1、电子线路设计复习题一 基本概念1 什么是单面板？单面板有什么特点？适用什么电路？又叫单面印制电路板。只有一面有导电铜箔，另一面没有。在使用单面板时，通常在没有导电铜箔的一面安装元件，将元件引脚通过插孔穿到有导山铜箔的一面，导电铜箔将元件引脚连接起来就可以构成电路或电子设备。单面板成本低，但因为只有一面有导电铜箔，不适用于复杂的电子设备。2 什么叫双面板？单面板有什么特点？双面板包括两层：顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer） 。与单面板不同，双面板的两层都有导电铜箔，其结构示意图如图所示。双面板的每层都可以直接焊接元件，两层之间可以通过穿过的元件引脚连接，也可以通过过孔实
2、现连接。3 过孔是什么？过孔是一种穿透印制电路板并将两层的铜箔连接起来的金属化导电圆孔。4 什么叫多层板？多层板有什么特点？多层板一般是将多个双面板采用压合工艺制作而成的，多层板它除了具有双面板一样的顶层和底层外，在内部还有导电层，内部层一般为电源或接地层，顶层和底层通过过孔与内部的导电层相连接。适用于复杂的电路系统。5.直插元件直插式元件焊接时先要将元件引脚插入焊盘通孔中，然后再焊锡。由于焊点过孔贯穿整个电路板，所以其焊盘中心必须有通孔。 6.贴片元件贴片封装的焊盘只限于表面板层，引脚占用板上的空间小，不影响其他层的布线。但是这种封装的元件手工焊接难度相对较大，多用于大批量机器生产。7 简述
3、 AltiumDesigner 开发软件的发展历程早期起源于 Protel Technology 公司的产品，如 Tango（1988 ） 、Protel for DOS、Protel forWindows 、 Protel 98、Protel 99、Protel 99 SE、Protel DXP、Protel DXP 2004。迄今为止Protel 99 SE 仍为国内外电路板企业广泛采用。2006 年公司改名为 Altium 公司，整合成为业内的巨无霸。发行 Altium Designer 6.0、Altium Designer 6.3、 AltiumDesigner 6.6、Altium
4、 Designer 6.7、Altium Designer 6.8、Altium Designer 6.9、现在最流行的版本是 Altium Designer Summer、Altium Designer Winter8 AltiumDesigner 开发软件的系统界面有哪些部分组成？由系统主菜单、浏览器工具栏、系统工具栏、工作区和工作区面板五大部分组成。9 工作区面板（Workspace panel）包括哪几个？软件启动后分别以哪种形式出现？工作区面板包括 File、Project 和 Library。软件启动后 File 和 Project 以面板组合的形式出现在窗口的左边， Librar
5、y 控制面板以弹出方式和按钮的方式出现在窗口的右侧。10 面板显示模式有哪几种？有以下三种：停靠模式（Docked Mode）： 面板以纵向或横向的方式停靠在设计窗口的一侧 .弹出模式（Pop-out Mode）：面板以弹出隐藏的方式出现于设计窗口，当鼠标点击位于设计窗口边缘的按钮时，隐藏的面板弹出，当鼠标光标移开后，弹出的面板窗口又隐藏回去，浮动模式(Floating Mode): 11 如何切换英文编辑环境到中文编辑环境点击“Preferences” 设置窗口中的“System” “General”命令，该窗口包含了 5 个设置区域，在“Localization”区域中，选中“Use Lo
6、calized resources”复选框，统会弹出提示框，点击“OK”按钮，然后在“System-General”设置界面中单击“Apply”按钮，使设置生效，再单击“OK” 按钮，退出设置界面，关闭软件，重新进入 Altium Designer 系统，即可进入中文编辑环境。11 如何设置系统自动保存的时间？点击“Preferences” 设置窗口中的“System” “Backup” 命令，“Auto save every”，设置自动保存文件的时间间隔，最长为 120min。“Number of versions to keep”设置自动保存的版本数，最多 10 个。二 原理图图基础知识1
7、 为了绘制 PCB 图，如何创建项目和文件？步骤 1新建项目：File New Project PCB Project。 重命名项目：点右键 Save Project As，为了保存所有的项目文件，需要新建一个文件夹，用项目的中文名称命名文件夹，如“多谐振荡器”，在项目的文件名栏里键入英文的文件名如 Multivibrator.PrjPCB 并单击保存按钮。 步骤 2 创建一个新的原理图， File New Schematic，右键 Save as步骤 3 创建一个新的 PCB 图，File New PCB，右键 Save as，可输入中文名，如“多谐振荡器 PCB 图”2 如何设置原理图的图
8、纸大小 在原理图上 选择 Design Document Options， 图纸大小（sheet size ）设置为标准 A4 格式。3 绘制原理图的一般步骤步骤 1 放置元件步骤 2 放置插座步骤 3 连接电路步骤 4 添加网络标记4 绘图时，如何缩放视图。方法 1 按 Page up 放大，按 Page Down 缩小。方法 2 按住 Ctl 键滚动鼠标滚轮。方法 3 按住鼠标滚轮，将鼠标向上边和下边平移。5 经过缩放和移动，有时候可能看不到完整的原理图，如何将整个原理图显示在窗口中？方法 1：点击菜单 View Fit Document方法 2：按快捷键 VD，注意是先按 V、后按 D。
9、5 在放置元件时，如何设置元件的属性？按 tab 键，然后要设置元件的编号、参数、封装等6 在放置元件时，如何旋转元件？ 按空格键7 在放置元件时，如何对称翻转元件？ 按 X 或 Y8 哪种情况下需要绘制总线？如何绘制总线？绘制总线需要注意什么？三 绘制 PCB 图的基础知识1 如何使用 PCB 向导来创建一个空白的 PCB？1） 打开向导：在 Files 面板的底部的 New from template 单元单击 PCB Board Wizard 创建新的 PCB，点 Next 继续。如果找不到这个选项，单击折叠按钮关闭一些菜单。2） 设置度量单位：英制（Imperial ） 。1000 m
10、ils = 1 inch(英寸)、 1 inch=2.54cm（厘米） 。3） 选择电路轮廓：根据需要可从板轮廓列表中选择，如 Custom，再击 Next。 4） 自定义板选项：选择 Rectangular 并在 Width 和 Height 栏键入合适的值。取消 Title Block & Scale、Legend String 和 Dimension Lines 以及 Corner Cutoff 和 Inner Cutoff 复选框。单击 Next 继续。5） 选择电路层数: 双面板要两个信号层（ Signal Layers）不需要 Power Planes 层。 6） 选择过孔样式：在
11、 via 样式中选择通孔 Thruhole Vias only，单击 Next。 7） 设置导线选项：将相邻焊盘（pad)间的导线数设为 One Track。单击 Next 继续。 8） 设置布线规则：如线的宽度、焊盘的大小，焊盘孔的直径，导线之间的最小距离，点 Next 继续。 9） 完成向导：单击 Finish 按钮。 10） 保存文件。2 如何将原理图的设计导入 PCB？1 文件更新：在原理图编辑器选择 Design Update PCB Document 命令。弹出工程变更命令。2 验证改变：在工程变更命令(Engineering Change Order)对话框中单击 Validat
12、e Changes按钮，验证一下有无不妥之处。如果有错就要排除错误。3 执行改变：单击 Execute Changes 按钮，将信息发送到 PCB。4 关闭对话：单击 Close 按钮，目标 PCB 文件打开，元件放在 PCB 板边框的外面以准备放置。5 查看全图：如果设计者在当前视图不能看见元件，按热键 V、D 查看文档。3 在绘制 PCB 图时，如何自动对齐多个元件？（1）按住 Shift 键，单击多个元件进行选择，或者拖拉选择框包围多个元件。（2）光标放在被选择的任一个元件上，右键选择 Align Align Bottom ，沿下边对齐；右键选择 Align Distribute Hor
13、izontally，元件水平等距离排列。4 如果某个元件的封装不对，如电容 C的封装尺寸太大，如何修改元件封装？方法 1：在 PCB 板上双击元件，在 Footprint 栏的 Name 处改名，或者单击 Name 处的。弹出 Browse Libraries 对话框，选择新的封装然后按 OK 按钮即可。方法 2： 回到原理图，双击元件打开属性对话框，修改 Footprint 名称。然后点击 Design 菜单中的 Update document 按钮更新 PCB 文件。5 设置必要的新规则，指明电源线、地线的宽度1.在菜单中点击 Design Rules。出现 PCB Rules and C
14、onstraints Editor。2.双击 Routing 展开显示布线规则，3 双击 Width 显示宽度规则。 4 单击 Width 规则，显示它的范围和约束，本规则适用于整个板。最小 20，默认 30，最大 40。5 为+12V 和 GND 网络各添加一个新的宽度约束规则6 手动布线操作方法和步骤。1选择信号层：在设计窗口的底部单击 Bottom Layer 标签，使 PCB 板的底部处于激活状态。如果激活的是顶层，可按数字键盘上的“*”键，切换底层。如果没有找到Bottom Layer 标签，可用快捷键 L 显示 View Configurations 对话框。在 Signal La
15、yers区域中选择在 Bottom Layer 旁边的 Show 选项，单击 OK 按钮。2进入布线模式：在菜单中单击 Place Interactive Routing（快捷键：P，T）或者单击放置（Placement）工具栏的按钮，光标变成十字形状，表示设计者处于导线放置模式。3确定布线起点：将光标定位在某元件的焊盘（选中焊盘后，焊盘周围有一个小框围住） 。左击鼠标或按 Enter 按钮，以确定线的起点。4移动光标尝试布线：跟着飞线将光标移向下一个元件的焊盘，线段跟随光标路径检查模式中显示，但是还没有确定，如果光标路径拉回，未连接线路也会随之缩回。5固定布线：当移动到目标焊盘后，有两种方法
16、可以固定布线 方法一：Ctrl 十左击鼠标，使用 AutoComplete 功能立即完成自动布线。起始和终止引脚必须在同一层上，并且连线上没有障碍物。方法二：单击鼠标来确定你看见的布线，可以保证所见即所得。6回到光标：右击或按 ESC 键完成了该条导线的放置，但光标仍然是一个十字形状，表示仍然处于导线放置模式，准备放置下一条导线。7结束布线：完成 PCB 上的所有连线后，两次右击或者按 ESC 键以退出布线模式。保存设计。7 在 PCB 图编辑的时候，如何重新调整屏幕以适应所有的对象？按 V，F 键，记住，是先按 V，后按 F。8如何自动清除冗余线段？当布置完一条线并同时按鼠标的左右键，冗余线
17、段会被自动清除。8 如何快速取消所有的布线？从菜单选择 Tools Un-Route All （快捷键 U，A）取消板的布线。8 如何自动布线？ 从菜单选择 Auto Route All（快捷键 A，A） ，弹出 Situs Routing Strategies 对话框，单击 Route All 按钮。Messages 显示自动布线的过程。9 如何测量焊盘间的实际间距？ 选择 Reports Measure Primitives（快捷键 R，P ） ，光标变成十字形状。 将光标放在一个焊盘的中心，左击测量起点。 将光标放在另一个焊盘的中心，左击测量终点10 用 3D 模式显示 PCB 板需要的
18、技术条件是什么？Altium Designer 软件的 3D 环境的要求支持 DirectX9.0C，并使用一块独立的显卡。11 如何测试你的系统是否支持 3D 显示？单击菜单 Tools Preferences 打开 Preferences 对话框中，选择 PCB Editor 的 Display选项，按“Test DirectX”按钮，测试显卡是否支持 DirectX，以下按提示做，如果显卡支持 DirectX，就可进行 3D 操作。11 要在 PCB 编辑器中切换到 3D，如何操作？可单击 ViewSwitch To 3D 命令，也可按快捷键：312 进入 3D 模式的操作方法 缩放按
19、Ctrl 键十鼠标右拖，或者 Ctrl 十鼠标滚轮，或者 Page UpPage Down 平移按鼠标滚轮：向上向下移动，Shift 十鼠标滚轮：向左右移动，向右拖动鼠标来向任何方向移动。 旋转按住 Shift 键不放，再按鼠标右键，进人 3D 旋转模式。光标处以一个定向圆盘的方式来表示。该模型的旋转运动是基于圆心的运动。四 创建原理图元器件库1 什么是集成库？集成库有什么特点？将元件库、封装库和模型通过编译可形成集成库(.IntLib 文件)。在集成库中的元器件不仅具有原理图中代表元件的符号，还集成了相应的功能模块，如 Foot Print 封装、电路仿真模块、信号完整性分析模块等。在集成库
20、中的元器件一般不能够被修改。但是可以打开一个集成库文件，执行 Extract Sources 命令从集成库中提取出库的源文件，在库的源文件中可以对元器件进行编辑。2 库文件包库文件包（.LibPkg 文件）是集成库文件的基础，它将生成集成库所需的那些分立的原理图库、封装库和模型文件有机地结合在一起。库文件包（.LibPkg 文件）编译生成集成库(.IntLib 文件）3 如何新建一个集成库文件包执行 File New Project Integrated Library 命令，Projects 面板将显示新建的库文件包，默认名为 Integrated_Libraryl.LibPkg。右击库文件
21、包名，单击 Save Project As 命令，在弹出的对话框中使用浏览功能选定适当的路径，然后输人名称 New Integrated_ Library1.LibPkg。5如何新建一个原理图库？File New Library Schematic Library 命令添加原理图库文件。默认名为Schlibl.SchLib。自动进入电路图新元件的编辑界面。单击 FileSave As 命令，将库文件保存为 New Schlibl.SchLib。5 如何打开 SCH Library 面板？单击 SCH Library 标签打开 SCH Library 面板。如果 SCH Library 标签未出
22、现，单击主设计窗口右下角的 SCH 按钮并从弹出的菜单中选择 SCH Library 即可（表示选中） 。6 创建新的原理图元件？在原理图新元件的编辑界面内：1在 SCH Library 面板上的 Components 列表中选中 Component_1 选项，执行 Tools Rename Component 命令，弹出重命名元件对话框输入一个新的、可唯一标识该元件的名称，如 AT89C2051，并单击“确定”按钮。2执行 EditJumpOrigin 命令（快捷键 J，O ） ，将设计图纸的原点定位到设计窗口的中心位置。检查窗口左下角的状态栏，确认光标已移动到原点位置。新的元件将在原点周围
23、上生成，此时可看到在图纸中心有一个十字准线。设计者应该在原点附近创建新的元件.3可在“Library Editor Workspace”对话框设置单位、捕获网格(Snap)和可视网格(Visible)等参数，执行 ToolsDocument Options 命令（快捷键 T，D） ，弹出 Library Editor Workspace 对话框如图 4-3 所示。针对当前使用的例子，此处需要图 4-3 所示对话框中各项参数。选择 Always Show Comment/Designator 复选框，以便在当前文档中显示元器件的注释和标识符。单击 Units 标签，选中 Use Imperial
24、 Unit System 复选框，注意缩小和放大均围绕光标所在位置进行，所以在缩放时需保持光标在原点位置。为了创建 AT89C2051 单片机，首先需定义元件主体。在第 4 象限画矩形框：1000*1400mil；执行 Place Rectangle 命令，此时鼠标箭头变为十字光标，并带有一个矩形的形状。添加引脚。单击 PlacePin 命令（快捷键 P，P） ，完成绘制，单击 FileSave 命令保存建好的元件。5添加引脚步骤如下。（1）单击 PlacePin 命令（快捷键 P，P） ，光标处浮现引脚，带电气属性。（2）放置之前，按 Tab 键打开 Pin ProPerties 对话框，连
25、续放置引脚时，引脚的编号和引脚名称中的数字会自动增加。（3）在 Pin Properties 对话框中 ,Display Name 文本框输人引脚的名字：P3.0(RXD)，在Designator 文本框中输人唯一（不重复）的引脚编号：2，此外，如果设计者想在放置元件时，引脚名和标识符可见，则需选中 Visible 复选框。（4）在 Electrical Type 栏，该参数可用于在原理图设计图纸中编译项目或分析原理图文档时检查电气连接是否错误。在本例 AT89C2051 单片机中，大部分引脚的 Electrical Type 设置成 Passive，如果是 VCC 或 GND 引脚的 Ele
26、ctrical Type 设置成 Power。（8）当引脚悬浮在光标上时，设计者可按 Space 旋转引脚。记住，引脚只有其末端具有电气属性也称热点（Hot End）.不具有电气属性的另一末端毗邻该引脚的名字字符。在图纸中移动十字光标，在适当的位置单击鼠标左键，就可放置元器件的第一个引脚。此时鼠标箭头仍保持为十字光标，可以在适当位置继续放置元件引脚。（9）继续添加元件剩余引脚，确保引脚名、编号、符号和电气属性是正确的。注意：引脚 6（P3.2） 、引脚 7(P3.3)的 Outside Edge (元器件轮廓边沿的外侧 )处：选择“Dot” 。放置了所有需要的引脚之后，单击鼠标右键，退出放置引
27、脚的工作状态。5添加引脚的时候需要设置引脚的电气性质，主要包括哪些电气性质？Input 输入引脚， I/O 双向引脚， Output 输出引脚 Open Collector 集电极开路引脚， Passive 无源引脚(如电阻、电容引脚 ) HiZ 高阻引脚， Emitter 射击输出 Power 电源（VCC 或GND）7 有些引脚是低电平有效的，需要在字母上面加上横线，如何操作？在字母后使用（反斜线符号）表示引脚名中该字母带有上划线，8 在原理图库文件中，如何设置原理图元件属性？在 SCH Library 面板的 Components 列表中选择元件，单击 Edit 按钮或双击元件名，打开
28、Library Component Properties 对话框，如图 4-9 所示。在 Default Designator 处设置为“U？”。以方便在原理图设计中放置元件时，自动放置元件的标识符。如果放置元件之前已经定义好了其标识符（按 Tab 键进行编辑） ，则标识符中的“？” 将使标识符数字在连续放置元件时自动递增，如 U1，U2 。要显示标识符，需选中 Default Designator 区的 Visible 复选框。在 Comment 处为元件输人注释内容，如 AT89C2051，该注释会在元件放置到原理图设计图纸上时显示。4在 Description 区输人描述字符串。如对于单
29、片机可输入：单片机 AT89C2051，该字符会在库搜索时会显示在 Libraries 面板上。五 元件封装库基础知识l 如何建立一个新的 PCB 库 ?（1）File New Library PCB Library 命令，建立 PcbLibl.PcbLib 的 PCB 库文档，同时显示名为 PCBComponentl 的空白元件页，并显示 PCB Library 库面板.如果 PCB Library 库面板未出现，单击设计窗口右下方的 PCB 按钮，弹出菜单选择 PCB Library。(2)重新命名该 PCB 库文档为 PCB FootPrints.PcbLib（可以执行 File Sav
30、e As 命令） ，新PCB 封装库是库文件包的一部分。（3）单击 PCB Library 标签进入 PCB Library 面板。（4）单击一次 PCB Library Editor 工作区的灰色区域并按 Page UP 键进行放大直到能够看清网格。2 如何使用 PCB 元件向导来创建 DIP-20 的封装？ （1）执行 ToolsComponent Wizard 命令， （2）建立 DIP20 封装需要如下设置： 在模型样式栏内选择 Dual In-line Package 选项， 单位选择 Imperial(mil)。 （3）圆形焊盘选择外径 60mil、内径 30mil（直接输入数值修
31、改尺度大小） ，为水平方向间距设为 300mil、垂直方向 100mil，元器件轮廓线宽选默认设置（10mil） ，设置焊盘（引脚）数目为 20，进入元器件名选择对话框，默认的元器件名为DIP20， （4）单击 Finish 按钮结束向导 （5）执行 File Save 命令保存库文件。3 如何使用 IPC 封装向导来创建封装？ IPC Footprint Wizard 不参考封装尺寸，而是根据 IPC 发布的算法直接使用器件本身的尺寸信息。该向导基于 IPC7351 规则使用标准的 Altium Designer 对象（如焊盘、线路）来生成封装。 Tools 菜单中启动 IPC Footpr
32、int Wizard 向导。输入实际元器件的参数，根据提示，按 Next 按钮，即可建立元器件的封装。 该向导支持BGA、BQFP、CFP、CHIP、CQFP、DPAK、LCC、MELF 、MOLDED、PLCC、PQFP、QFN、QFN-2ROW、SOIC 、SOJ、SOP、SOT143/343、SOT223 、SOT23、SOT89 和 WIRE WOUND 封装。 IPC Footprint Wizard 的功能还包括： 整体封装尺寸、管脚信息、空间、阻焊层和公差在输入后都能立即看到。 还可输入机械尺寸如 Courtyard、Assembly 和 Component Body 信息。 向
33、导可以重新进入，以便进行浏览和调整。每个阶段都有封装预览。 在任何阶段都可以按下 Finish 按钮，生成当前预览封装。4 手工创建封装时，元件轮廓、直插焊盘和贴片焊盘分别放置在哪一层？ 元器件外部轮廓放置在 Top Overlay（丝印层） ， 直插元器件的焊盘放置在 Multilayer 层 贴片元器件的焊盘放置在 Toplayer 层。5 手工创建元件封装的步骤步骤 1 先检查当前使用的单位和网格显示是否合适，执行 Tools Library Options 命令，设置 Units 为 Imperial(英制)，X，Y 方向的Snap Grid 为 10mil，需要设置 Grid 以匹配
34、封装焊盘之间的间距，设置 Visible Grid 1 为10mil， Visible Grid 2 为 100mil，如图 5-9 所示。步骤 2 执行 Tools New Blank Component 命令，建立一个新的空白元件， 在 PCB Library 面板双击该空的封装名, 为该元件重新命名，在 PCB Library Component 对话框中的 Name 处，输入新名称 LED-10。步骤 3.为新封装添加焊盘。执行 Place Pad 命令（快捷键为 P,P）或单击工具栏按钮，光标处将出现焊盘，放置焊盘之前，先按 Tab 键，弹出 Padmil对话框。(2)对话框中编辑焊
35、盘各项属性。 在 HoleInformation 设置 Hole Size:30mil，孔的形状：Round 在 Properties 选择框，在 Designator 处，输入焊盘的序号 1， 在 Layer 处，选择 Multi-Layer 在 Size and Shape 选择框， X-Size：60mil，Y-Size：60mil ，Shape：Rectangular( 方形). 按 OK 按钮，建立第一个方形焊盘。步骤 4.为新封装绘制轮廓。（1）在绘制轮廓之前，先单击编辑窗口底部的 Top Overlay 标签，确定它们所属的层。（2）执行 Place Line 命令，放置线段前可按 Tab 键编辑线段属性。绘制数码管的外框。
