简介:这份Altium Designer 18中文官方教程文档面向零基础或刚接触AD的电子设计学习者,围绕原理图绘制与元件库使用提供入门指引,帮助读者建立PCB项目创建、文档设置和电路连接的基础操作框架。压缩包内为1个docx文件,约6.75MB,以单篇图文教程形式组织,便于在电脑端查阅和按章节练习。教程目录覆盖创建PCB项目、向项目添加原理图、设置文档选项,以及AD中的组件与库、访问组件、使库可用于访问组件、在库中查找组件等内容,并延伸到Altium Content Vault的使用、浏览器面板操作、从库面板或资源管理器面板放置元件、连接电路和活动栏等环节。已有13346人学习,适合作为初学者随查随用的入门资料,也可配合软件界面逐节对照,快速熟悉原理图设计的基本流程与常用面板。
1. 这套 AD 官方教程最能解决新手哪类问题
画完线,运行一次 DRC,屏幕上出现二十多条红色报错;改掉最后一条,又牵扯出前面改过的位置。这种反复来回,新手几乎都会经历两次以上。这套 Altium Designer 18 中文官方教程,专门帮助完成收尾:它用一个非稳态多谐振荡器当主线,从创建 PCB 项目、抓取原理图、编译消错,一路走到 PCB 布局、交互式布线、DRC 检查和 Gerber 输出,每一步都写清点哪个菜单、在哪个对话框里勾哪一项。它明确适合刚上完电路课、认得电阻电容符号、但还没独立画完过一块能送去打样板子的人;手上有 Altium、却只会靠双击拖动连线的,也适合照着走一遍。
2. 原理图捕获:从建项目到编译通过的四步拆解
这四步是教程第一章的全部内容,也是后面所有事的起点。很多人卡在第一步之后就没往下走,不是因为原理图难,而是因为项目结构、库来源、网络命名这三件事没定下来,越画越乱,最后重开一个文件。把顺序理顺,后面 PCB 阶段会顺很多。
2.1 项目与文档选项:纸面和栅格先定死
先建项目,再调参数,最后才动手画。这个顺序不能反。纸张大小、捕捉栅格这些东西定得越晚,已经摆好的元件和走线就越容易错位——你改一次栅格,屏幕上那些看着连上的线,实际端点可能就偏了半格。
操作步骤:
File » New » Project » PCB Project,弹出新建对话框时选Default模板,填项目名,Location里选一个纯英文、无空格的路径,这点很关键,中文路径或带空格的路径会让后面装库、导 Gerber 时出一些莫名其妙的问题。- 在左侧 Projects 面板里右键项目名,
Add New to Project » Schematic,按Ctrl+S存成.SchDoc。 - 双击打开原理图,
Design » Document Options,把下面几项按表设好。
| 选项 | 位置 | 建议值 | 作用 |
|---|---|---|---|
| Sheet Size | Design » Document Options | A4 | 打印和导 PDF 的纸面 |
| Standard | 同上 | A4 | 标题栏样式 |
| Snap Grid | 同上 | 10 mil | 拖动、放置元件时的步进 |
| Visible Grid | 同上 | 10 mil | 屏幕上显示的点阵 |
| Electrical Grid | 同上 | 10 mil | 连线时自动吸附到引脚的范围 |
为什么是 10 mil 而不是 1 mm:绝大多数直插和贴片器件的引脚间距是 100 mil(2.54 mm),用 10 mil 做捕捉栅格,所有引脚刚好落在栅格点上,连线时一端点下去就是准的。换成毫米制,100 mil = 2.54 mm 除不尽,线头会差半格,屏幕上贴着引脚,实际是断开的——这是新手最常见的错误之一,编译不报,导入 PCB 少一根线。
接着Tools » Preferences(快捷键T, P)里把Schematic » General下的 Auto Pan 打开一点,Schematic » Grids里把 Auto Zoom 调小。这两个不是必需,但图纸大了以后滚动和缩放会舒服很多。
2.2 元件从哪来:本地库、集成库与内容库的取舍
原理图里一个电阻,在软件里其实是三件东西:符号(.SchLib)、封装(.PcbLib)、参数(阻值、精度、供应商料号)。三者缺一个,到 PCB 那一步都会卡住。教程把元件来源分成三类,选哪种取决于你手头有什么、以及这个板子要不要给别人维护。
| 来源 | 文件格式 | 优点 | 短板 |
|---|---|---|---|
| 本地原理图库 | .SchLib+.PcbLib | 完全可控,改起来直接 | 自己画,慢 |
| 集成库 | .IntLib(由.LibPkg编译) | 符号封装参数打包,便携 | 改要回源码重新编译 |
| 在线元件库 | 云端,无本地文件 | 现成封装和供应商链接 | 需要网络,检索速度看情况 |
集成库是怎么来的:把一个.LibPkg库包项目打开,里面挂上原理图库和 PCB 库,Project » Compile Integrated Library,编译过程会顺带检查缺封装、原理图引脚数和 PCB 焊盘数不匹配这类问题。这一步其实是个白捡的检查,我一般会顺手编译一次,比后面在 PCB 里发现少个焊盘省事得多。
操作步骤:
Panels » Components打开元件面板(18 版起,老的 Libraries 面板功能被它接走了一部分)。- 在面板顶部的搜索框里输入型号,比如
2N3904,把范围切到All或者你装好的库。 - 找到目标后双击,或者拖到原理图里。
- 需要装本地库的话,点面板右上角的下拉菜单里的
File-based Libraries Preferences,Install选.IntLib或.SchLib。
注意:从在线库拖下来的元件,符号和封装是绑定的,但参数里的供应商料号不一定对得上你实际采购的那颗。要用在正式项目上,双击元件把Comment、Value、Footprint三项对一遍,比在 BOM 阶段返工便宜得多。
2.3 连线、网络标签与电源端口的选择顺序
原理图里画的那根线(Wire)本身只是图形,真正决定电气连接的是网络名。没起名的 Wire 会被软件自动分配一个NetCxx之类的编号,两个引脚连在一起算同一个网;但只要中间断了一丝,就变成两个网,编译时不一定报错,等导入 PCB 才发现少了一根。
工具的选择有个大致优先级:
| 对象 | 快捷键 | 用在哪 |
|---|---|---|
| Wire | P, W | 同一页内两个引脚之间 |
| Net Label | P, N | 给一段线起名,跨页同名即连接 |
| Port | P, R | 跨图纸连接,会显示在图纸边框上 |
| Power Port | P, O | VCC、GND 这类全局网络 |
操作上,先用P, W从一只三极管的基极拉线到另一只的集电极,再用P, N放一个网络标签,注意标签的锚点(那个小方块)必须压在导线上,浮在空白处是不产生连接的,而且软件不会提醒你。双击标签改名字,习惯上用Q1_B、Q2_C这种带器件位号的命名,后面排查时一眼能看出是哪个点。
电源端口和网络标签的区别只有一条:电源端口是全局的,不管在哪个图页、哪个位置,名字相同就直连;网络标签只在同一页(或者通过端口跨页)有效。这套教程用的是单页小电路,两者混着用也不会立刻出事,但一旦换到多页项目,混用就是灾难。
2.4 编译与电气检查:错误报告、连接矩阵怎么调
Project » Project Options(快捷键C, O)里有三个页签决定“编译有多严”,这是整套教程里信息密度最高的一节,也是最容易被跳过的一节。
第一个是Error Reporting,它决定每一类问题报不报、报成什么级别。列表里常见的有Nets with only one pin(一个网络只有一个引脚)、Duplicate Net Names(重名网络)、Unconnected pins。默认很多项是 Warning,如果你想让它们拦住你,就改成Error;反过来,像Pin not connected这种在你确认过的悬空引脚上,可以改成No Report,省得刷屏。
第二个是Connection Matrix,行列交叉的方格代表两种引脚类型相接时的判定,绿色不报、黄色警告、红色致命。最典型的一格是Output Pin接Output Pin——两个输出顶在一起,正常人不会这么干,但如果封装画错或引脚定义反了,这一格能第一时间抓住。
第三个是Comparator,它决定原理图和 PCB 之间哪些差异需要同步。这一页的内容在下一章导入 PCB 时才真正起作用,但最好现在就看一眼,特别是Different Net Name和Different Component Footprint这两项,要确保它们是勾上的。
设置完,Project » Compile PCB Project xxx,结果都在Panels » Messages里。双击任意一条,视图会直接跳到出问题的位置。这个面板空着,说明原理图这一关过了,可以进 PCB。
3. 从原理图转 PCB:板框、层栈与设计规则的具体参数
原理图编译通过只是纸面过关,PCB 那一侧还有一整套自己的坐标系和规则体系。这一章的几个动作,顺序错了会反复返工:先定板框还是先导元件、先设规则还是先布线,答案都在下面。
3.1 导入变更(ECO):Validate 与 Execute 各管什么
原理图给 PCB 的东西只有两样:元件(带封装名)和网络表。中间靠一个叫 Engineering Change Order 的对话框传过去,它把“要新增一个元件”“要新增一个网络”这类动作列成一张清单。
操作步骤:
- 先保存原理图,养成习惯,没存盘的改动不会进 ECO。
- 右键项目
Add New to Project » PCB,存成.PcbDoc。 - 打开 PCB 文件,
Design » Import Changes From xxx.PrjPcb。 - 弹窗里先点
Validate Changes,看Status列是不是全绿。这一步只做合法性检查:封装文件在不在、位号有没有重名、网络有没有冲突。红了就说明原理图那边还有问题,回去改,别硬点下一步。 - 全绿之后点
Execute Changes,这才是真正把元件和网络写进 PCB 文件。 Close关掉对话框。
注意:对话框左下有个Add Rooms选项。勾上以后,软件会按原理图页生成一个同名的 Room(一个矩形框),元件被“装”在框里,拖动框会整体移动。小项目里这往往是干扰——你想单独挪一个元件,结果整框跟着动。教程这个多谐振荡器规模小,取消勾选更省事。
3.2 板框形状、原点与栅格:机械层画线再定义板形
板框的画法有两种,教程推荐第二种,因为它可修改、可复现。
第一种是Design » Board Shape » Redefine Board Shape,直接拖着鼠标画一个矩形,快,但后期想改成带缺口的异形板就得推倒重来。
第二种是在机械层上画轮廓:
- 按
Q在 mm 和 mil 之间切单位,小板上用 mm 更直观。 Edit » Origin » Set,把原点打在板框左下角。这样后面所有元件坐标都是正数,读起来不别扭。- 在
Mechanical 1层(或者 Keep-Out 层)用Place » Line画一圈闭合的线,四条边首尾相接,必须闭合。 - 选中这四条线,
Design » Board Shape » Define from Selected Objects,板子的形状就被这个轮廓接管了。
栅格按Ctrl+G打开 Grid Editor,Snap Grid 设 1 mm 或者 5 mil。板子小、器件密的时候,临时切到 1 mil 微调,调完再切回来,不然拖动元件会到处乱跳。
3.3 层栈管理器:两层板够不够,什么时候加四层
Design » Layer Stack Manager打开层叠管理器。默认是两层板结构:Top Layer、Bottom Layer,再加一个 Multi-Layer(通孔层)。
| 结构 | 组成 | 板厚 | 铜厚 | 适用 |
|---|---|---|---|---|
| 两层板 | Top + Bottom | 1.6 mm | 1 oz | 低速、器件少、成本敏感 |
| 四层板 | Top + GND 平面 + 电源层 + Bottom | 1.6 mm | 外层 1 oz / 内层 0.5 oz | 有完整地平面需求、BGA、阻抗控制 |
教程这个多谐振荡器,两层板完全够跑。什么时候该上四层:时钟上到几十兆以上、有 BGA 或者细间距 QFN、需要控制阻抗、以及布线条数多到两层挤不下。加内层时注意区分Add Layer(信号层,正片)和Add Plane(平面层,负片),GND 一般用 Plane,因为它整层铺满、不需要走线,回流路径最干净。
3.4 设计规则:间距、线宽、过孔与丝印阻焊的常用值
Design » Rules(D, R)打开规则编辑器,左树按类别分层。规则的意义在于:布线时软件实时按它拦你,DRC 时按它判定违规。规则设得太松,画出来的板厂做不了;设得太紧,自己被自己拦死。
| 规则 | 位置 | 常用值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| Clearance | Electrical | 10 mil | 导线到导线、焊盘到焊盘的最小距离 |
| Width | Routing | Min 10 / Preferred 12 / Max 50 mil | 普通信号线 |
| Routing Via Style | Routing | 外径 0.6 mm / 钻孔 0.3 mm | 常规过孔 |
| Solder Mask Expansion | Mask | 4 mil | 阻焊开窗比焊盘大多少 |
| Silk To Solder Mask | Manufacturing | 0 mil | 丝印到阻焊开窗的最小距离 |
| Silk To Silk | Manufacturing | 0 mil | 丝印文字之间的最小距离 |
每个规则都可以绑定作用域:All、某个 Net、某个 Net Class,或者一段 Query 语句。绑定得越细,越不容易误伤。还有一个容易被忽略的按钮叫Rule Priorities,一个对象同时匹配多条规则时,取优先级最高的那条。后面第五章里“明明没问题却一直报”的情况,一大半出在这里。
4. 布局与交互式布线:把多谐振荡器布到能过 DRC
规则设完,真正的体力活才开始。这一章讲的是手上的动作:元件怎么摆、线怎么走、铜怎么铺、3D 里怎么验。动作本身不难,难的是每一步背后该看什么。
4.1 元件定位选项与 Room 的处理
布局的顺序基本固定:先放连接器和对外接口,再放主芯片或有源器件,最后放电阻电容这种被动件。原因是接口位置被机械结构锁死,主芯片的引脚又决定周边器件的朝向,反过来做就会一直挪。
操作上:
- 拖动元件,按空格键旋转 90°,按住空格不放是继续转。
- 选中多个元件,
Edit » Align » Align或者右键菜单里的 Align,做左对齐、等间距。 - 细调的时候把 Snap Grid 切小,比如 1 mil,摆完再切回 1 mm。
如果导入时勾了Add Rooms,会看到一个和原理图页同名的矩形框。不想要就右键删掉,或者Tools » Component Placement » Arrange Within Room让它自动把元件塞进去再删框。Room 在多通道设计里很好用(一个通道画完,其他通道自动复制布局),单页小电路纯属累赘。
布局阶段要看的是:电源和地尽量靠一起、去耦电容紧贴芯片电源脚、发热器件别贴着对温度敏感的元件、连接器开口方向朝板边。这几点教程没逐条强调,但它是板上最基本的常识,早点摆对比后面靠改线补救便宜。
4.2 交互式布线的快捷键与拐角模式
布线用Place » Interactive Routing(P, T),这是全程用得最多的命令。点住引脚开始走,走线过程中有几个键必须肌肉记忆:
| 动作 | 快捷键 | 说明 |
|---|---|---|
| 开始布线 | P, T | 点引脚或焊盘起笔 |
| 切换拐角方向 | 空格 | 拐角朝内还是朝外 |
| 切换拐角模式 | Shift + 空格 | 45°、90°、任意角、圆弧之间循环 |
| 打孔换层 | 小键盘* | 自动插入一个过孔并切层 |
| 临时改线宽 | Tab | 只对当前这一笔有效 |
| 结束当前走线 | 右键 或Esc | 右键是走完,Esc 是放弃 |
有一个词经常被提到——玄学。布线时的“推挤”就是这样:数字键1、2、3在几种走线模式之间切,一种是无视障碍硬穿,一种是绕开,一种是推着已有的线走。推挤模式下,你走的线会把旁边的线顶开,看起来像有生命一样。用得好省一半时间,用不好会把已经调好的线全推乱,所以推挤完一定要回看一遍。
Tab改的线宽只作用于当前这一笔,想让整块板的信号线都变,得回Design » Rules » Width改 Preferred 值。这是两个完全不同的层级,混了就白改。
4.3 铺铜与回流路径:GND 多边形怎么设
铺铜用Place » Polygon Pour,或者P, G。弹窗里选网络(GND)、图层(一般是 Bottom)、填个名字,确定之后沿着板框内缩一圈画闭合轮廓,右键退出,软件自动填铜。
几个属性要留意:
Remove Dead Copper:去掉和主地不连通的孤岛铜。孤岛铜在天线效应上是负资产,勾上。Pour Over All Same Net Objects:同网络的焊盘直接实心连上。不勾的话,GND 焊盘会通过四根细颈(热焊盘)连接,手工焊接时散热慢一点,好焊;回流焊则实心更稳。- 铺铜优先级:多层都有铺铜时,数字大的先铺。
铺完铜要Tools » Polygon Pours » Repour All重铺一次。改动过走线、挪过元件之后,铜的形状不会自动更新,这是后面 DRC 假报错的头号来源。
为什么铺铜:一是给地一个低阻抗回路,二是平衡蚀刻时的铜分布,三是散热。前提是地线网络本身已经走通,靠着铺铜去“补”没连上的地,只会得到一堆孤岛。
4.4 3D 视图验证与元件高度冲突
按数字键3切到三维视图,按住Shift加鼠标右键拖动是旋转,右键拖动是平移,按0重置视角。L键打开 View Configuration,里面可以控制 3D 体、丝印、阻焊层的显示。
3D 里主要看三件事:元件之间有没有高度冲突(比如电解电容压在芯片上方)、连接器开口方向对不对、板子装进外壳后有没有干涉。教程里专门有一节讲“在 3D 中工作的技巧”,核心就是怎么快速切回 2D:再按一次2就回去了。
这一步花不了两分钟,但能挡掉一类返工——那种板子做回来才发现装不进去的情况,代价是整批板。
5. 排查与避坑:编译、导入、DRC 三类高频报错的定位
下面这几条都是照着教程走一遍时非常容易遇到的,每条按现象、原因、解决写。看到相似的症状,直接对号入座,比一句句读报错快。
5.1 编译阶段:网络名不一致与未连接引脚
现象一:原理图上明明连了线,编译后 Messages 里报Net xxx has only one pin。
原因:导线和引脚之间差了一个栅格,视觉上贴着,电气上没连上;或者网络标签浮在空白处,锚点没压到导线上。
解决:把 Snap Grid 切回 10 mil,重新拉一遍这段线;选中网络让它高亮,端点在哪一目了然。养成习惯——放完网络标签,双击它看一眼属性里的坐标,是不是落在某条线的端点上。
现象二:GND 到处都放了电源端口,编译不报错,导入 PCB 之后却发现很多该连的没连。
原因:有的地方用了 Power Port(GND),有的地方图省事用 Net Label 写了GNDD或者GND_1。名字不同就是两个网,软件不会替你合并。
解决:全图搜索一遍网络名,统一成一个。多页项目里,电源网络统一走 Power Port,不要用 Net Label 代替。
5.2 导入 PCB 后:元件堆叠与封装缺失
现象三:ECO 执行完,所有元件挤在原点附近的一小块区域里,或者干脆全叠在一起。
原因:原理图里的元件没有指定 Footprint,导入时找不到封装,只能丢在原点;另一种可能是没勾 Add Rooms,元件没有初始分布区域。
解决:回原理图,双击每个元件看Footprint栏是不是空的,空的就从库里补一个;如果只是分布问题,勾上 Add Rooms 重新导入,或者Tools » Component Placement » Arrange Within Room让软件先摆一遍,再手动调整。
现象四:ECO 的Validate Changes里出现红色的Footprint Not Found。
原因:封装名拼错,或者这个封装所在的库根本没装进工程。
解决:先在Panels » Components里按封装名搜一下,确认库里有没有;有的库装了但工程没引用,去File-based Libraries Preferences里把对应的.PcbLib加进来。
5.3 DRC 阶段:阻焊、丝印到阻焊、规则优先级
现象五:DRC 报一片Solder Mask Violation,但目视焊盘之间距离挺宽。
原因:Solder Mask Expansion默认是 4 mil,也就是每个焊盘的阻焊开窗比焊盘本身大 4 mil,两个焊盘各自向外扩,实际间隙比看到的铜间距小 8 mil。板边附近的焊盘还会额外触发板边间距规则。
解决:Design » Rules » Mask » Solder Mask Expansion调小到 2 mil,多数板厂能做到;焊盘离板边的,把板框往外扩,留至少 0.5 mm 的工艺边。
现象六:位号丝印看着明明在空白处,DRC 偏说Silk To Solder Mask Clearance不够。
原因:这条规则判定的是丝印到“阻焊开窗边界”的距离,不是到铜皮的距离。开窗已经扩了 4 mil,丝印再靠近一点就压线了。另一种可能是封装库里画的丝印本来就在焊盘上,属于源头问题。
解决:规则里把Silk To Solder Mask设成 0 或者按板厂要求设 2 mil;同时回封装库把位号丝印挪开,两边一起改才根治。
6. 输出制造文件:Gerber、BOM 与输出作业的配置清单
板子画完、DRC 清零,最后一步是打包给板厂和贴片厂。这一步我吃过亏:手工一个个导 Gerber,漏了一层 Overlay,板子回来没有丝印,五位数的模具费打水漂。后来改用输出作业文件(Output Job),一次配置,以后每个项目复制一份改改就行。
操作路径:右键项目Add New to Project » Output Job File,或者File » New » Output Job File。打开后在左侧Fabrication Outputs下右键Add New » Gerber Files,再依次加NC Drill Files、Report Outputs » Bill of Materials、Assembly Outputs » Assembly Drawings。
| 输出项 | 关键参数 | 常用值 |
|---|---|---|
| Gerber Files | 单位 / 格式 | Millimeters / 2:5 |
| Gerber 层选择 | 层组合 | Top、Bottom、Top Overlay、Bottom Overlay、Keep-Out |
| NC Drill Files | 单位 / 格式 | Millimeters / 2:5,前导零省略 |
| Bill of Materials | 分组列 | Comment、Footprint、Designator |
| BOM 输出格式 | 文件类型 | CSV 或 XLSX |
| Assembly Drawings | 层组合 / 输出 | Top Overlay + Top Paste,PDF |
几个细节值得单独拎出来。Gerber 的格式2:5表示整数 2 位、小数 5 位,精度比2:4高,板厂普遍接受;单位和板厂确认一次,mm 和 inch 混用是低级但高频的错误。层选择里千万别漏Top Overlay和Bottom Overlay,丝印层不在 Gerber 里,板子回来就是白板。NC Drill 的前导零和后导零设置要和板厂的 CAM 系统对得上,对不上会出现孔位偏移,这类问题看文件是看不出来的。
BOM 那一步,Grouped Columns里把Comment、Footprint、Designator三列勾上,导出的表里同一型号的元件会合并成一行,Designator 列用逗号列出所有位号,贴片厂直接能读。缺了 Designator 列,贴片厂要你重发。
最后是我自己的习惯:从那以后,每次导完 Gerber,我都会把输出文件夹里的层数点一遍,和板子的层数对得上才打包发出去,宁可多花三分钟,也不愿意再收一次没有丝印的板子。这套流程看着笨,但它挡掉的是那种没法补救的错。希望帮到你。
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