电子产品制图与制版案例教程
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本书以Altium Designer 16软件为平台，基于工作过程导向的教学理念，以电子产品设计全流程为主线，采用任务驱动模式，将知识与技能融入“电平指示电路初设计”“幸运转盘电路设计”等六大项目中，让学生在完成产品设计任务的过程中感受成功的喜悦、激发学习兴趣，同时掌握专业知识与实操技能。本书以电子产品制图与制版工作流程为载体，系统讲解PCB设计全流程，着重培养学生电路原理图分析与功能模块划分能力，以及熟练运用软件绘制电路原理图、进行PCB设计的实操技能，助力学生快速掌握原理图绘制、原理图库制作、PCB封装制作、集成库构建、PCB布局布线、DRC检测、文件输出及生产（下单打板）等岗位的核心技能，实现理论与实践的高效结合。
本书可作为高等职业院校、中等职业院校电子信息类专业的“电路设计”课程或“PCB设计”课程的教材，亦可作为电子线路计算机辅助设计领域工程技术人员的专业参考用书。
本书配有教学大纲、PPT课件、项目任务单、项目源文件、课后习题答案，读者可以从中国水利水电出版社网站（www.waterpub.com.cn）或万水书苑网站（www.wsbookshow.com）免费下载。
项目流程清晰，任务驱动教学：
立足企业真实工作流程，六大项目由浅入深层层递进。
技能层层递进，覆盖核心技能：
从入门认知到复杂项目，核心技能全覆盖，强化实战能力。
资源配套完备，助力高效教学：
提供全套课件源文件，支持理实一体化的64学时课程。
在电子信息产业日新月异的当下，电子产品制图与制版能力已成为电子信息类专业学生不可或缺的核心技能。我国PCB产业正处于快速上升期，PCB设计工程师、EDA工程师等专业人才需求旺盛，高职学生在该领域就业前景广阔。本书紧密围绕行业岗位需求与职业能力培养目标，联合行业企业共同开发，秉持“工作过程导向”的教学理念，精心打造契合高职教育特点的PCB设计教材。
本书以电子产品设计全流程（原理图绘制→PCB设计→样板制作）为主线，采用“任务驱动”教学模式。全书精心设计6个典型实战项目，将Altium Designer 16软件操作技能、电路设计理论知识与职业素养培养深度融入项目实践，具体项目如下：
（1）电平指示电路初设计： 通过电平指示电路的原理图绘制，PCB基础设计和PCB二维、三维显示，引导学生熟悉软件界面与基础操作流程，建立对电子产品设计的基础认知。
（2）幸运转盘电路设计：以生活抽奖场景为切入点，激发学生学习兴趣。先讲解脉冲信号触发、状态指示等电路原理，剖析抽奖功能实现逻辑；随后开展原理图绘制教学，采用传统直插式元器件，演示封装制作流程；最后聚焦圆形异形PCB，详解布局规划、布线规则与制板工艺，让学生在掌握电路设计全流程的同时，理解如何将趣味性场景转化为可落地的工程设计方案。
（3）星形呼吸灯电路设计：针对贴片元器件在电子产品中的主流应用趋势，以星形LED呼吸灯为设计载体，引导学生完成双面板贴片PCB设计。先解析电路原理，强调原理图绘制需选用贴片封装元件；针对AD库资源不足，介绍三种封装制作方法。在PCB设计中，围绕星形异形板，讲解分层布局策略、元件小角度旋转贴合星形轮廓的操作技巧；最后通过3D预览验证效果，指导学生完成下单打板全流程。
（4）层次电路设计：聚焦层次化设计思想，先讲自上而下与自下而上的层次原理图设计方法，解析总图与子图概念及模板文件制作调用流程；再以四层PCB叠层设计为核心，阐述封装匹配修改、多层布局布线要点；最后介绍底片文件、数控钻孔文件等多种生产文件输出方法，让学生掌握模块化设计思维与四层PCB设计技能。
（5）集成库设计：聚焦原理图库、PCB封装库及集成库的生成与编辑，通过实际元器件案例，详解元器件符号绘制、封装制作及集成库生成与编辑全流程。
（6）LED追光灯电路设计：以81个LED灯阵列的PCB设计为核心，系统回顾电子产品制图与制版全流程。原理图绘制阶段，带领学生运用灵巧阵列技巧快速成图；元器件封装环节，鼓励学生自主修改优化。在PCB设计中，着重引导学生掌握快速完成9×9阵列LED灯整齐排列的方法，同时回顾布局布线原则、补滴泪、覆铜、DRC检测等流程，帮助学生巩固从原理设计到PCB设计的完整技能，强化复杂项目的实践与把控能力。
学生通过完成上述项目，在收获学习成果的同时激发学习兴趣，逐步掌握原理图绘制、元器件符号与封装制作、PCB布局布线、DRC检测、文件输出及生产下单（打板）等岗位的核心技能，实现“做中学、学中做”的理实一体化培养目标。
本书配套丰富的数字教学资源，支持理实一体化教学模式，课程设计兼顾系统性与实操性。
本书由河源职业技术学院电子信息工程技术省级高水平专业群项目学术著作（教材）出版基金资助出版，由河源职业技术学院邹莉莉组织编写，邹莉莉、苏文斌、贺小艳任主编，张海乾、陈赵云、王锐、梁献国任副主编。在本书编写过程中，编者借鉴了相关书籍和技术网站资料，得到河源职业技术学院领导和中国水利水电出版社的大力支持，并得到教研室同事、企业同行的帮助，在此一并表示感谢。
由于时间仓促和编者水平有限，书中难免存在疏漏甚至错误之处，恳请读者批评指正（编者联系方式：399353270@qq.com）。
编 者
2025年6月
任务1.1 了解Altium Designer的作用 2
任务1.2 Altium Designer软件安装 3
任务1.3 电平指示电路设计 12
1.3.1 启动Altium Designer 16软件 12
1.3.2 创建第一个PCB 12
1.3.3 绘制第一个电路原理图 14
1.3.4 设计第一个PCB 21
1.3.5 PCB二维、三维显示及3D显示 31
课后习题 34
项目2 PCB基础设计—幸运转盘电路设计 35
任务2.1 绘制幸运转盘电路原理图 36
2.1.1 原理图设计步骤 36
2.1.2 创建设计项目和原理图文件 38
2.1.3 原理图的初始化设置 39
2.1.4 管理原理图元器件库 47
2.1.5 放置原理图元器件 49
2.1.6 完成原理图的绘制 60
2.1.7 电气规则检查 66
任务2.2 创建报表文件 67
2.2.1 创建网络表 68
2.2.2 网络表的格式 68
2.2.3 元器件报表 69
任务2.3 PCB基础知识 70
2.3.1 印刷电路板的结构 70
2.3.2 元器件封装 71
2.3.3 铜膜导线 74
2.3.4 焊盘 74
2.3.5 过孔 74
2.3.6 网络、中间层和内层 75
2.3.7 安全距离 76
任务2.4 制作元器件封装 76
2.4.1 手动制作元器件封装 76
2.4.2 元器件封装的复制 81
2.4.3 PCB钻孔孔径的大小标准 84
任务2.5 设计幸运转盘PCB 84
2.5.1 PCB设计流程 84
2.5.2 创建PCB文件与规划PCB尺寸 84
2.5.3 将原理图内容更新到PCB 86
2.5.4 修改元器件封装 87
2.5.5 PCB元器件布局 89
2.5.6 PCB布线 92
2.5.7 PCB自动布线 96
2.5.8 PCB板子裁剪 99
2.5.9 PCB覆铜 100
2.5.10 PCB设计规则检查 103
课后习题 106
项目3 贴片元器件封装制作—星形呼吸灯电路设计 109
任务3.1 绘制星形呼吸灯电路原理图 110
3.1.1 创建PCB文件和原理图文件 110
3.1.2 设置原理图图纸尺寸和颜色 110
3.1.3 选取并放置元器件 111
3.1.4 调整元器件布局并完成电气连接 111
3.1.5 编译项目 112
3.1.6 原理图绘制步骤总结 113
任务3.2 根据实际元器件规格制作元器件封装 113
3.2.1 封装管理器的使用 113
3.2.2 获取元器件数据手册 114
3.2.3 手动制作封装 116
3.2.4 元器件向导制作封装 118
3.2.5 直接获取网上标准库的封装 121
3.2.6 利用封装管理器修改封装 123
任务3.3 将原理图内容更新到PCB 126
任务3.4 PCB布局 127
3.4.1 PCB顶层布局 128
3.4.2 PCB底层布局 128
3.4.3 围绕五角星调整LED灯旋转角度 129
任务3.5 PCB布线 132
3.5.1 PCB布线规则设置 132
3.5.2 PCB自动布线 136
3.5.3 取消布线 137
3.5.4 手动布线 137
3.5.5 所有GND焊盘通过覆铜完成电气连接 138
任务3.6 PCB板子裁剪 140
任务3.7 设计规则检查 140
任务3.8 3D显示 140
任务3.9 下单打板 141
课后习题 143
项目4 层次电路设计—简易单片机系统电路 146
任务4.1 层次电路设计的基础知识 147
4.1.1 设计思想 147
4.1.2 设计方法 147
任务4.2 绘制简易单片机系统原理图 148
4.2.1 自上而下的方法设计原理图 148
4.2.2 自下而上的方法设计原理图 159
4.2.3 编译项目 164
4.2.4 生成网络表 166
任务4.3 制作与调用模板文件 166
4.3.1 制作模板文件 167
4.3.2 调用模板文件 173
任务4.4 简易单片机系统四层PCB叠层设计 176
4.4.1 创建PCB文件与PCB板子裁剪 176
4.4.2 将原理图内容更新到PCB 176
4.4.3 PCB元器件布局与四层PCB叠层设计 183
4.4.4 PCB布线规则设置及布线 188
4.4.5 PCB覆铜 189
4.4.6 PCB设计规则检查 190
任务4.5 输出与报表 190
4.5.1 生成底片文件 190
4.5.2 生成数控钻文件 191
4.5.3 生成元器件拾放文件 192
4.5.4 生成测试点报表 193
4.5.5 生成电路板信息报表 194
4.5.6 生成元器件清单 196
4.5.7 生成网络状态表 198
4.5.8 其他报表 198
课后习题 200
项目5 集成库设计—电子元器件符号封装集成 202
任务5.1 原理图元器件符号的设计 202
5.1.1 启动原理图库编辑器 202
5.1.2 直接绘制简单元器件符号 204
5.1.3 利用间接法制作元器件符号 207
任务5.2 PCB元器件封装的设计 213
5.2.1 元器件封装概述 213
5.2.2 元器件封装库编辑器 214
5.2.3 直接制作新部件封装 215
5.2.4 利用向导工具制作元器件封装 220
任务5.3 集成库的生成与编辑 224
5.3.1 集成库的生成 224
5.3.2 集成库的编辑 228
课后习题 230
项目6 PCB设计进阶—LED追光灯电路设计 234
任务6.1 绘制LED追光灯原理图 235
6.1.1 修改元器件符号 235
6.1.2 原理图绘制的元器件布局与相关技巧 237
6.1.3 编译项目 239
任务6.2 创建LED追光灯电路PCB文件与板子裁剪 239
任务6.3 根据实际元器件规格制作元器件封装并修改 240
6.3.1 制作元器件封装 240
6.3.2 利用封装管理器修改封装 241
任务6.4 将原理图内容更新到PCB 241
任务6.5 PCB元器件布局 242
任务6.6 PCB布线规则设置 243
任务6.7 布线 245
任务6.8 补泪滴 245
任务6.9 放置覆铜 247
6.9.1 启动“覆铜”命令 247
6.9.2 调整覆铜 247
任务6.10 设计规则检查 248
课后习题 249
附录A 快速绘制Bottom Overlay五角星外形 252
附录B 常用元器件封装 257
参考文献 265
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