Aultium Designer 的使用心得和基本电路图的搭建
总结一下我上学期学习AD的心得和见解。新手见谅,权当积累经验。
10*10开板!先测量好再画!!!!!!!!!

关于版本的问题:我用过18和20的版本,个人感觉18的漏洞很大,20优化了不少。不过前辈基本上用的都是17稳定的版本(从18开始界面变化较大,所以看自己的习惯)

  • AD技巧
    总结一些自己平时熟悉的技巧。
    1.原理图设计没有什么好讲的,基本上就是结合模数电知识,然后大部分遇到想用的芯片可以在两个地方找芯片和手册(手册上的基本电路是用来辅助设计的):一是立创商城,上面的芯片封装可以通过立创EDA转换成其他的封装格式。二是TI官网,上面常用的芯片都有很权威的手册可以查看。部分学校还可以用校园邮箱账户申请免费的TI芯片(现在有些院校不行了),还是看学校吧。
    设计过程可以分为以下几个部分:
    项目立项(想要设计一个什么样的产品)把要用的东西找齐
    元件建库 XXXX.schlib
    原理图设计XXXX.SCHDOC
    PCB建库XXXX.pcblib
    PCB设计XXXX.PcbDoc
    生产文件的输出
    PCB文件加工
    【集成库文件:XXXX.intlib(这种库文件中集成了原理图和PCB)】
    一个可操作的PCB文件和原理图必须建立在一个工程下面(初学容易直接不建工程,会出很多问题)
    关于电路的设计还是要多参考前辈的经验和搭建方法,借鉴的同时自己也要理解消化。
    2.原理图上:alt+左键抓取某一网络,对应的PCB上就可以显示:

    3.设计原理图时注意信号的流向还有电源的分配,反正有几次我都看似连上了其实根本没有网络。编译原理图compile 错误 警告到Panels下面的message里面去看;
    改了原理图要COMPILE一下再Update PCB Documet到PCB里面去,要不然会多出来网络出现unknown pin的情况,遇到了可以参考解决unknown pin 的帖子

    4.设置快捷键
    设置快捷键可以节约很大的时间和精力,(CTRL+左键点击自己想设置快捷键的操作)。参考fanyi给出的快捷键参考视频里面有关于常用的键的设置:比如走线,放过孔之类的,还有矩形框放置器件(很重要),在交互式布局和模块化布局中,都有很强的实用意义。所谓模块化布局就是把原理图中相关的部分放在一起,一个板块实现一个功能(比如这块是我的驱动电路,这一块是我的3V3电源电路等等),而交互式布局则是原理图和PCB相关的元器件和网络想对应,点一下原理图的原件,PCB相关的元件就会高亮。(工具栏中–交叉选择模式)这样才方便后面的走线。
    ·TOOLS—设计规则检查(DRC)----去掉不必要的功能,移动PCB速度变快 。在线DRC时必不可少的,但是一般只需要第一个电气性能的检查,开多了当DRC大于500个错就不报错了,而且有些时候可能你画着画着她就不给你DRC了,把设置–在线DRC打开,再看看工具—设计规则检查里面的电气DRC都被勾上没。
    Altium也推荐了很多默认的快捷键,这些是由操作英文首字母构成的,下面对其进行列出,相信在实际项目中会给大家带来很大的帮助:
    ● L—打开层设置开关选项(器件移动状态下,按下L换层);
    ● S—打开选择:S+L(线选)、S+I(框选)、S+E(滑动选择);
    ● J—跳转,如:J+C(跳转到器件)、J+N(跳转到网络);
    ● Q—英寸和毫米之间相互切换;
    ● Delete—删除已被选择的对象,E+D点选删除;
    ● 放大缩小—按抓鼠标中键向前后推动、Page up、Page down…;
    ● 切换层—小键盘上面的“+”、“-”、点选下面层选项;
    ● A+T—向上对齐、A+L:向左对齐、A+R:向右对齐、A+B:向下对齐;
    ● Shift+S—单层显示与多层显示切换;shift+c清除命令
    ● 测量—Ctrl+M(哪里要测点哪里)、R+P(测量边距);
    ● 空格键—翻转选择某物体(导线,过孔等),同时按下Tab键可改变其属性(导线长度,过孔大小等);
    ● 改走线模式—Shift+空格键;
    ● 字体(条形码)放置—P+S;
    ● 线宽选择—Shift+W 过孔选择Shift+V;
    ● 等间距走线—T+T+M 不可更改间距,P+M 可更改间距走线;
    ● 走线时显示走线长度—Shift+G;
    ● 显示或关闭坐标显示信息—Shift+H。
    ● 显示或关闭放大镜—Shift+M。
    ● 局部自动走线—Shift+A。
    此处就列出以上最常用的一些快捷方式,其他快捷方式我们可以参考系统帮助文件的快捷方式(此快捷帮助在不同的界面检索出来的会不相同),单击右下角命令“Help-Shortcuts”即可调出来。
    ●迅速切换层CTRL+SHIF+鼠标滑轮滚动
    ●CTRL+F镜像

5.一些小技巧
①拖动零件 拖动导线的巧妙方法:
拖动零件,相连的导线保持连接断开。:左键按住零件滑动鼠标。
只拖动零件,同零件相连的导线BU断开:按住ctrl+左键按住零件,拖动鼠标。
拖动导线,并且保持导线连接整体,导线不断开:左键按住导线,拖动鼠标。
拖动导线,导线同原来电路的连接断开:按住ctrl+左键按住导线,拖动鼠标。
②原理图缩放3种方法:
1 点按键盘 pgup按键放大 按键pgdn缩小。
2摁住ctrl+鼠标滚轮 。
3摁住ctrl+鼠标右键拖动。
③做原理图封装:注意IC脚不要放反了,放置网络标号的时候按住SHIFT会自增。为了方便画原理图可以在引脚的放置上做做文章。
做PCB封装时:注意间距要参考手册,其实很多都有,只是名字不一样,注意积累经验,一般情况下不会主动画。在工具—封装管理器里面可以批量操作。
④pcb设计难免要自己买东西焊接:这里给出一点锡线的建议:sn/pb 60/47(熔点低,流动性好) 6337(谷耐思)
flux(松香) 建议200°左右(RLC)。
ic芯片 直接拖锡。
贴片:先移开锡丝再移开烙铁,沿原件的长边移开。
对于直接的铜片,表面有一层氧化薄膜,不能与焊锡丝发生粘和作用。
所以这个时候滴上助焊剂再焊接,就可以发生溶解作用。
先焊一个脚,后面对面的直接用焊锡丝chu上去

焊接贴片的反思:我的锡给的太多了
看网上的教程是:用刀尖杵着焊盘边缘迅速上锡(一定要快,要不然多了胡变形)
然后再预热,把贴片放上去,另外一边注意刀头方向
STM32最小系统,上面有个圆点,左侧那个脚就是第一引脚
有些芯片比较脆弱不能承受太高的热量,可以用焊宝再固定两个对角之后涂抹整个芯片以及引脚

⑤封装一般靠近圆点的为一管脚,或者是圆点开始顺时针第一个为一管脚。

如果没有圆点的话,就这样看 ,丝印正放,最下面的为一管脚。

ad23镜像对称_单片机


6 画PCB之前的准备

首先得设置PCB各种顺手的规则,参考fanyi,都是老生常谈的事。

其次在keep-Out Layer上面画自己想要的板框,注意此时是P-K放线,而不是放置一般的电气线(会跑到其他层的去的)。
板框放置圆弧板框裁剪放置板宽 一般用的层数(普通大学生)Top/bottom overlay(丝印层)/keep-out layer/top/bottom layer(双层版)。
当然有机会也可以画画四层板之类的自己玩玩。

最后就是类的区分(真的很重要!!QAQ)把网络归为几类,这样再对一类的网络进行线宽,过孔的规定,只要你没有重新UPdate PCB,都是可以用的。我先说说为什么有用,你的电源走线一般是25mil-30mil,而信号走线是10mil左右,不可能每条线都去改它的宽度和过孔大小嘛,过孔一般是25–10mil。你在设计–类里面去规定,gnd,pwr,signal,other这几类网络后,对号入座,在规则里面可以选项你自己设置的类来进行更细致的设计。

更重要的是,在PCB里面,你可以然这一类的网络鼠线都打开或者关闭,方便连线(布局的话就CTRL高亮比较好使)总之我学到的更多是统筹,分类的思想,这样可以简化不少操作(可能懒也是大多是原因)。希望能够普及吧,感觉学校里的朋友都嫌麻烦,但其实是一劳永逸。

ad23镜像对称_封装_02


ad23镜像对称_pcb设计制作_03


ad23镜像对称_原理图_04


7.布局思路

A.先放置重要的器件。

位置及角度都确认好后,再确定与之密切相关的MCU的位置,看好SPI等外设和IO的引脚位置,摆放合适的角度。

角度确定好后就可以确定晶振的位置。 电源及其他直插件靠近板边放置。

.其他的就随意了。像按键、蜂鸣器等不重要的器件,画原理图时先随便放在某个引脚上,到PCB布局的时候,看哪个引脚离得近,在原理图上修改即可。

布局的时候要考虑该如何走线,走线的时候根据实际情况可对布局作细微修改。B.快速调整丝印的方法

有的时候丝印层没有显示,多半都是你没有把bottom overlay或者top overlay打开

解决方式就是L然后打开就行了

如何调整丝印的大小和位置

调整位置的的时候,快捷键A+P然后进行位置的选择

如果是字体大小则用查找相似对象的方法也可以进行改正

C.走线思路

尽量两层的走线方向垂直,当时我听他们说起这个还觉得没什么,什么信号干扰什么的没什么。但是通过几次惨痛的教训,我突然发现双层为什么两层要垂直走,因为一个点就像X-Y定位一样,当然两点之间直线最短,但是考虑到有很多器件的阻碍,还是建议按照X-Y两层来走。而且两层线绝对万不得已的时候不要重合!!!(否则你上下两层都走不通了,很尴尬)

这样两层的空间利用率很大,画起来省事得多。

我也用过几次自动布线,太坑了,我当时是想半自动化半自己调整,结果自动布线某一网络后我之前的过孔全没了,而且走线也被改了。难过,我菜用不来。走线这个还是只能人工来操作。

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ad23镜像对称_原理图_06


9.一些小经验

A.走线的长度也要作要求(<=1500mil)要进行检查

总的连线要尽量短

关键信号线最短

高电压、大电流信号、低电压 弱信号完全分开

模拟信号与数字信号分开

高频信号与低频信号分来
高频原件间隔要充分
同类型的插装器件要摆放一致

相同结构的电路部分,尽量对称性
元器件的调试:小器件的旁边尽量不要放大器件
可以使用单点接地来实现不同地的互不干扰与连接。

B.关于PCB中logo的导入
AD里面用上单色位图(bmp),下一个PCB logo creater(已经把这个脚本文件放进去就不用管了)
FILE----运行脚本-----选择添加图片/对图片的比例进行修改,还有其他的东西
最后导入进去…

C,铺铜要有耐心,可能要灌几次铜,对走线进行改动。有些孤立的铜还要想办法自己吧它与其他部分连接上(过孔或者直接提前走线)

10.出现UNKOWN PIN怎么办
因此解决办法是在pcb界面下,点击design-netlist-edit list,然后删除所有的网络标号。这样原来pcb的net标号就被清楚了,然后重新导入即可。

其次是class,ad有很多种class,在这个错误中是component class 也就是元件类,意义就是将元件分类,比如top layer的元件和bottom layer的元件,就是两种类,那么报错的原因和net一样,因此只要删除原来pcb中的component class即可,design-class-component class ,然后右键单击你的原理图,删除即可。最后再重新导入pcb。

11.附上一些常见的封装常识(慢慢积累不用去刻意记住)
A.贴片电阻

0603表示的是封装尺寸与具体阻值没有关系,但封装尺寸与功率有关通常来说如下:

0201 1/20W

0402 1/16W

0603 1/10W

0805 1/8W

1206 1/4W
可以设计电路的时候算算

电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是:

0402=1.0mmx0.5mm

0603=1.6mmx0.8mm

0805=2.0mmx1.2mm

1206=3.2mmx1.6mm

1210=3.2mmx2.5mm

1812=4.5mmx3.2mm

2225=5.6mmx6.5mm

B.

电阻:RES1,RES2,RES3,RES4;封装属性为AXIAL系列

无极性电容:Cap;封装属性为Rad-0.1到Rad-0.4

电解电容:Electroi;封装属性为RB.2/.4到RB.5/1.0

电位器:Pot1,Pot2;封装属性为VR-1到VR-5

二极管:封装属性为Diode-0.4(小功率),Diode-0.7(大功率)

三极管:常见的封装属性为TO-18(普通三极管)TO-22(大功率三极管)TO-3(大功率达林顿管)

电源稳压块有78和79系列;78系列如7805,7812,7820等

79系列有7905,7912,7920等常见的封装属性有TO126h和TO126v

整流桥:BRIDGE1,BRIDGE2: 封装属性为D系列(D-44,D-37,D-46)

电阻:AXIAL0.3-AXIAL0.7 其中0.4-0.7指电阻的长度,一般用AXIAL0.4

瓷片电容:RAD0.1-RAD0.3。 其中0.1-0.3指电容大小,一般用RAD0.1

电解电容:RB.1/.2-RB.4/.8 其中.1/.2-.4/.8指电容大小。一般<100uF用RB.1/.2,100uF-470uF用RB.2/.4,>470uF用RB.3/.6

二极管:DIODE0.4-DIODE0.7 其中0.4-0.7指二极管长短,一般用DIODE0.4

发光二极管:RB.1/.2

单排多针插座原理图中常用的名称为CON系列,从CON1到CON60,引脚封装形式为SIP系列,从SIP-2到SIP-20。

双列直插元件原理图中常用的名称为根据功能的不同而不同,引脚封装形式DIP系列。

串并口类原理图中常用的名称为DB系列,引脚封装形式为DB和MD系列。

集成块:DIP8-DIP40, 其中8-40指有多少脚,8脚的就是DIP8

电阻 AXIAL

无极性电容 RAD

电解电容 RB

电位器 VR

二极管 DIODE

三极管 TO

电源稳压块78和79系列 TO-126H和TO-126V

场效应管 和三极管一样

整流桥 D-44 D-37 D-46

单排多针插座 CON SIP

双列直插元件 DIP

晶振 XTAL1

总结:
希望疫情快点过去,我要宅在家里宅疯了,
通过学习pcb方面的技巧,掌握了对电路基础设计与操作的方法,现在接触的还比较狭隘,以后遇到更好玩的再慢慢更。
这之前的学习,最主要是是掌握思想,融会贯通,遇到新的东西也具要有很强的学习能力和运用能力以及个人独立吧。
要做到更好,剩下的就是一位老学长说的:“无他,唯手熟尔。”