工程制图实验报告
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工程制图实验报告
一、实验目的
1.了解并掌握利用Altium Designer软件绘制电路原理图的方法。
2.学会在Altium Designer软件中设计库元件。
3.能够在原理图的基础上生成PCB图。
二、实验设计内容
1.应用Altium Designer软件设计简单电路原理图，并生成其PCB图，初步了解和掌握Altium Designer软件的基本使用方法和使用技巧。
2.应用Altium Designer软件设计温度传感器的电路原理图，并生成PCB图，进一步了解和掌握Altium Designer软件的复杂原理图设计、PCB设计以及库元件设计。
三、实验设计步骤
1.新建一个工程，在Altium Designer软件中的“文件”选项中选择“新建→工程→PCB工程”，然后保存工程至文件夹中（文件夹可以自定义）。
2.在工程中右击鼠标，选择“给工程添加新的→Schematic”，从而建立电路的原理图设计环境,保存新建的Sheet1.SchDoc（Sheet1文件名可以更改）文件至文件夹。
3.在Sheet1.SchDoc中添加电路图中所需要的各种器件，可以从库文件中查找所需的器件；对于库文件中没有的器件，要自己制作一个器件库。关于器件库的制作在“实验设计中遇到的问题及注意事项”中将详细介绍。利用导线等连接原理图中的各种器件。
4.对于步骤3中原理图设计，若需要进行复杂原理图设计，则要进一步进行原理图设计。实验中应用了多图纸设计的方法。在原理图的图表符右击鼠标选择“图表符操作→产生图纸”，从而新建了一个与图表符同名的底层*.SchDoc文档，文档图纸中的端口名与顶层顶层图表符图纸入口名相同，可在此文当中绘制底层电路原理图。
5.利用Altium Designer软件中的“工程”选项的“Compile Document *.SchDoc”和“Compile Document *.PrjPCB”检查电路原理图是否存在错误，若存在错误，进行改正直至正确。（实验中遇到的问题及解决方法在“实验设计中遇到的问题及注意事项”中将详细介绍。）
6.在工程中右击鼠标，选择“给工程添加新的→PCB”，从而建立PCB制作环境，保存新建的PCB1.Pcb Doc（PCB1文件名可以更改）文件至文件夹。
7.回到原理图设计窗口，点击“设计”选项，选择“Update PCB Docunment *.PcbDoc”,此时将出现一个新的窗口，点击生效更改，若窗口中没有报错，则点击“执行更改”，生成PCB图纸；若窗口中有错误报告，则进行改正（遇到的问题及解决方法在“实验设计中遇到的问题及注意事项”中将详细介绍），直至正确。
8.对此时的PCB图中的各种器件进行合理的排布，对PCB的各种参数进行合理的设置，在机械层进行PCB板形状的设计，在PCB窗口中选择“自动布线→全部”，在新出现的窗口中选择“Route All”选项，将各器件的连线连接。
9.布线完成后，对PCB板进行敷铜处理，选择“放置→多边形敷铜”选项，在新的窗口中选择合适的参数，例如“层”选项和“网络选项”等，点击“确定”，绕着PCB的边框画出敷铜的范围，则将敷铜完成。
10.点击“文件”选项，选择“智能PDF”选项，在新出现的窗口中进行合理的设置，直至完成，则可以最终生成一个PDF文件，同时此次实验也完成。
四、实验设计图片及结果
实验的设计图片及结果，可在附件PDF和实验工程中浏览，在此不进行详细的叙述。
五、实验设计中遇到的问题及注意事项
1.器件库的制作
在绘制电路原理图的过程中，可能需要的原理图器件在Altium Designer软件中的库文件里不存在，此时则需要手动进行原理图器件的绘制。在工程中右击鼠标，选择“给工程添加新的→Schematic Library”，从而建立原理图器件库的制作环境，保存新建的Schlib1. SchLib（Schlib1文件名可以更改）文件至文件夹。在窗口中的“放置”选项下选择各种符号制作所需的元件图纸，再对元件的各个部分进行设置。实验中的元件的管脚属性设置是我的一个盲点，刚开始的时候没有对管脚的属性进行设置，导致绘制的元件图存在很大的错误；双击需要改变管脚属性的管脚，打开设置窗口，更改“显示名称”和“标识”选项，特别注意“符号”选项的设置，达到所要的结果。一步一步进行绘制，直至完成，保存文件。此时将文件加入库中，则此时可在库中调用已经绘制完成的元器件。
对于自己绘制的元器件是不存在封装的，此时则需要进行绘制PCB库文件。在工程中右击鼠标，选择“给工程添加新的→PCB Library”，从而建立PCB器件库的制作环境，保存新建的Pcb1. PcbLib（Pcb1文件名可以更改）文件至文件夹。点击“工具→IPC封装向导”，在新出现的窗口中设置将要制作的原理图库器件的各种参数，直至完成IPC封装向导，保存绘制完成的文件。接下来对原理图中的自制器件进行封装，找到器件后双击打开元件属性窗口，在窗口的右下角有个“添加”选项，选择“Footprint”选项，在新出现的窗口中的“Name”
的右侧点击“Browse”，在新出现的窗口中的“库”选项中找到为此器件绘制的PCB库器件，然后点击“确定”至完成此器件的封装。此时则完成了自制器件的封装。这时在生成PCB图时就不会提示有未封装的错误了。
2.绘制原理图时“工程”选项的“Compile Document *.SchDoc”和“Compile Document *.PrjPCB”的检错
在试验中，我遇到了总线的网络标号没有标注的错误，这是要为总线加注一个标注并改变“网络标签”中的“网络”名，与所定义的端口名要相同；对于子图中的从总线引出的端口也要进行标注。
在检错中也遇到了导线连接错误，主要是导线连接时并没有将需要连接的管脚成功连接，此时要找到出错的引脚，重新正确链接，则可以改正实验中的错误。
在试验中还遇到其它的各种小的错误，在此不进行一一陈述。
3.从原理图生成PCB图时的错误及修正
实验中应用原理图的“设计→Update PCB Docunment *.PcbDoc”生成PCB时，点击“生效更改”，窗口中出现报错。对于“Footprint Not Found”（没有封装）的错误在“设计中遇到的问题及注意事项→器件库的制作”中已经给出了解决方法，在此不再进行叙述。
实验中再生成PCB图后，出现了与总线相连接的16个管脚没有连线，即生成的PCB图存在错误。这时修改“工程→工程参数”，在工程参数窗口中的“Options”选项下修改“网络识别符范围”，选择”Global”,点击“确定”，完成工程参数设置，此时保存文件；将原来的PCB从工程中移除，新建一个PCB，再应用原理图的“设计→Update PCB Docunment *.PcbDoc”，会出现报错，此时将在工程参数窗口中的“Options”选项下修改“网络识别符范围”回到“Automatic”选项，重新应用原理图的“设计→Update PCB Docunment *.PcbDoc”，则不会出现报错，并且此时与总线相连的16个管脚也正确相连。此时PCB图制作接近完成。
绘制PCB图时出现的其他各种小错误，在此不进行一一陈述。
六、实验心得体会
这次的实验项目虽然只有两个，但是通过这次实验，我的收获无疑是巨大的。在课堂上学
习了Altium Designer软件的各种使用方法和技巧，但是没有实践的应用却无法真正的明白这门课的实际应用方法，这次的实验提供了我们应用Altium Designer软件实际绘制各种原理图和最终生成PCB图的机会，可以在实践中发现问题，并与同学交流或问老师来解决问题。
在实验的过程中，我逐渐的熟悉并掌握了Altium Designer软件的各种基本操作，并能利用Altium Designer软件完成电路原理图和生成PCB图，让我对计算机工程制图有了更为深刻的认识。在实验中，我渐渐的将书本上的知识转化为自己的技能，真正的将这门课程掌握。

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