放元器件；

七、PCB設計 - 布線原則

1、總體思想(聯合各部分，互相協調)，設計好出口與入口；
2、在空間足夠的情況下，可以考慮預留擴展空間；

八、PCB設計 - 連線的一般步驟

1、整體來說：一般先連電源線（最后步可以根據信號線的走線安排，可以減少共振輻射 ，并且盡量走外圍）；
2、局部來說：芯片周邊先把信號線連同，最后電源線；
3、再者芯片間的連線；
4、一些距離較長的外設跟芯片的連線；
5、芯片周邊應留有較寬的空間，以便于過孔出線；
6、先連接高頻信號線，如晶振等（直線連通），電源地線最后布；

九、PCB設計->布線注意以及快捷操作：

1、電源的加粗處理；
2、直接相連；
3、重新連接；
4、先引線，再布通；
5、密度高的地方盡量避免打過孔；
6、并排拉線(選中多天線路，并用鼠標拉動)；
7、長走線盡量走外圍（繞一下）約定俗成統一方向，方便后面走線；
8、走線不一定越短越好，有些需要一點間距；
9、每一個層的布線方向和布線內容都是設計好的(設計原則：盡量各層各司其職)；
10、集體走線；
12、合理分配走線密度，平行走線和打過孔(盡量避免影響其他層)；
13、快速修正（善用對齊工具，布線，調整線寬）；
14、2鍵放置過孔；
15、選中整條網絡：1）S->網絡； 2）單擊某一線段，然后Tab鍵；
16、BGA封裝需要扇出；
17、子網絡自動布線；
18、shift+s;只顯示當前層； ctrl+d:顯示/隱藏層 ; L:
19、相同層級盡量保持平行布線；
20、shift+空格改變走線角度；
21、布線選項：Shift+~；
22、隱藏網絡/顯示網絡：N；

十、整體檢查步驟：

1、調整線的走線、線粗（地線 > 電源線 > 信號線）；
2、有效的測試點放置；
3、絲印（器件絲印、極性標注、線序標注）、淚滴；
4、鋪銅（間距、過孔全連接）；
5、過孔鋪綠油；
6、信息保密性；
7、是否放置Mark點(貼片機器識別點)；
8、端子焊盤接地：有助于加固+增加連通性；
9、一定要耐心地進行最后的檢查(事半功倍)；

十一、獲得器件封裝

1、各大論壇找封裝庫庫；
2、嘉立創商城；
3、本地庫（其他demo工程生成）；
4、官網下載；

十二、PCB設計電氣知識：

1、單片機電路設計（不超過33Mhz），算不上高速電路；
??a、單片機的微小化減少內部分布電容與分布電感，減少功耗；
2、高速電路與普通的電路
??a、分布電容：產生分流作用；
??b、分布電感：電流阻礙與信號延時作用；
3、設計一塊好板子，必須熟悉掌握工藝要求；
4、高速等長線(如內存條)、開窗操作(如小家電)；
5、PCB敷銅：http://bbs.elecfans.com/jishu_947316_1_1.html
6、在地線設計中應注意以下幾點： （1）正確選擇單點接地與多點接地 在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環流對干擾影響較大，因而應采用單點接地。當信號工作頻率大于10MHz時，地線阻抗變得很大，此時應盡量降低地線阻抗，應采用就近多點接地。當工作頻率在1～10MHz時，如果采用一點接地，其地線長度不應超過波長的1/20，否則應采用多點接地法
7、高速信號線需要等長布線；
8、必須注意鋪銅時產生的天線效果（二次天線）（不規則尖角導致）；
9、布線天線效應(draft)：如焊盤重疊會產生天線效應，鋪銅的天線效應處理：1）禁止鋪銅 2）適當打過孔消除天線效應；
10、SPI走線不嚴格，IIC走線需要盡量靠近；
11、晶振離芯片要盡量短，不然會產生很多問題；
12、電源到地的濾波距離盡量短；

十三、設計注意與操作總匯

AD規則設置
1、普通間距： Clearance -> inPloy；
2、普通過孔直接先連： plane -> IsVia；
3、Solder是阻止蓋綠油；
4、轉換功能(開槽、鋪銅)；
5、鋪銅與過孔/焊盤的連接方式：polygonconnect via style->高級；
6、焊盤與銅皮的間距：SolderMaskExpansion->建議間距10mil；
7、普通屬性選擇all same net才能使鋪銅連接到焊盤過通孔 ,去除死銅；

AD操作快捷方式
1、批量修改封裝，必須選定元件本身
2、功能模塊的快速選取，可以通過原理圖框選
3、翻轉：V-B;
4、刪除同一網絡線：T-U-N
5、屬性框：F11
6、查找相似對象：E-N

設計注意
1、3D模型的獲取和關聯（3D網下載）；
2、元件器操作：鎖定、旋轉、排布方式；N鍵隱藏飛線；隱藏與顯示；
3、器件的選型：官網以及淘寶網；
4、四層板的層級管理：留一層用于走電源線；信號層(可用于鋪銅GND、走線)、內電層(一整塊銅皮)切割；
5、一些名詞：
??1）熱風焊盤:尤其是地線需要散熱，否則容易冷卻；
??2）Tracks：走線
??3）等長布線、差分布線(高速電路用)；
??4）通孔、埋孔、盲孔；
6、電源的出口布線加粗處理：鋪銅管理器->網狀鋪銅->多邊形鋪滿電源出線口；
7、多層板的過孔密度避免過大，為其它內層走線提供方便；
8、合理設置柵格，利用柵格捕捉功能；
9、可以合理利用鋪銅皮代替導線；
10、一個優秀的EDA，是只需要簡單設置就可以完成的；
11、內墊層分割(劃線分割)；
12、鋪銅（選擇機械層->工具->轉換為鋪銅區域）；
13、創建封裝的幾種方式：1、AD向導； 2、IPC-7351 PAD向導工具； 3、手工畫制；
14、阻焊層、助焊層：
??1）阻焊層是負片(看不見的)輸出，是指不上綠油的地方；每個焊盤都有；
??2）助焊層：用于開鋼網；
15、正片(空板)、負片(銅板)；
16、絲印的調節：
??1）寬：3-7mil 高：30-40mil；
??2）善用指示、框住的方法；
17、logo的操作：利用union功能->調節大小；
18、網標導入和基本布局；
19、直插焊盤一定要電鍍；
20、間距設置：20mil-20mil；詳細網站：http://jingyan.baidu.com/article/3052f5a1dc8f1f97f31f86ba.html
21、過孔常規最小：直徑：20mil 孔徑：12mil；
22、貼片固定焊盤可接地（作用一來可以方便拉線，二來可以固定焊盤）；
23、主芯片引腳位置根據飛線情況進行調整；
24、芯片位置放置中間，并且周邊留一定的空間，引腳出線以及放置測試點（重要）；
25、格局很重要，先連通，再調整；布局應盡量以模塊劃分；
26、自動布線適合簡單的布線，切記；
27、設置想要顯示的層“層設定”；
28、排布和整理絲印層時，可以3D模式看看效果；
29、電源，地線盡量往外走，減少干擾；（地線環繞太多用示波器檢測到較多雜波）
30、在保證各模塊布局情況下，可大約調節器件位置，使布線最佳；
31、功能模塊的快速選取，通過原理圖選定；
32、后期操作：敷銅去死銅，過孔鋪綠油（阻焊作用）；不鋪為“開窗”；
33、封裝庫重名會導致網絡連接錯誤，添加庫的時候注意！
34、在完成每一個模塊的布線，及時調整/優化線路；
35、布局時，分模塊的基礎上電源或地盡量往同一方向；
36、地線或電源線布線時，先把能布通的先布通；
37、過孔會產生線阻，重要的線先布通（如通訊信號線）；次要的布遠一點也無大礙；

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的基于AltiumDesigner的PCB及原理图项目设计经验分享 [硬件开发设计]的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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