本書全面系統地介紹了Altium Designer 17.1電子線路設計軟件在電子線路仿真、設計和驗證方面的應用，以及基于STC15系列單片機IAP15W4K58S4的嵌入式開發。本書分為 5 篇，共 18 章，以Altium Designer 17.1基本原理圖和PCB設計流程、電子線路的SPICE仿真、電子元器件原理圖封裝和PCB封裝、電子線路原理圖設計、電子線路PCB設計、生成PCB相關的加工文件和基于STC15系列單片機的嵌入式開發為設計主線，將Altium公司*一代的Altium Designer 17.1電子系統設計平臺融入這個設計主線中。通過本書內容的學習，讀者不但能夠熟練掌握*Altium Designer 17.1軟件的設計流程和設計方法，而且還能系統地掌握電子系統設計完整的設計過程。本書可以作為高等學校電子線路自動化設計相關課程的教學用書，以及使用Altium Designer 17.1進行電子系統設計的工程技術人員參考用書，也可作為Altium公司進行Altium Designer 17.1設計工具相關技術培訓的參考用書。
前 言
本書是在作者已經出版的《Altium Designer 15.0電路設計、仿真、驗證與工藝實現權威指南》的基礎上，采用Altium公司最新一代的Altium Designer 17.1集成開發環境修訂而成。
與作者已經出版的Altium Designer 13.0和Altium Designer 15.0書籍的最大不同之處在于，面對初學的讀者提供了Altium Designer 17.1標準教程，而面對需要提高的讀者提供了Altium Designer17.1高級教程。本書是Altium Designer 17.1標準教程，主要側重于對工具的熟練掌握和使用。修訂后的標準教程主要特色體現在以下幾點：
（1）為了進一步降低初學者的入門門檻，以及對Altium Designer 17.1集成開發環境有一個完整的認識，本書最前面增加了4章內容，通過一個簡單的晶體管電路的設計，幫助讀者從整體上對Altium Designer 17.1的核心功能-原理設計和PCB設計有一個初步的了解和認識。
（2）特別要提到的是，在本書前4章的元件調用中，突出體現Altium Designer 17.1的數據保險庫功能。通過數據保險庫，讀者無須再像以前那樣需要在本地安裝元件庫，而是可以通過云端直接調用元件，這些元件提供了大量讀者需要的信息。這也是一種互聯網 設計思想和協同設計思想的完美體現。
（3）突出體現Altium Designer 17.1在對模擬電路、模擬行為、數字電路和數�；旌想娐穲绦蠸PICE仿真的強大功能，即讀者在進行電路原理設計之前必須保證電路的原理是正確的，這種重要的保證之一就是對設計的電路執行SPICE仿真。
（4）在講授傳統的原理圖和PCB圖設計內容時，側重于以項目為導向，通過一個設計實例來介紹Altium Designer 17.1中的一些高級技巧，以幫助讀者提高設計效率。
（5）在Altium Designer 17.1中集成了嵌入式開發工具，作者以在國內廣泛使用的STC公司的最新一代的8051單片機IAP15W4K58S4為例，通過典型設計案例，說明在Altium Designer 17.1中完成單片機軟件開發的設計流程，你會發現在Altium Designer 17.1中所集成的開發環境其功能絲毫不遜色于目前廣泛使用的Keil Vision集成開發環境。
綜上所述，不論是標準教程還是高級教程，本書作者想給讀者傳達的一個重要的信息就是，Altium Designer是真正的一體化設計工具，可以實現電路的SPICE仿真、FPGA的HDL代碼設計、電路原理圖和PCB圖設計，以及嵌入式設計，能滿足初學者學習電子技術的絕大部分需要。
作者的學生畢研先幫助繪制了第16章的PCB圖，王中正幫助繪制了第14張的原理圖，湯宗美幫助整理了第1～4章的內容。
相信本書的出版，必將有助于廣大讀者深入理解和全面掌握Altium Designer 17.1強大的一體化設計功能，必將進一步促進Altium Designer在國內教育界和工業界的普及和推廣，提高電子設計自動化水平。由于作者水平有限，書中難免有不足之處，請讀者不吝賜教。
何 賓
2017年9月于北京
何賓，著名的嵌入式技術和EDA技術專家，長期從事電子設計自動化方面的教學和科研工作，與全球多家知名的半導體廠商和EDA工具廠商大學計劃保持緊密合作。目前已經出版嵌入式和EDA方面的著作近30部，內容涵蓋電路仿真、電路設計、可編程邏輯器件、數字信號處理、單片機、嵌入式系統、片上可編程系統等。
目 錄
第1篇 Altium Designer入門指南
第 章 Altium Designer安裝和概述3
1.1 Altium Designer 17.1的安裝和配置3
1.1.1 下載Altium Designer 17.1安裝文件3
1.1.2 安裝Altium Designer 17.1基本應用5
1.1.3 注冊Altium Designer 17.1集成開發環境7
1.1.4 安裝Altium Designer 17.1擴展應用9
1.2 Altium Designer 17.1集成設計平臺功能9
1.2.1 原理圖捕獲工具10
1.2.2 印刷電路板設計工具10
1.2.3 FPGA和嵌入式軟件工具10
1.2.4 發布/數據管理10
1.2.5 新增加的功能11
1.3 Altium Designer 17.1一體化設計理念11
1.3.1 傳統電子設計方法的局限性11
1.3.2 電子設計的未來要求12
1.3.3 生態系統對電子設計的重要性12
1.3.4 電子設計一體化13
第 章 Altium Designer基本設計流程-原理圖設計15
2.1 設計思路15
2.2 創建PCB工程15
2.3 在工程中添加一個原理圖17
2.4 設置文檔選項18
2.5 元件和庫19
2.5.1 訪問元件20
2.5.2 添加元件庫22
2.5.3 在庫中找到元件22
2.5.4 在可用的庫中定位一個元件24
2.5.5 使數據保險庫可以用于訪問元件25
2.5.6 在數據保險庫中查找元件26
2.5.7 在數據保險庫中工作26
2.6 在原理圖放置元件28
2.6.1 放置元件的一些小技巧28
2.6.2 改變元件位置的一些小技巧28
2.7 連接原理圖中的元件30
2.7.1 連線的一些小技巧30
2.7.2 網絡和網絡標號30
2.7.3 網絡標號、端口和供電端口31
2.8 配置和編譯工程31
2.8.1 配置工程選項31
2.8.2 編譯工程32
2.9 檢查原理圖的電氣屬性32
2.9.1 設置Error Reporting33
2.9.2 設置連接矩陣33
2.9.3 配置類產生34
2.9.4 設置比較器35
2.9.5 編譯工程檢查錯誤36
第 章 Altium Designer基本設計流程-PCB圖設計38
3.1 創建一個新的PCB38
3.1.1 配置板的形狀和位置39
3.1.2 將設計從原理圖導入PCB編輯器40
3.2 設置PCB工作區42
3.2.1 配置顯示層43
3.2.2 物理層和層堆棧管理器46
3.2.3 單位的選擇（公制/英制）47
3.2.4 支持多重柵格48
3.2.5 設置捕獲柵格49
3.2.6 設置設計規則50
3.2.7 布線寬度設計規則50
3.2.8 定義電氣間距約束51
3.2.9 定義布線過孔類型52
3.2.10 設計規則沖突53
3.3 PCB元件布局54
3.3.1 元件的放置和布局選項54
3.3.2 放置元件54
3.4 PCB元件布線55
3.4.1 準備交互布線55
3.4.2 開始布線57
3.4.3 交互布線模式58
3.4.4 修改和重新布線59
3.4.5 自動布線模式60
第 章 Altium Designer基本設計流程-設計檢查和輸出64
4.1 驗證PCB設計64
4.1.1 配置規則沖突顯示64
4.1.2 配置規則檢查器66
4.1.3 運行設計規則檢查68
4.1.4 理解錯誤條件69
4.1.5 解決沖突72
4.2 查看PCB的3D視圖74
4.3 輸出文檔76
4.3.1 可用的輸出類型76
4.3.2 單個輸出/一個輸出工作文件77
4.3.3 配置Gerber文件78
4.3.4 配置BOM文件79
4.3.5 將設計數據映射到BOM80
第2篇 Altium Designer原理圖設計詳解
第 章 Altium Designer設計環境基本框架83
5.1 Altium Designer 17.1的工程及相關文件83
5.2 Altium Designer 17.1集成設計平臺界面84
5.2.1 Altium Designer 17.1 集成設計平臺主界面84
5.2.2 Altium Designer 17.1工作區面板86
5.2.3 Altium Designer 17.1文件編輯空間操作功能89
5.2.4 Altium Designer 17.1工具欄和狀態欄90
第 章 Altium Designer單頁原理圖繪圖功能詳解98
6.1 放置元器件98
6.1.1 生成新的設計98
6.1.2 在原理圖中添加元器件99
6.1.3 重新分配原件標識符101
6.2 添加信號線連接105
6.3 添加總線連接107
6.3.1 添加總線107
6.3.2 添加總線入口108
6.4 添加網絡標號109
6.5 添加端口連接111
6.6 添加信號束系統114
6.6.1 添加信號束連接器114
6.6.2 添加信號束入口116
6.6.3 查看信號束定義文件118
6.7 添加No ERC標識119
6.7.1 設置阻止所有沖突標識119
6.7.2 設置阻止指定沖突標識121
6.8 編譯屏蔽123
6.9 覆蓋123
第 章 Altium Digner多頁原理圖平坦式和層次化設計方法125
7.1 多頁原理圖繪制方法125
7.1.1 層次化和平坦式原理圖設計結構125
7.1.2 多頁原理圖中的網絡標識符126
7.1.3 網絡標號范圍127
7.2 平坦式原理圖繪制130
7.2.1 建立新的平坦式原理圖設計工程130
7.2.2 繪制平坦式設計中第一個放大電路原理圖130
7.2.3 繪制平坦式設計中第二個放大電路原理圖132
7.2.4 繪制平坦式設計中其他單元的原理圖135
7.3 層次化原理圖繪制138
7.3.1 建立新的層次化原理圖設計工程138
7.3.2 繪制層次化設計中第一個放大電路原理圖138
7.3.3 繪制層次化設計中第二個放大電路原理圖140
7.3.4 繪制層次化設計中頂層放大電路原理圖142
第3篇 Altium Designer電路仿真功能詳解
第 章 Altium Designer混合電路仿真功能介紹149
8.1 Altium Designer 17.1軟件SPICE仿真導論149
8.1.1 Altium Designer 17.1軟件SPICE構成149
8.1.2 Altium Designer 17.1軟件SPICE仿真功能150
8.1.3 Altium Designer 17.1軟件SPICE仿真流程156
8.2 電子線路SPICE描述157
8.2.1 電子線路構成157
8.2.2 SPICE程序結構158
8.2.3 SPICE程序相關命令162
第 章 Altium Designer模擬電路仿真實現167
9.1 直流工作點分析167
9.1.1 建立新的直流工作點分析工程167
9.1.2 添加新的仿真庫167
9.1.3 構建直流分析電路169
9.1.4 設置直流工作點分析參數171
9.1.5 直流工作點仿真結果的分析171
9.2 直流掃描分析173
9.2.1 打開前面的設計173
9.2.2 設置直流掃描分析參數174
9.2.3 直流掃描仿真結果的分析174
9.3 傳輸函數分析177
9.3.1 建立新的傳輸函數分析工程177
9.3.2 構建傳輸函數分析電路177
9.3.3 設置傳輸函數分析參數179
9.3.4 傳輸函數仿真結果的分析180
9.4 交流小信號分析182
9.4.1 建立新的交流小信號分析工程182
9.4.2 構建交流小信號分析電路182
9.4.3 設置交流小信號分析參數186
9.4.4 交流小信號仿真結果的分析187
9.5 瞬態分析189
9.5.1 建立新的瞬態分析工程189
9.5.2 構建瞬態分析電路189
9.5.3 設置瞬態分析參數192
9.5.4 瞬態仿真結果的分析193
9.6 參數掃描分析194
9.6.1 打開前面的設計194
9.6.2 設置參數掃描分析參數194
9.6.3 參數掃描結果的分析195
9.7 零點-極點分析196
9.7.1 建立新的零點-極點分析工程196
9.7.2 構建零點-極點分析電路196
9.7.3 設置零點-極點分析參數199
9.7.4 零點-極點仿真結果的分析200
9.8 傅里葉分析201
9.8.1 建立新的傅里葉分析工程201
9.8.2 構建傅里葉分析電路201
9.8.3 設置傅里葉分析參數204
9.8.4 傅里葉仿真結果分析205
9.8.5 修改電路參數重新執行傅里葉分析206
9.9 噪聲分析208
9.9.1 建立新的噪聲分析工程210
9.9.2 構建噪聲分析電路210
9.9.3 設置噪聲分析參數213
9.9.4 噪聲仿真結果分析214
9.10 溫度分析215
9.10.1 建立新的溫度分析工程215
9.10.2 構建溫度分析電路215
9.10.3 設置溫度分析參數218
9.10.4 溫度仿真結果分析219
9.11 蒙特卡羅分析220
9.11.1 建立新的蒙特卡羅分析工程220
9.11.2 構建蒙特卡羅分析電路220
9.11.3 設置蒙特卡羅分析參數223
9.11.4 蒙特卡羅仿真結果分析225
第 章 Altium Designer模擬行為仿真實現226
10.1 模擬行為仿真概念226
10.2 基于行為模型的增益控制實現227
10.2.1 建立新的行為模型增益控制工程227
10.2.2 構建增益控制行為模型227
10.2.3 設置增益控制行為仿真參數229
10.2.4 分析增益控制行為仿真結果230
10.3 基于行為模型的調幅實現231
10.3.1 建立新的行為模型AM工程231
10.3.2 構建AM行為模型231
10.3.3 設置AM行為仿真參數233
10.3.4 分析AM行為仿真結果234
10.4 基于行為模型的濾波器實現235
10.4.1 建立新的濾波器行為模型工程235
10.4.2 構建濾波器行為模型235
10.4.3 設置濾波器行為仿真參數237
10.4.4 分析濾波器行為仿真結果238
10.5 基于行為模型的壓控振蕩器實現239
10.5.1 建立新的壓控振蕩器行為模型工程239
10.5.2 構建壓控振蕩器行為模型239
10.5.3 設置壓控振蕩器行為仿真參數242
10.5.4 分析壓控振蕩器行為仿真結果243
第 章 Altium Designer數字電路仿真實現245
11.1 數字邏輯仿真庫的構建245
11.1.1 導入與數字邏輯仿真相關的原理圖庫245
11.1.2 構建相關的mdl文件246
11.2 時序邏輯電路的門級仿真247
11.2.1 有限自動狀態機的實現原理247
11.2.2 3位8進制計數器實現原理248
11.2.3 建立新的3位計數器電路仿真工程249
11.2.4 構建3位計數器仿真電路250
11.2.5 設置3位計數器電路的仿真參數252
11.2.6 分析3位計數器電路的仿真結果254
11.3 基于HDL語言的數字系統仿真及驗證254
11.3.1 HDL功能及特點254
11.3.2 建立新的IP核設計工程255
11.3.3 建立新的FPGA設計工程264
第 章 Altium Designer數模1
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