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AD 简要介绍

前言

由于 B 站上的教程大多都较为抽象,在入门学习的时候会有许多懵逼之处,因此创作此文档帮助新手快速入门。但很多都是根据自己的理解讲述,可能不一定准确,也不是很全面,但应该能帮助新手快速了解,后续还需大家通过多实践深入掌握。

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自己去 B 站上搜安装教程吧,版本不需要太新,安装后破解汉化。

工程创建

现介绍工程所需的 4 个步骤,再介绍四个分别干什么。

  • 创建原理图

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  • 创建 PCB
  • 创建元件库和原理图库

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创建后保存命名,结构如下:

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工程文件介绍

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从上到下分别为 ==PCB 文件(.PcbDoc)PCB 封装库(.PcbLib)原理图文件(.SchDoc)==、原理图库(.SchLib)、工程文件。

PCB 文件

最终绘制出的 PCB 板文件,实际电路图的形状大小、元件放置位置、连接与走线均以它为准。

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PCB 封装库

把原理图里的 “抽象符号” 和现实中的 “实体元件” 对应起来,知道元件、焊盘的具体大小,直接决定了元件能不能焊到电路板上。

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原理图文件

用符号和线条告诉你:各个元件之间是怎么用电线连起来的。这里的 “符号” 不考虑元件实际大小(比如电阻是画成长方形还是波浪线,只关注 “谁和谁相连” 这个逻辑关系。同时它导出的 PCB 文件中的飞线连接也以它相对应的网络编号为准。

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原理图库

元件的 “原理图符号”,让人一眼就看懂件管脚号和功能。

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实际流程

  1. 先从原理图库里调出元件符号,在原理图文件里画好电路逻辑;
  2. 再从PCB 封装库里调出对应元件的 “脚印”,根据原理图的连接关系,在PCB 文件里安排元件位置、画铜皮导线;
  3. 导出 genber 文件交给工厂,就能做出实际的电路板了。

原理图库(.SchLib)

核心部分:

  1. 图形符号(外观)

这些图形只是 “示意图”,不反映元件实际大小,只要能让人一眼认出是什么元件就行。

  1. 管脚(Pins)—— 最关键的部分

管脚是符号上的 “小短线”,但它不是普通的线条,而是有 “电气属性” 的:

  • 每个管脚都有编号(比如芯片的 1 脚、2 脚……,必须和实际元件的管脚号对应(比如芯片手册上的 1 脚是 VCC,符号上的 1 脚也得表示 VCCName 自然也采用 VCC
  • 管脚有 “电气类型”(比如输入、输出、电源、接地,软件会根据类型检查电路连接是否合理(比如电源脚不能直接接输出脚
  • 管脚还有 “长度”“显示名称” 等属性(比如把管脚 1 的名称标为 “VCC”,方便看图时知道这个脚接电源

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重点关注:
  • Designator:
  • 就是引脚的 “序号”,比如芯片的 1 脚、2 脚、3 脚……

  • 必须和实际元件的 datasheet(数据手册)完全一致!比如手册上 1 脚是 VCC,你画的引脚 1 就必须对应 VCC 功能,错一个数字整个电路就可能接反。( 相关内容可以在数据手册中找到 )

  • 作用:软件通过引脚编号关联原理图和 PCB 封装(封装的焊盘编号也要和这里一致),是 “物理引脚” 和 “逻辑符号” 的唯一对应凭证。

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  • Name:
  • 标注引脚的 “功能用途”,比如 “VCC”(电源“GND”(地“IN”(输入“OUT”(输出

  • 作用:画原理图时能直观知道这个引脚该接什么,比如看到 “GND” 就知道要接地线,看到 “TX” 就知道是发送信号。

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  1. 元件属性(Properties)

元件名称、元件型号、封装链接(与 PCB 封装库相关联,同一个符号也可以对应多个封装,例如公母的接口)

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这个基本都有现成的库,可以在嘉立创进行下载。当然,项目组基本都会传下需要的器件。

原理图文件(.SchDoc)

网络标签

​ 图中导线的连接就代表实际线路的连接,在少量元件时还可以接受,但是当连接的元件一多,且间隔较远时,全用导线直接相连所有外设时可读性极差,因此采用网络标签的形式。

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相同的网络标签就代表了实际线路的相连。以此图为例。在原理图上,这两个模块距离较远,但使用相同的340+340-网络标签就代表了在实际线路中是相连的。GNDVCC网络标签的使用也使电源的流向十分清晰。

  • USB 通信

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  • 供电

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模块划分

​ 将同一模块相关电路放在一起(包括滤波电容就近摆放,并与其他功能的模块分离,并加上注释,使人一目了然。当较为复杂时也可以分原理图描述,当然这也是后话了。

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简要标注

​ 下面两个电阻分别是 1K 10K,它们的分装都是 0603,也就是说电路板上他们长的一模一样,但是实际焊接时还是要正确对应阻值,因此即使在Comment中记录一下它的数值对后续焊接和传承也是挺重要的。

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PCB 封装库(.PcbLib)

相关的尺寸大小均可在数据手册中获取 ( 了解即可 , 一般有现成的 )

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PCB 封装库的作用

  • 定义元件实物焊盘:将原理图符号(.SchLib)映射到实际电路板上的物理焊盘和外形。
  • 确保可制造性:封装的尺寸、间距必须符合元件规格(如芯片引脚间距、焊盘大小等
  • 与原理图关联:封装焊盘的编号(Designator)必须与原理图符号的引脚编号一一对应。

PCB 封装的核心内容

(1) 焊盘(Pads)

  • 作用:元件引脚焊接的金属区域。
  • 关键属性
    • 编号(Designator):必须与原理图引脚编号一致(如原理图引脚“1”对应焊盘“1”
    • 形状 / 尺寸:圆形、矩形等,需根据元件规格(如贴片电阻焊盘长宽
    • 类型:通孔(Through Hole)或贴片(Surface Mount

显示在top layer

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(2) 元件外形(Silkscreen)

  • 作用:用丝印层(Top Overlay)绘制元件轮廓,辅助人工焊接和调试。
  • 示例
    • 贴片电阻:矩形框标注方向和位号(如“R1”
    • 芯片:引脚 1 的圆点或缺口标记。

显示在top overlay

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(3) 3D 模型(可选)

  • 为封装添加 3D 体(3D Body,便于检查机械干涉(如散热器高度

mechanical层及其对应 3D 模型

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可在 IC 封装网 - 行业 IPC 标准电子元件库中下载或者让机械的同学用 solidworks 绘制😏

(4) 阻焊层(Solder Mask)

  • 默认焊盘区域会开窗(露出铜,非焊盘区域覆盖阻焊油墨(防短路

  • 该层的图形是 阻焊层需要“挖空”的地方,露出铜皮以便焊接。

Top Solder

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PS:阻焊油墨覆盖非焊接区域,防止焊接短路,开窗通常比焊盘大,以确保焊盘完全暴露。就是刻板印象中绿色的油墨,实际上可以做成彩色的😁

PCB 文件(.PcbDoc)

PCB 文件(.PcbDoc) Altium Designer 中用于设计印刷电路板(Printed Circuit Board)的核心文件,包含元件的物理布局、走线、层叠结构等信息。下面从核心功能、设计流程、关键操作及注意事项等方面详细介绍。


PCB 文件的核心内容

(1) 电路板物理结构

  • 板框(Board Outline):定义 PCB 的外形尺寸(在Mechanical 1层绘制
  • 层叠结构(Layer Stackup):包括信号层、电源层、阻焊层等(如 2 层板、4 层板
  • 孔和槽:通孔、安装孔等。

(2) 元件布局(Placement)

  • 从原理图导入的元件(Footprint,需合理摆放以优化信号和散热。
  • 接口等模块需要合理放置,便于连接。

(3) 走线(Routing)

  • 信号线(Signal Traces):连接元件引脚,需考虑线宽、间距、阻抗等。
  • 电源 / 地线(Power Planes):通常用覆铜(Polygon Pour)或专用电源层。
  • 差分对(Differential Pairs):如 USB 等高速信号需等长、等距走线(其实我们大多是低速板,考虑不是很严

(4) 覆铜(Polygon Pour)

  • 大面积铜皮用于接地(GND)或电源(如 3.3V,可减少噪声和散热。
  • 类型:实心铜(Solid、网格铜(Hatched

(5) 设计规则(Design Rules)

  • 约束线宽、间距、过孔尺寸等,确保可制造性(通过Design → Rules设置

物理结构

​ 板框外形尺寸根据实际需求以及元件数量决定,通常使用 2 层板就够了,4 层更贵,但可能更好画。安装孔根据实际需求确定。

四层板层叠示意

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元件布局

​ 在绘制原理图时采用分模块绘制,同样在 PCB 绘制时也根据原理图进行绘制,通常将同一模块内容放置在一起(开启交叉选择模式快速定位。同时要理解原理图中的连接顺序,特别是电源的流向,先经过大电容,再经过小电容滤波要清楚,电容滤谁的波放在谁旁边。

​ 同时还要考虑焊接的问题,别放的密密麻麻,自己都焊不了(也可以加钱用 STM 贴片🤑

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走线与铺铜

介绍

​ 通常两层板中每层均是Signal层(正片层,电路板中走线与铜皮的连接就代表实际线路连接(负片层相反,类似阴刻阳刻

​ 在两层板中有两层的走线区域,当当前层走线难以通过时,可以采用过孔连接到另一层继续布线。四层板中加入了GNDPOWER层的概念,实际上信号走线的还是两层区域。( 强烈建议在初学时 ==不要用自动布线==,尝试自己优化布局和走线,不要用减小走线和过孔的方法尝试自动布线连通 )

​ 由于单根导线载流能力有限,电源信号通常采用铺铜方式(或粗线)进行连接,可以承载更大电流。铺铜是在 PCB 空白区域覆盖铜,但也要与走线保持间距。

  • Top Layer

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  • 粗暴的布线与精细的布线​😅​

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  • Bottom Layer

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  • 正负层铺铜

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  • 可以在铺铜管理器中对所有铜皮进行重新设置

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可以看出图中的铜皮有少部分尖锐铜皮,在高频信号下可能产生问题,可修改相关参数或设置禁止铺铜区消除。

走线注意

  1. 合理选择线宽,太宽走线没位置,太小要么做不出,要么嘎嘎费钱。
  2. 间距控制,线路之间要保持合理间距,也受工艺限制。
  3. 避免直角走线(用 45° 或圆弧,减少信号反射。
  4. 电源线:根据电流加宽,最好使用铺铜。
  5. 层间切换:通过过孔(Via)跨层,注意减少过孔数量。

铺铜注意

  1. 网络选择:优先铺地(GND)铜,形成完整参考平面。
  2. 铜皮间距:与走线 / 焊盘保持间距。
  3. 焊盘连接方式:十字连接、全连接。
  4. 孤岛铜皮:删除或通过过孔接地,使用工具自动移除死铜。
  5. 工艺要求:铜箔边缘倒圆角(防尖端放电

设计规则

​ 要符合实际生产规格,给出嘉立创基本的工艺尺寸。详细见官网。

1、孔径要求

单面和双面板最小过孔:内径 0.3mm(11.8110236mil)/ 外径 0.5mm(19.6850394mil)(单面铝基板最小钻孔 1.0mm

■ 四层和六层板最小过孔:内径 0.2mm/ 外径 0.45mm(外径极限 0.40mm

2、线路制作

■ 单面和双面板最小线宽线隙:0.127/0.127mm(5mil)( 极限 0.1/0.1mm)

■ 四层和六层板最小线宽线隙:0.09/0.09mm

3、收费标准

1)单,双面板: 长宽在 5cm 以内,打样 10pcs 价格是 50 / 款,包含了所有费用(包含了快递费,省外及用顺丰快递除外)

2)单,双面板: 长宽在 10cm 以内,打样 10pcs 价格是 100 / 款,包含了所有费用(包含了快递费,省外及用顺丰快递除外)

主要关注:

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常用规则

  1. 间距,最起码 6mil,一般 8mil

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  1. 连接,最好检查不完整连接,防止虚接

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  1. 线宽,针对信号和电源线进行分类,设置不同规则

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  1. 过孔,控制孔径大小

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  1. 铺铜方式,选择全连接还是十字连接

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分类

将信号与电源进行分类,在布线规则,飞线隐藏有很大作用。

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PCB 选项中对 PWR 网络进行飞线隐藏,单独设置颜色,网络高亮等操作。

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DRC 校验

绘制完成后进行 DRC 校验。注意此处只针对你定下的规则进行检查,并非代表一定没有问题,也不需要一定没有问题(比如那两条线你就可以选择不连。所以解决问题的最好办法是更改规则(bushi

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快捷键

Altium Designer 常用快捷键速查表

采用英文输入法。不全。

1. 通用操作

快捷键 功能说明 记忆技巧
Ctrl + S 快速保存 Save 首字母
Ctrl + Z 撤销操作 通用撤销键
Ctrl + C/V 复制 / 粘贴 通用操作
Delete 删除选中对象 不是Backspace

2. 原理图设计

快捷键 功能说明 应用场景
P + P 放置元件 Place Part
P + W 绘制导线 Place Wire
P + N 添加网络标签 Place Net
P + B 放置总线 Place Bus
Space 旋转元件(放置时) 每按一次旋转 90°
X/Y 水平 / 垂直翻转元件 X /Y
J + C 跳转到指定元件 Jump Component

3. PCB 设计

快捷键 功能说明 专业技巧
Ctrl + Shift + 滚轮 打孔并换层布线 快速换层
P + V 放置过孔 Place Via
Shift + S 单层模式切换 检查特定层
Ctrl + M 测量距离 Measure
L 展示设置 隐藏铺铜
3 3D 视图切换 3D 的直观记忆
Ctrl + Click 高亮相同网络 Highlight

4. 高效编辑

快捷键 功能说明 效率提升点
Tab 编辑对象属性(放置时) 实时修改参数
T + O + L 矩形区域内排列 交互式选择
Shift + 空格 切换走线模式 45°/90°/ 圆弧

提示:在设置中自定义快捷键。对常用但较为麻烦的如矩形区域内排列设置自己的快捷键,注意冲突。

实战资源下载

  1. https://app.jingsocial.com/mF/websiteEditorLandingPage/page/f89619ac5b6c46efb6d076332c88ef2f?pushId=eruWqPF45fojbokHtiSGAi

    Note:大部分案例可能对初学者太难了😅

  2. 23 学长整理:链接:https://pan.baidu.com/s/150-1nXvYBgRJi7cGUW5t9g

    提取码:94so

视频链接

学长亲测

  1. 【完结】极简 PCB 绘制教程 小白友好 0 基础速进 基于 Altiumhttps://www.bilibili.com/video/BV1d44y1b7Cc/?share_source=copy_web&vd_source=82729cd26839b06e5b227329599ff2ae
  2. Altium Designer 1 小时(貌似不够)速成(可能不止一小时~ 但我觉得仨小时肯定够了 --- 来自 up 猪的自信 !!https://www.bilibili.com/video/BV17E411x7dR/?share_source=copy_web&vd_source=82729cd26839b06e5b227329599ff2ae

闲的慌情况下可接受范围下的挑战(当然我们一般两层板就够了)

Altium Designer | 4 STM32 开发板基础入门实战课程第一课:PCB 设计流程规范、网表导入及常见导入错误解决 | AD24 | 直播回放】 https://www.bilibili.com/video/BV1Fr421w7Tb/?share_source=copy_web&vd_source=82729cd26839b06e5b227329599ff2ae

总结(废话)

​ 这里只是大体的介绍,可以自己去尝试和查阅各个功能。AD 的操作还是非常丰富的,但我们往往只需要掌握一小部分,所以不必觉得遥不可及,学长学姐们都是一步步走过来的,用得多了自然就熟。所以不要犹豫了,赶快尝试去绘制自己的第一块板吧!:happy: