電子產(chǎn)品制圖與制版案例教程

項(xiàng)目流程清晰，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)：

立足企業(yè)真實(shí)工作流程，六大項(xiàng)目由淺入深層層遞進(jìn)。

技能層層遞進(jìn)，覆蓋核心技能：

從入門認(rèn)知到復(fù)雜項(xiàng)目，核心技能全覆蓋，強(qiáng)化實(shí)戰(zhàn)能力。

資源配套完備，助力高效教學(xué)：

提供全套課件源文件，支持理實(shí)一體化的64學(xué)時(shí)課程。

在電子信息產(chǎn)業(yè)日新月異的當(dāng)下，電子產(chǎn)品制圖與制版能力已成為電子信息類專業(yè)學(xué)生不可或缺的核心技能。我國PCB產(chǎn)業(yè)正處于快速上升期，PCB設(shè)計(jì)工程師、EDA工程師等專業(yè)人才需求旺盛，高職學(xué)生在該領(lǐng)域就業(yè)前景廣闊。本書緊密圍繞行業(yè)崗位需求與職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)，聯(lián)合行業(yè)企業(yè)共同開發(fā)，秉持“工作過程導(dǎo)向”的教學(xué)理念，精心打造契合高職教育特點(diǎn)的PCB設(shè)計(jì)教材。

本書以電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)全流程（原理圖繪制→PCB設(shè)計(jì)→樣板制作）為主線，采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式。全書精心設(shè)計(jì)6個(gè)典型實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，將Altium Designer 16軟件操作技能、電路設(shè)計(jì)理論知識(shí)與職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)深度融入項(xiàng)目實(shí)踐，具體項(xiàng)目如下：

（1）電平指示電路初設(shè)計(jì)： 通過電平指示電路的原理圖繪制，PCB基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和PCB二維、三維顯示，引導(dǎo)學(xué)生熟悉軟件界面與基礎(chǔ)操作流程，建立對(duì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)認(rèn)知。

（2）幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤電路設(shè)計(jì)：以生活抽獎(jiǎng)場景為切入點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。先講解脈沖信號(hào)觸發(fā)、狀態(tài)指示等電路原理，剖析抽獎(jiǎng)功能實(shí)現(xiàn)邏輯；隨后開展原理圖繪制教學(xué)，采用傳統(tǒng)直插式元器件，演示封裝制作流程；最后聚焦圓形異形PCB，詳解布局規(guī)劃、布線規(guī)則與制板工藝，讓學(xué)生在掌握電路設(shè)計(jì)全流程的同時(shí)，理解如何將趣味性場景轉(zhuǎn)化為可落地的工程設(shè)計(jì)方案。

（3）星形呼吸燈電路設(shè)計(jì)：針對(duì)貼片元器件在電子產(chǎn)品中的主流應(yīng)用趨勢(shì)，以星形LED呼吸燈為設(shè)計(jì)載體，引導(dǎo)學(xué)生完成雙面板貼片PCB設(shè)計(jì)。先解析電路原理，強(qiáng)調(diào)原理圖繪制需選用貼片封裝元件；針對(duì)AD庫資源不足，介紹三種封裝制作方法。在PCB設(shè)計(jì)中，圍繞星形異形板，講解分層布局策略、元件小角度旋轉(zhuǎn)貼合星形輪廓的操作技巧；最后通過3D預(yù)覽驗(yàn)證效果，指導(dǎo)學(xué)生完成下單打板全流程。

（4）層次電路設(shè)計(jì)：聚焦層次化設(shè)計(jì)思想，先講自上而下與自下而上的層次原理圖設(shè)計(jì)方法，解析總圖與子圖概念及模板文件制作調(diào)用流程；再以四層PCB疊層設(shè)計(jì)為核心，闡述封裝匹配修改、多層布局布線要點(diǎn)；最后介紹底片文件、數(shù)控鉆孔文件等多種生產(chǎn)文件輸出方法，讓學(xué)生掌握模塊化設(shè)計(jì)思維與四層PCB設(shè)計(jì)技能。

（5）集成庫設(shè)計(jì)：聚焦原理圖庫、PCB封裝庫及集成庫的生成與編輯，通過實(shí)際元器件案例，詳解元器件符號(hào)繪制、封裝制作及集成庫生成與編輯全流程。

（6）LED追光燈電路設(shè)計(jì)：以81個(gè)LED燈陣列的PCB設(shè)計(jì)為核心，系統(tǒng)回顧電子產(chǎn)品制圖與制版全流程。原理圖繪制階段，帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用靈巧陣列技巧快速成圖；元器件封裝環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生自主修改優(yōu)化。在PCB設(shè)計(jì)中，著重引導(dǎo)學(xué)生掌握快速完成9×9陣列LED燈整齊排列的方法，同時(shí)回顧布局布線原則、補(bǔ)滴淚、覆銅、DRC檢測(cè)等流程，幫助學(xué)生鞏固從原理設(shè)計(jì)到PCB設(shè)計(jì)的完整技能，強(qiáng)化復(fù)雜項(xiàng)目的實(shí)踐與把控能力。

學(xué)生通過完成上述項(xiàng)目，在收獲學(xué)習(xí)成果的同時(shí)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，逐步掌握原理圖繪制、元器件符號(hào)與封裝制作、PCB布局布線、DRC檢測(cè)、文件輸出及生產(chǎn)下單（打板）等崗位的核心技能，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中做”的理實(shí)一體化培養(yǎng)目標(biāo)。

本書配套豐富的數(shù)字教學(xué)資源，支持理實(shí)一體化教學(xué)模式，課程設(shè)計(jì)兼顧系統(tǒng)性與實(shí)操性。

本書由河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程技術(shù)省級(jí)高水平專業(yè)群項(xiàng)目學(xué)術(shù)著作（教材）出版基金資助出版，由河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院鄒莉莉組織編寫，鄒莉莉、蘇文斌、賀小艷任主編，張海乾、陳趙云、王銳、梁獻(xiàn)國任副主編。在本書編寫過程中，編者借鑒了相關(guān)書籍和技術(shù)網(wǎng)站資料，得到河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和中國水利水電出版社的大力支持，并得到教研室同事、企業(yè)同行的幫助，在此一并表示感謝。

由于時(shí)間倉促和編者水平有限，書中難免存在疏漏甚至錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正（編者聯(lián)系方式：399353270@qq.com）。

編 者

2025年6月

項(xiàng)目1　Altium Designer入門—電平指示電路初設(shè)計(jì) 1
任務(wù)1.1　了解Altium Designer的作用 2
任務(wù)1.2　Altium Designer軟件安裝 3
任務(wù)1.3　電平指示電路設(shè)計(jì) 12
1.3.1　啟動(dòng)Altium Designer 16軟件 12
1.3.2　創(chuàng)建第一個(gè)PCB 12
1.3.3　繪制第一個(gè)電路原理圖 14
1.3.4　設(shè)計(jì)第一個(gè)PCB 21
1.3.5　PCB二維、三維顯示及3D顯示 31
課后習(xí)題 34
項(xiàng)目2　PCB基礎(chǔ)設(shè)計(jì)—幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤電路設(shè)計(jì) 35
任務(wù)2.1　繪制幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤電路原理圖 36
2.1.1　原理圖設(shè)計(jì)步驟 36
2.1.2　創(chuàng)建設(shè)計(jì)項(xiàng)目和原理圖文件 38
2.1.3　原理圖的初始化設(shè)置 39
2.1.4　管理原理圖元器件庫 47
2.1.5　放置原理圖元器件 49
2.1.6　完成原理圖的繪制 60
2.1.7　電氣規(guī)則檢查 66
任務(wù)2.2　創(chuàng)建報(bào)表文件 67
2.2.1　創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表 68
2.2.2　網(wǎng)絡(luò)表的格式 68
2.2.3　元器件報(bào)表 69
任務(wù)2.3　PCB基礎(chǔ)知識(shí) 70
2.3.1　印刷電路板的結(jié)構(gòu) 70
2.3.2　元器件封裝 71
2.3.3　銅膜導(dǎo)線 74
2.3.4　焊盤 74
2.3.5　過孔 74
2.3.6　網(wǎng)絡(luò)、中間層和內(nèi)層 75
2.3.7　安全距離 76
任務(wù)2.4　制作元器件封裝 76
2.4.1　手動(dòng)制作元器件封裝 76
2.4.2　元器件封裝的復(fù)制 81
2.4.3　PCB鉆孔孔徑的大小標(biāo)準(zhǔn) 84
任務(wù)2.5　設(shè)計(jì)幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤PCB 84
2.5.1　PCB設(shè)計(jì)流程 84
2.5.2　創(chuàng)建PCB文件與規(guī)劃PCB尺寸 84
2.5.3　將原理圖內(nèi)容更新到PCB 86
2.5.4　修改元器件封裝 87
2.5.5　PCB元器件布局 89
2.5.6　PCB布線 92
2.5.7　PCB自動(dòng)布線 96
2.5.8　PCB板子裁剪 99
2.5.9　PCB覆銅 100
2.5.10　PCB設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 103
課后習(xí)題 106
項(xiàng)目3　貼片元器件封裝制作—星形呼吸燈電路設(shè)計(jì) 109
任務(wù)3.1　繪制星形呼吸燈電路原理圖 110
3.1.1　創(chuàng)建PCB文件和原理圖文件 110
3.1.2　設(shè)置原理圖圖紙尺寸和顏色 110
3.1.3　選取并放置元器件 111
3.1.4　調(diào)整元器件布局并完成電氣連接 111
3.1.5　編譯項(xiàng)目 112
3.1.6　原理圖繪制步驟總結(jié) 113
任務(wù)3.2　根據(jù)實(shí)際元器件規(guī)格制作元器件封裝 113
3.2.1　封裝管理器的使用 113
3.2.2　獲取元器件數(shù)據(jù)手冊(cè) 114
3.2.3　手動(dòng)制作封裝 116
3.2.4　元器件向?qū)е谱鞣庋b 118
3.2.5　直接獲取網(wǎng)上標(biāo)準(zhǔn)庫的封裝 121
3.2.6　利用封裝管理器修改封裝 123
任務(wù)3.3　將原理圖內(nèi)容更新到PCB 126
任務(wù)3.4　PCB布局 127
3.4.1　PCB頂層布局 128
3.4.2　PCB底層布局 128
3.4.3　圍繞五角星調(diào)整LED燈旋轉(zhuǎn)角度 129
任務(wù)3.5　PCB布線 132
3.5.1　PCB布線規(guī)則設(shè)置 132
3.5.2　PCB自動(dòng)布線 136
3.5.3　取消布線 137
3.5.4　手動(dòng)布線 137
3.5.5　所有GND焊盤通過覆銅完成電氣連接 138
任務(wù)3.6　PCB板子裁剪 140
任務(wù)3.7　設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 140
任務(wù)3.8　3D顯示 140
任務(wù)3.9　下單打板 141
課后習(xí)題 143
項(xiàng)目4　層次電路設(shè)計(jì)—簡易單片機(jī)系統(tǒng)電路 146
任務(wù)4.1　層次電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí) 147
4.1.1　設(shè)計(jì)思想 147
4.1.2　設(shè)計(jì)方法 147
任務(wù)4.2　繪制簡易單片機(jī)系統(tǒng)原理圖 148
4.2.1　自上而下的方法設(shè)計(jì)原理圖 148
4.2.2　自下而上的方法設(shè)計(jì)原理圖 159
4.2.3　編譯項(xiàng)目 164
4.2.4　生成網(wǎng)絡(luò)表 166
任務(wù)4.3　制作與調(diào)用模板文件 166
4.3.1　制作模板文件 167
4.3.2　調(diào)用模板文件 173
任務(wù)4.4　簡易單片機(jī)系統(tǒng)四層PCB疊層設(shè)計(jì) 176
4.4.1　創(chuàng)建PCB文件與PCB板子裁剪 176
4.4.2　將原理圖內(nèi)容更新到PCB 176
4.4.3　PCB元器件布局與四層PCB疊層設(shè)計(jì) 183
4.4.4　PCB布線規(guī)則設(shè)置及布線 188
4.4.5　PCB覆銅 189
4.4.6　PCB設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 190
任務(wù)4.5　輸出與報(bào)表 190
4.5.1　生成底片文件 190
4.5.2　生成數(shù)控鉆文件 191
4.5.3　生成元器件拾放文件 192
4.5.4　生成測(cè)試點(diǎn)報(bào)表 193
4.5.5　生成電路板信息報(bào)表 194
4.5.6　生成元器件清單 196
4.5.7　生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)表 198
4.5.8　其他報(bào)表 198
課后習(xí)題 200
項(xiàng)目5　集成庫設(shè)計(jì)—電子元器件符號(hào)封裝集成 202
任務(wù)5.1　原理圖元器件符號(hào)的設(shè)計(jì) 202
5.1.1　啟動(dòng)原理圖庫編輯器 202
5.1.2　直接繪制簡單元器件符號(hào) 204
5.1.3　利用間接法制作元器件符號(hào) 207
任務(wù)5.2　PCB元器件封裝的設(shè)計(jì) 213
5.2.1　元器件封裝概述 213
5.2.2　元器件封裝庫編輯器 214
5.2.3　直接制作新部件封裝 215
5.2.4　利用向?qū)Чぞ咧谱髟�器件封裝 220
任務(wù)5.3　集成庫的生成與編輯 224
5.3.1　集成庫的生成 224
5.3.2　集成庫的編輯 228
課后習(xí)題 230
項(xiàng)目6　PCB設(shè)計(jì)進(jìn)階—LED追光燈電路設(shè)計(jì) 234
任務(wù)6.1　繪制LED追光燈原理圖 235
6.1.1　修改元器件符號(hào) 235
6.1.2　原理圖繪制的元器件布局與相關(guān)技巧 237
6.1.3　編譯項(xiàng)目 239
任務(wù)6.2　創(chuàng)建LED追光燈電路PCB文件與板子裁剪 239
任務(wù)6.3　根據(jù)實(shí)際元器件規(guī)格制作元器件封裝并修改 240
6.3.1　制作元器件封裝 240
6.3.2　利用封裝管理器修改封裝 241
任務(wù)6.4　將原理圖內(nèi)容更新到PCB 241
任務(wù)6.5　PCB元器件布局 242
任務(wù)6.6　PCB布線規(guī)則設(shè)置 243
任務(wù)6.7　布線 245
任務(wù)6.8　補(bǔ)淚滴 245
任務(wù)6.9　放置覆銅 247
6.9.1　啟動(dòng)“覆銅”命令 247
6.9.2　調(diào)整覆銅 247
任務(wù)6.10　設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 248
課后習(xí)題 249
附錄A 快速繪制Bottom Overlay五角星外形 252
附錄B 常用元器件封裝 257
參考文獻(xiàn) 265

1. 設(shè)計(jì)新維度：CMF元素與創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì) [彭小鵬]
2. 園林樹木識(shí)別與應(yīng)用 [主編 張玉泉]
3. 文本信息處理與應(yīng)用 [主編　何黎松　姚香秀]
4. 工業(yè)機(jī)器人編程及應(yīng)用（第二版） [主編 向艷芳 胡月霞]
5. C語言程序設(shè)計(jì)（第二版） [主編 劉祖珉 趙仕波]
6. 數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用 [主編　孫偉　王蘭芹]
7. Linux操作系統(tǒng)配置與管理項(xiàng)目化教程（第二版） [主編 白玉羚 劉金明 閆 淼]
8. Ansys SpaceClaim直接建模與仿真指南 [蔡宜時(shí) 編著]
9. 基于大數(shù)據(jù)的智慧農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐 [周永福 著]
10. 健美運(yùn)動(dòng) [戴顯巖]
11. Python程序開發(fā)基礎(chǔ)（AI+微課版） [趙艷莉　曾鑫]
12. 大學(xué)生心理困境突圍之路 [張玨 著]
13. 機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與實(shí)踐 [主編　李曉峰　胥文婷　李云波]
14. 大模型應(yīng)用實(shí)戰(zhàn) DeepSeek＋即夢(mèng)AI＋剪映重塑創(chuàng)作 [丁紅　楊彥彥　丁丁　編著]
15. HarmonyOS從入門到精通 [陳趙云　周永福　楊　浪]
16. 用英語發(fā)現(xiàn)世界：歐美文化篇 [李小麗　張薇　編著]
17. 大學(xué)體育教程 [戴顯巖]
18. 新一代信息技術(shù) [李佼輝 任雪冬]
19. 軌道交通類專門用途英語教程 [李德華主編 商曄副主編]
20. 建設(shè)工程項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)知識(shí)異質(zhì)性對(duì)團(tuán)隊(duì)績效的影響研究 [胡可]
21. 新時(shí)代元陽梯田 云南現(xiàn)代化高原立體灌區(qū) 前世 今生 未來 [云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 ]
22. 網(wǎng)絡(luò)工程師章節(jié)習(xí)題與考點(diǎn)特訓(xùn)（適配第6版考綱） [夏杰 編著]
23. 零基礎(chǔ)商業(yè)插畫設(shè)計(jì)與AI表現(xiàn) [主編　湯彥萱]
24. 電工與電子技術(shù)（第三版） [主編 王梅 唐翠微 楊曉珍]
25. 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）模型制作技術(shù)及應(yīng)用 [主編　高文銘　祝海英]
26. 大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)與創(chuàng)新教育 [主編 田克明 楊超 郭明鋼]
27. 新時(shí)代人工智能素養(yǎng) [主編　徐永冰　張帥]
28. 電子商務(wù)文案策劃與寫作 [主編 盧海濤 夏穎 黃璐云]
29. 信息技術(shù)與人工智能 [主編 王錦]
30. 信息技術(shù)基礎(chǔ)（活頁式） [主編 趙金考 禹晨 張尼奇 王宏斌]