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摘要： 电子工艺实训课程是高职院校信息类专业的必修实训课程，培养学生电路设计、绘制和PCB布局布线、焊接、装配的能力，在习得职业技能的同时锻炼学生创新创意的意识和能力。为适应高校教学改革，紧密联系就业工作岗位的技能要求，在课程中践行项目化教学，鉴于Altium designer软件相对于其他EDA软件的优势，文中以K60智能车主板电路为项目实例讲解Altium designer软件在电子工艺实训课程中的使用。
关键词： Altium designer ；电子工艺；印制电路板；K60
【中图分类号】G642 【文献标识码】A【文章编号】2236-1879（2017）21-0286-02
电子工艺实训课程是高职院校的电子信息类专业的基础课，课程的功能是培养具有基础电路设计、PCB（Printed Circuit Board，全称 印制电路板）绘制、电子电路的焊接装配工藝理论和实践操作节能，课程的专业应用性和实践性很强，是学生在学习掌握模拟电路、数字电路、电工电子等理论基础之后的电路设计和焊接实训课程。
PCB是用电子印刷术制作的，所以被称为印制电路板、印刷电路板，在聚合物等基本材料上，按照EAD（Electronic Design Automation）电路设计通过表面涂覆等方式，在电子电路中为电子元器件提供电气连接和绝缘，通过PCB可以将各种电子零组建组成预定的功能行电路，起到中继和传输的作用，是电子产品的核心互联件，是现在所有电子设备和电子产品的必备品，电子工艺实训课程中的核心就是PCB的布局和布线。
Altium Designer（以下简称AD）是进行电子工艺EAD的专业软件，也是应用的最为广泛的，相比于它的前身Protel，该软件不仅具有具有Schematic（电路原理图）和PCB布局布线的功能，同时具有以下几方面的优势：
第一，采用可视化，模块化的设计理念，将电路原理图、元件原理图库、PCB元件库、元件封装库或者继承封装库，分成不同的文件夹保存在library中，便于不同项目设计中直接加载应用。
第二，兼容性强，可以直接导入AutoCAD、P-CAD、PADS、Orcad等软件的设计文件，兼容各种脚本语言，可以将原理图和PCB图直接制作成PDF、生成各类清单，强大的布线功能，提高了布线速度和布通率。
第三，AD软件具有强大的FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）开发功能，同时AD拥有自身开发设计的的硬件平台：NANOBoard，可直接进行开发，采用高速FPGA设计的PCB具有信号质量高、信号完整性好，抗干扰能力强等优势。
第四，AD软件具有3D展示的效果，可以让设计者有直观感受PCB布局结果，再调整和优化板的设计和布局。
针对高职院校基于岗位能力的培养目标来说，电子工艺实训课程，从电子产品的功能要求，到电路原理图设计、PCB布局布线，最终打板、焊接、组装，Altium Designer能提供最为全面和有效的设计平台，能满足高职院校技能培养的教学需要。文中以智能车K60芯片主板电路项目为例，具体介绍Altium designer 在电子工艺实训课程中的使用。
一、创建工程项目
Altium Designer文件是以项目工程的形式进行管理的，每个AD项目中可以由原理图文件、PCB原理图文件、3D图、原理图库、集成库等组成，通过File—New—Project—PCB Project 的流程新建项目，单击右键，Save Project As ：K60主板，右击项目文件，添加原理图文件，所有新建的子文件都在项目工程文件下，成树形关系，进而培养学生系统管理工程项目的意识。
二、原理图的设计与绘制
1、原理图的设计。
根据项目提出的功能要求，手动设计出电路图，或者用Multisim软件进行电路图的设计与仿真，不断调整电路设计，以满足项目的要求，本项目中，学生通过查阅相关资料，了解到项目中包含K60芯片排针、舵机测速接口、无线模块、各类传感器信号传输处理接口模块、电源模块等几部分，并完成这几部分的手稿设计。
2、元件库的绘制与加载。
AD中自带的杂项元件器件集成封装库Miscellaneous Connectors和Miscellaneous Devices，里面包含了大部分的各类电子元器件和连接器件，对于此类元件可以直接在库中查找和调用，但是自带的封装中还有很多原理图元件不存在，如原理图中的NRF24L01无线模块未找到封装，所以在绘制原理图之前需要进行元件的绘制和封装。第一步在项目中添加库，分别添加原理图库和PCB库，原理图库完成绘制后，要改变元件属性，首先重命名元件名称为NRF24L01，同时修改元件的属性Default Designator为无线，Default Comment为NRF24L01，其他的元件根据电路设计同时修改元件属性、标识标号。
PCB库的绘制有两方式，一种是手动绘制，根据元件的图示和元件的封装尺寸绘制元件库，另外一种方式是原理图绘制向导，绘制完成元件库，将元件完成封装生成集成库。项目下的原理图库和PCB库会自动加载到项目元件库中，可直接调用。
3、电路原理图的绘制。
根据原理图设计，学生在原理图编辑框中进行原理图的绘制，进行元件的选择、放置、连线、属性设置，根据原理图中元件的标识标号和参数对元件的属性进行修改，本项目完整的原理图如下图所示：
三、PCB 设计
1、PCB结构设置。
生成后的PCB，首先进行电路板结构和编辑环境参数的设置，设置PCB板形、图纸设计、设定版层数为2，同时在Mechanical Layer（机械层）绘制出闭合空间作为PCB板的物理边界，同时在Keep-out Layer层绘制出闭合空间作为整个电路板的电气边界，设置完PCB结构和边界后，布局布线只需在界定的区间进行PCB的布局布线即可。 2、加载原理图文件。
AD相对于Protel的优势在于，可以不需要加载网络报表，在封装库加载完全的前提下，经过电气检查，若没有电气错误，单击Design-Update Schematics In K60主板.PrjPCB，就可以直接将原理图导入到PCB文件中，原理图中的元器件就直接被加载到PCB中。
3、电路板布局。
AD中布局分為自动布局和手动布局。考虑到自动布局的不合理性，本项目采用手动布局。在布局中首先要考虑功能模块的排布，核心主芯片电路放于板中间，为方便接口插拔将各插件接口放于PCB板四周，输入信号的端口与芯片处理输出信号尽量避免交叉，防止产生自激，各类电源输入返回放于板的外端。
4、设置布线规则。
在AD中布线规则的设置，主要是对电气规则中的安全距离、布线规则中的线宽进行设置，对于有特殊要求的SMT（表贴式元器件）可设置SMT规则，此处，考虑到板子的形状，主要设置安全距离为10mil，针对线宽可将电源设为30mil，普通线宽为10mil，设置完规则后，即可对PCB进行布线，布线结束后要补泪滴、覆铜，完成PCB的布线布局。
四、打板、焊接
在打板前可检测电路的完整性，可将PCB生成网络报表，再与电路图生成的网络报表进行对比检查，若检测无误即可送往公司打板完成打板。
学生在自行设计的电路板上进行焊接，在焊接完成的电路板上进行相应的实验来检测电路的正确性，锻炼焊接和装配的工艺水平。
为适应高校教育改革，贯穿技能型人才的培养原则，在电子工艺实训课程的教学中，根据就业工作岗位的技能要求和学生的知识储备情况，坚持“教学做一体化”的教学原则，注重理论与实践相结合，力求学生能掌握知识技能解决实际问题，习得相关岗位的职业技能，同时激发学生的创新意识，提高创新能。
参考文献
[1]Altium Designer 10 电路设计标准实例教程.[M].北京：机械工业出版社.2015
[2]宋瑾.Altium Designer的仿真技术在《模拟电路》中的应用[J]. 电子技术，2016，（06）：10-11
[3]叶俊杰.Altium Designer技术在PCB板设计中的应用研究[J]. 电子质量，2017，（02）：80-83
项目1：合肥职业技术学院自然科学重点项目.项目名称：多功能PCB电子工艺实训平台的设计与开发.项目编号：201714kja003
项目2：安徽省2016年高等学校省级质量工程项目.项目名称：翔创智能空间创客实验室.项目编号：2016ckjh174
关键词： Altium designer ；电子工艺；印制电路板；K60
【中图分类号】G642 【文献标识码】A【文章编号】2236-1879（2017）21-0286-02
电子工艺实训课程是高职院校的电子信息类专业的基础课，课程的功能是培养具有基础电路设计、PCB（Printed Circuit Board，全称 印制电路板）绘制、电子电路的焊接装配工藝理论和实践操作节能，课程的专业应用性和实践性很强，是学生在学习掌握模拟电路、数字电路、电工电子等理论基础之后的电路设计和焊接实训课程。
PCB是用电子印刷术制作的，所以被称为印制电路板、印刷电路板，在聚合物等基本材料上，按照EAD（Electronic Design Automation）电路设计通过表面涂覆等方式，在电子电路中为电子元器件提供电气连接和绝缘，通过PCB可以将各种电子零组建组成预定的功能行电路，起到中继和传输的作用，是电子产品的核心互联件，是现在所有电子设备和电子产品的必备品，电子工艺实训课程中的核心就是PCB的布局和布线。
Altium Designer（以下简称AD）是进行电子工艺EAD的专业软件，也是应用的最为广泛的，相比于它的前身Protel，该软件不仅具有具有Schematic（电路原理图）和PCB布局布线的功能，同时具有以下几方面的优势：
第一，采用可视化，模块化的设计理念，将电路原理图、元件原理图库、PCB元件库、元件封装库或者继承封装库，分成不同的文件夹保存在library中，便于不同项目设计中直接加载应用。
第二，兼容性强，可以直接导入AutoCAD、P-CAD、PADS、Orcad等软件的设计文件，兼容各种脚本语言，可以将原理图和PCB图直接制作成PDF、生成各类清单，强大的布线功能，提高了布线速度和布通率。
第三，AD软件具有强大的FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）开发功能，同时AD拥有自身开发设计的的硬件平台：NANOBoard，可直接进行开发，采用高速FPGA设计的PCB具有信号质量高、信号完整性好，抗干扰能力强等优势。
第四，AD软件具有3D展示的效果，可以让设计者有直观感受PCB布局结果，再调整和优化板的设计和布局。
针对高职院校基于岗位能力的培养目标来说，电子工艺实训课程，从电子产品的功能要求，到电路原理图设计、PCB布局布线，最终打板、焊接、组装，Altium Designer能提供最为全面和有效的设计平台，能满足高职院校技能培养的教学需要。文中以智能车K60芯片主板电路项目为例，具体介绍Altium designer 在电子工艺实训课程中的使用。
一、创建工程项目
Altium Designer文件是以项目工程的形式进行管理的，每个AD项目中可以由原理图文件、PCB原理图文件、3D图、原理图库、集成库等组成，通过File—New—Project—PCB Project 的流程新建项目，单击右键，Save Project As ：K60主板，右击项目文件，添加原理图文件，所有新建的子文件都在项目工程文件下，成树形关系，进而培养学生系统管理工程项目的意识。
二、原理图的设计与绘制
1、原理图的设计。
根据项目提出的功能要求，手动设计出电路图，或者用Multisim软件进行电路图的设计与仿真，不断调整电路设计，以满足项目的要求，本项目中，学生通过查阅相关资料，了解到项目中包含K60芯片排针、舵机测速接口、无线模块、各类传感器信号传输处理接口模块、电源模块等几部分，并完成这几部分的手稿设计。
2、元件库的绘制与加载。
AD中自带的杂项元件器件集成封装库Miscellaneous Connectors和Miscellaneous Devices，里面包含了大部分的各类电子元器件和连接器件，对于此类元件可以直接在库中查找和调用，但是自带的封装中还有很多原理图元件不存在，如原理图中的NRF24L01无线模块未找到封装，所以在绘制原理图之前需要进行元件的绘制和封装。第一步在项目中添加库，分别添加原理图库和PCB库，原理图库完成绘制后，要改变元件属性，首先重命名元件名称为NRF24L01，同时修改元件的属性Default Designator为无线，Default Comment为NRF24L01，其他的元件根据电路设计同时修改元件属性、标识标号。
PCB库的绘制有两方式，一种是手动绘制，根据元件的图示和元件的封装尺寸绘制元件库，另外一种方式是原理图绘制向导，绘制完成元件库，将元件完成封装生成集成库。项目下的原理图库和PCB库会自动加载到项目元件库中，可直接调用。
3、电路原理图的绘制。
根据原理图设计，学生在原理图编辑框中进行原理图的绘制，进行元件的选择、放置、连线、属性设置，根据原理图中元件的标识标号和参数对元件的属性进行修改，本项目完整的原理图如下图所示：
三、PCB 设计
1、PCB结构设置。
生成后的PCB，首先进行电路板结构和编辑环境参数的设置，设置PCB板形、图纸设计、设定版层数为2，同时在Mechanical Layer（机械层）绘制出闭合空间作为PCB板的物理边界，同时在Keep-out Layer层绘制出闭合空间作为整个电路板的电气边界，设置完PCB结构和边界后，布局布线只需在界定的区间进行PCB的布局布线即可。 2、加载原理图文件。
AD相对于Protel的优势在于，可以不需要加载网络报表，在封装库加载完全的前提下，经过电气检查，若没有电气错误，单击Design-Update Schematics In K60主板.PrjPCB，就可以直接将原理图导入到PCB文件中，原理图中的元器件就直接被加载到PCB中。
3、电路板布局。
AD中布局分為自动布局和手动布局。考虑到自动布局的不合理性，本项目采用手动布局。在布局中首先要考虑功能模块的排布，核心主芯片电路放于板中间，为方便接口插拔将各插件接口放于PCB板四周，输入信号的端口与芯片处理输出信号尽量避免交叉，防止产生自激，各类电源输入返回放于板的外端。
4、设置布线规则。
在AD中布线规则的设置，主要是对电气规则中的安全距离、布线规则中的线宽进行设置，对于有特殊要求的SMT（表贴式元器件）可设置SMT规则，此处，考虑到板子的形状，主要设置安全距离为10mil，针对线宽可将电源设为30mil，普通线宽为10mil，设置完规则后，即可对PCB进行布线，布线结束后要补泪滴、覆铜，完成PCB的布线布局。
四、打板、焊接
在打板前可检测电路的完整性，可将PCB生成网络报表，再与电路图生成的网络报表进行对比检查，若检测无误即可送往公司打板完成打板。
学生在自行设计的电路板上进行焊接，在焊接完成的电路板上进行相应的实验来检测电路的正确性，锻炼焊接和装配的工艺水平。
为适应高校教育改革，贯穿技能型人才的培养原则，在电子工艺实训课程的教学中，根据就业工作岗位的技能要求和学生的知识储备情况，坚持“教学做一体化”的教学原则，注重理论与实践相结合，力求学生能掌握知识技能解决实际问题，习得相关岗位的职业技能，同时激发学生的创新意识，提高创新能。
参考文献
[1]Altium Designer 10 电路设计标准实例教程.[M].北京：机械工业出版社.2015
[2]宋瑾.Altium Designer的仿真技术在《模拟电路》中的应用[J]. 电子技术，2016，（06）：10-11
[3]叶俊杰.Altium Designer技术在PCB板设计中的应用研究[J]. 电子质量，2017，（02）：80-83
项目1：合肥职业技术学院自然科学重点项目.项目名称：多功能PCB电子工艺实训平台的设计与开发.项目编号：201714kja003
项目2：安徽省2016年高等学校省级质量工程项目.项目名称：翔创智能空间创客实验室.项目编号：2016ckjh174