Altium Designer课程设计
题目名称：红外遥控电子钟原理图绘制及PCB板设计
系别：物理与电气工程系
专业：电气工程及其自动化
学号：
姓名：
指导老师：
日期：
Altium Designer课程设计任务书
主要内容：
根据设计要求，运用Altium Designer软件，在工程项目里建立并自行画出红外遥控电子钟及pcb板，并有相关的画图及制板过程。
基本要求：
1．按学校规定的格式编写设计论文。
2．论文主要内容有：
①课题名称。
②设计任务和要求。
③绘制原理图和PCB图。
④收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。
主要参考资料：
[1] 杜洋．入门PCB设计视频
[2] 郭天祥．新概念51单片机C语言教程．电子工业出版社，2009.1
[3] 阎石．数字电子技术基础-5版[M]．北京.高等教育出版社，2006
[4] 童诗白．华成英．模拟电子技术基础-4版[M]．北京.高等教育出版社，2006
[5] 谢自美．电子线路设计实验测试[M]．武汉：华中科技大学出版社，2000
[6] 阎石．数字电子技术基础-5版．北京：高等教育出版社，2006
[7] 史久贵．基于Altium Designer的原理图与PCB设计．机械工业出版社，2009
[8] 李珩．Altium Designer 6 电路设计实例与技巧．国防工业出版社，2008
[9] 邹丽新．翁桂荣．单片微型计算机原理．苏州大学出版社，2009
目录
1 任务和要求 (1)
2 软件的简介与电路功能介绍 (1)
2.1Altium Designer软件的简介 (1)
2.2 红外遥控电子钟的原理 (1)
2.3 电路各部分的功能简介 (2)
3 新元器件库原理图及PCB封装 (3)
3.1创建元器件集成库过程 (3)
3.2 制作原理图库 (3)
3.3 制作封装库 (4)
3.4 添加封装 (5)
3.5 元件的绘制 (6)
4 绘制原理图 (7)
4.1 原理图的绘制 (7)
4.2 pcb的生成及布线 (9)
5 课程设计总结 (13)
参考文献 (14)
1 任务和要求
任务：利用Altium Designer软件对红外遥控电子钟进行仿真以及对pcb板的绘制。
要求：（1）熟悉Altium Designer软件的界面；
（2）掌握并能熟练运用Altium Designer软件制作元件库；
（3）掌握并熟练运用Altium Designer软件设计电路原理图及PCB板布线。
2 软件的简介与电路功能介绍
2.1Altium Designer软件的简介
Altium Designe 是Altium澳大利亚公司推出的一个全32位的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，使用该软件的设计者可以容易地设计出电路原理图和画出元件设计电路板图。而且由于其高度的集成性与扩展性，一经推出，立即为广大用户所接受，很快就成为世界PC平台上最流行的电子设计自动化软件，并成为新一代电气原理图工业标准。
Altium Designe主要有两大部分组成，每一部分个有几个模块，第一部分是电路设计部分，主要有：原理设计系统，包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch,用于修改和生成原理图元件的原件编辑器，以及各种报表的生成器Schlib。印刷电路板设计系统，包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改，生成元件封装的元件封装编辑器PCBLib。第二部分是电路仿真与可编程逻辑器件设计。
Altium Designe采用数据库的管理方式。Altium Designe软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点，内部界面与Protel 99大体相同，新增加了一些功能模块，功能更加强大。新增的层堆栈管理功能，可以设计32个信号层，16个地电层，16个机械层。新增的3D功能让您在加工印制版之前可以看到板的三维效果。增强的打印功能，使您可以轻松修改打印设置控制打印结果。Altium Designe容易使用的特性还体现在“这是什么”帮助，按下右上角的小问号，然后输入你所要的信息，可以很快地看到特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用自然语言帮助顾问。
2.2 红外遥控电子钟的原理
DS1302为达拉斯公司的一种实时时钟芯片，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32768Hz晶振。
AT89C2051作为主控芯片，一是对接收到的红外遥控编码进行判断识别，并执行相应的处理；第二就是定期的读取时钟芯片DS1302中的时间并把小时和肥以示在4位LED中；第三就是对设置的闹铃时间与实时时间进行比较，如果时间相同且闹铃允许，
那么蜂鸣器就会以1秒的周期鸣响一分钟，提醒使用者。如果要停止鸣闹，只要按遥控器相应键就可以关闭闹铃。
闹铃时间保存在DS1302自带的RAM中，不需要单独的EEPROM。
2.3 电路各部分的功能简介
图1 闹钟部分
图1为该电子钟的蜂鸣闹钟设计。
图2 感应红外光部分
图2为红外接收头电路单元电路设计，用来感应红外线光。
图3 时钟电路
图3为时钟电路设计，用来设定。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并
可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
图4 晶振电路
图4为晶振电路设计。设计采用了11.0592MHz的晶振。
3 新元器件库原理图及PCB封装
3.1创建元器件集成库过程
如图5所示，建立一个集成库工程，保存工程，并给工程添加原理图库和封装库。
图5 创建新工程
3.2 制作原理图库
这过程是把我们所要画的原理图中所需要的各种元器件的原理图库建立，并保存，如图6所示。
新建原理图库要在新建的工程*.PrjPCB单击右键然后点击“Add New to Project ”，再点击“Schematic Library”。
（2）制作新元器件原理图库—Tools>>New Component（在命名完后就可以进行制作）。
图6 创建原理图库
3.3 制作封装库
把刚才制作的“原件库”在添加到工程中。这时工程中有两个库，一个包含杂原件的软件自带库，一个我们自己的库。打开库，双击原件，即可把原件依次添加到操作界面里。然后我们把原件用线连接起来。注意当原件较多时，我们可以用网络标号的方法来代替。这个过程是根据实际的各元器件的尺寸大小来进行制作。
（1）新建封装库要在新建的工程*.PrjPCB单击右键然后点击“Add New to Project ”再点击“ PCB Library”；
（2）制作新元器件封装库在点击Tools后再点击Component Wizard。
图7 创建原理图库
3.4 添加封装
我们把原理图库中的元器件和对应的封装库中的封装进行封装。值得注意的是，封装库中的封装是可以重复使用的。
添加封装在点击Tools之后再点击Model Manager后选中所需封装元器件名称再按
Add Footprint最后把封装库中相应的封装找到并确认。
图8 添加封装过程1
图9 添加封装过程2
3.5 元件的绘制
例如89x51的原理图及pcb的绘制如下图9。
添加封装在点击Tools之后再点击Model Manager后选中所需封装元器件名称再按
Add Footprint最后把封装库中相应的封装找到并确认。检测封装的正确性。
图10 示例元件的原理图
图11 示例元件的封装图
图12 元件参数的修改
4 绘制原理图
4.1 原理图的绘制
完成前面的步骤，电路中需要的各元件原理图及封装已经画好。最后根据实际的电
路图来进行。完成后，还应进行检索，对已知的错误信息进行更正，直至系统显示无错
误。
先新建立一个pcb工程。
图13 pcb工程的创建
之后再新建原理图。
图14 创建原理图
对先前已画好的红外遥控电子钟的元件库进行导入。先点击Libraries，则可进入加载的界面，之后选择自己所需的元件库。
图15 元件库的加载
对之前已经画好的元器件的原理图，进行连接。过程中，如果需要旋转的话，可按住空格键进行旋转。链接过程中不能将两个器件直接链接，而应通过导线链接。直接工具栏中选择Place Wire工具进行连线。若要移动整体只需选中移动的区域并用鼠标拖动即可。连接完后应进行详细的检查，不能出现任何的错误，不然会影响pcb的生成。
完成后如下图14所示。
图16 电路原理图
4.2 pcb的生成及布线
执行菜单命令Update PCB Document ,将原理图设计数据导入PCB文件，打开工程
（项目）更新，更新文件并修改生成PCB过程中已知检测到的错误。
图17 对原理图的加载
图18 系统的检测及错误的报表
图19 pcb板生成
生成pcb板时，应该要先对布线的规则进行设置，布线时以蓝线为基准，辅之以红线。整体合理的设置规则：
设置规则在Design>>Rules之后要进行以下几个操作：
①设置空隙（线孔距离）在Electrical而后Clearence(空隙在本设计中统一为20mil)
②设置线宽在Routing而后Width之后(这里要设置普通VCC、GND和普通线宽，本设计中线宽分别为20mil和50mil)
③设置焊盘大小在Routing而后Routing Via Style之后RoutingVias(本课程设
计焊盘内径为40mil，外径为80mil)
图20 线间距的设定
图21 线宽度的设定
图22 焊盘的设定
设置好布线规则以后，开始布线，由于是单层布线所以选择在底层也就是Bottom Lager层开始选择布线，在工具栏中选择 Interactivelg Route Connectins ，然后根
据飞线来进行布线，完成PCB板。（要求跨线的越少越好）
图23 pcb封装图
5 课程设计总结
在这次的课程设计中，虽然收获很多也让我认识到对Altium Designer的熟悉还是不够，对各个部分的功能了解还不是很清楚；过程中遇到的问题要上网查找资料；或者与同学探讨，在这之中可以发现自身的许多不足，更能很好的锻炼自己；在创建原理图与pcb的过程中，有些元器件系统原有的库并没有，这就加大了工程量，需要自己上网查找参数以及动手画元件和封装并建立库；在完成课程设计的过程中，尽管问题很多，但还是解决了并完成了任务。这个软件自己对它的了解还往往不够，我会尽自己最大的努力去克服它。
总而言之，这一次的Altium Designer课程设计，让我从中受益匪浅。
参考文献
[1] 杜洋．入门PCB设计视频
[2] 郭天祥．新概念51单片机C语言教程．电子工业出版社，2009.1
[3] 阎石．数字电子技术基础-5版[M]．北京.高等教育出版社，2006
[4] 童诗白．华成英．模拟电子技术基础-4版[M]．北京.高等教育出版社，2006
[5] 谢自美．电子线路设计实验测试[M]．武汉：华中科技大学出版社，2000
[6] 阎石．数字电子技术基础-5版．北京：高等教育出版社，2006
[7] 史久贵．基于Altium Designer的原理图与PCB设计．机械工业出版社，2009
[8] 李珩．Altium Designer 6 电路设计实例与技巧．国防工业出版社，2008
[9] 邹丽新．翁桂荣．单片微型计算机原理．苏州大学出版社，2009
Altium Designer成绩评价表课程名
称
Altium Designer课程设计题目名
称
红外遥控电子钟
学生姓名学号
指导教
师姓名
职称
序号评价项目指标满分评分
1 工作量、工作
态度和出勤率
按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和
工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，
出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。
20
2 课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分
析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰
写规范，图表完备正确。
45
3 创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进
或有一定应用价值。
5
4 答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30 总分
评语：
指导教师：年月日