Система автоматизированного проектирования AltiumDesigner.

А. Н. Яцук

Ю. С. Сычёва 

СиСтемА АвтомАтизировАННого 
проектировАНиЯ Altium Designer

прАктикум

Допущено Министерством образования Республики Беларусь 

в качестве учебного пособия для учащихся учреждений 
образования, реализующих образовательные программы 
среднего специального образования по специальностям 

«Микроэлектроника», «Электронные вычислительные средства», 
«Проектирование и производство радиоэлектронных средств», 

«Микро- и наноэлектронные технологии и системы»

Минск
РИПО
2018

УДК 681.3(075.32)
ББК 32.97я723
       Я94

А в т о р ы: 

преподаватель УО «БГУИР» филиал «Минский 

радиотехнический колледж» А. Н. Яцук; 

проректор по научно-методической работе УО «Республиканский 

институт профессионального образования», кандидат 

педагогических наук, доцент Ю. С. Сычёва.

Р е ц е н з е н т ы:

цикловая комиссия информатики и программирования Витебского 

государственного политехнического колледжа УО «Витебский 

государственный технологический университет» (А. С. Шандриков);

заведующий кафедрой «Системы автоматизированного 

проектирования» Белорусского национального технического 

университета, кандидат технических наук, доцент А. В. Бородуля.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой 

ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства об
разования Республики Беларусь.

Я94

Яцук, А. Н.

Система автоматизированного проектирования Altium Designer. 

Практикум : учеб. пособие / А. Н. Яцук, Ю. С. Сычёва. – Минск : 
РИПО, 2018. – 142 с. : ил.

ISBN 978-985-503-781-2.

В учебном пособии приводятся описания практических работ, посвя
щенных проектированию радиоэлектронных устройств в комплексной 
САПР Altium Designer в рамках учебной дисциплины «Системы автоматизированного проектирования».

Каждая работа содержит краткие теоретические сведения, порядок 

выполнения, практические задания и контрольные вопросы.

Предназначено для учащихся учреждений среднего специального об
разования. Также может быть использовано студентами и преподавателями вузов.

УДК 681.3(075.32)
ББК 32.97я723

ISBN 978-985-503-781-2 
© Яцук А. Н., Сычёва Ю. С., 2018
© Оформление. Республиканский институт

профессионального образования, 2018

уСловНые обозНАчеНиЯ

ЕСКД – единая система конструкторской документации;
ИМС – интегральная микросхема;
КП – контактная площадка;
ЛКМ – левая кнопка мыши;
ПКМ – правая кнопка мыши;
ПП – печатная плата;
ПТМ – посадочное топологическое место;
ПЭВМ – персональная электронная вычислительная машина;
РЭС – радиоэлектронное средство;
САПР – система автоматизированного проектирования;
УГО – условное графическое обозначение;
ЭВМ – электронная вычислительная машина;
SMD – изделие, монтируемое на поверхность.

предиСловие

Учебное пособие включает в себя 11 практических работ по ком
плексной системе автоматизированного проектирования РЭС Altium 
Designer версии 17. Особенностями издания являются оптимальное соотношение теории и практики, а также соответствие содержания современным тенденциям в области разработки радиоэлектронных средств с 
использованием специализированного программного обеспечения.

Практические работы построены по авторской методике и соответ
ствуют основным этапам разработки печатных плат: от создания библиотеки компонентов и принципиальной схемы до трассировки и экспорта данных в формат Gerber для передачи проекта на производство. 

Специально составленные вопросы, тексты и задания межпредмет
ного содержания дополняют учебное пособие и призваны активизировать познавательную деятельность учащихся.

Учебный материал всех работ состоит из двух частей: основные тео
ретические сведения и практическая часть.

Объем теоретических сведений был сокращен авторами до мини
мума, необходимого для актуализации знаний в области конструирования и выполнения заданий. Данные сведения рекомендуются к обязательному прочтению, так как основаны на многолетнем инженерном 
опыте, стандартах ЕСКД и имеют тесную связь с практикой. Например, 
в работах 6–8 приведены общие рекомендации по формированию принципиальных схем, размещению компонентов и трассировке ПП. 

Ниже представлены минимальные системные требования к ПЭВМ 

для комфортного выполнения работ:

– операционная система: Windows 7 32-bit;
– центральный процессор: Intel® Core™ i3 или его аналоги;
– объем оперативной памяти: 4 Гбайт;
– требуемый объем на жестком диске: от 3,5 Гбайт; 
– графическая подсистема: Intel HD4000 или ее аналоги;
– монитор с графическим разрешением 1280½1024 пикселей;
– наличие программы Adobe® Reader® (версии 8 или новее);
– наличие программы AutoCAD (версии 2000 или новее).

введеНие

Необходимость автоматизации проектирования технических объ
ектов стала очевидной в середине XX в. по нескольким основным причинам. 

Во-первых, увеличение степени сложности вновь разрабатываемых 

технических систем привело к резкому возрастанию объемов проектных 
работ.

Во-вторых, острая конкуренция за рынки сбыта привела к расши
рению и быстрому обновлению ассортимента производимых изделий. 
Это потребовало разработки методов и средств оперативного проектирования при условии сохранения высокого качества продукции.

И наконец, появление доступных средств вычислительной техники 

и оборудования с числовым программным управлением позволило автоматизировать производственные процессы организаций.

Первые коммерческие программные продукты, ориентированные 

на автоматизацию конструирования, были названы CAD-системами
(Сomputer-aided design), что означает «проектирование с помощью ЭВМ». 
Впоследствии развитие получили также системы автоматизации подготовки управляющих программ для промышленного оборудования CAM 
(Computer-aided manufacturing), инженерных расчетов САЕ (Computeraided Engineering) и др.

Аббревиатура САПР, широко используемая в технической литера
туре, является близким смысловым эквивалентом английской CAD. 

Многие существующие в настоящее время САПР позволяют ре
шать задачи, относящиеся к различным этапам жизненного цикла изделия, например CAD/CAM. Такие системы называют комплексными, 
или интегрированными. Их использование позволяет значительно сократить себестоимость разработки, натурных испытаний и подготовки 
производства. 

В настоящее время для автоматизированного проектирования элек
тронных изделий все чаще применяется комплексная система Altium 
Designer компании Altium. 

Введение

Отличительными особенностями программы являются проектная 

структура и сквозная целостность ведения разработки: изменения на 
уровне схемы могут быть мгновенно переданы на уровень платы. 

В состав Altium Designer входит весь необходимый инструментарий 

для создания, редактирования и отладки проектов на базе электрических схем и программируемых логических интегральных схем. Редактор 
схем позволяет формировать иерархические и многоканальные схемы 
любой сложности, а также проводить смешанное цифро-аналоговое моделирование. 

Система Altium Designer используется такими всемирно извест
ными компаниями, как Siemens, Hewlett-Packard и SpaceX, а также 
при проведении чемпионатов мира по профессиональному мастерству 
WorldSkills. 

СоздАНие уСловНых 
грАфичеСких обозНАчеНий 
пАССивНых компоНеНтов

Цель работы:

научиться создавать условные графические обозначения пас
сивных электронных компонентов в системе Altium Designer.

задание:

разработать условные графические обозначения пассивных 

компонентов.

оснащение работы:

ПЭВМ с установленной системой Altium Designer 17.

основные теоретические сведения

Altium Designer представляет собой комплексную систему ав
томатизированного проектирования РЭС. В ее состав входит весь 
необходимый инструментарий для разработки, редактирования и 
отладки электрических принципиальных схем и ПП. 

Первым этапом работы в Altium Designer является создание 

условных графических обозначений компонентов и их ПТМ.

УГО компонентов определяются государственными стан
дартами и предназначены для формирования принципиальных электрических схем. Например, размеры условных графических обозначений конденсаторов и резисторов определены в 
ГОСТ 2.728–74 «ЕСКД. Обозначения условные графические в 
схемах. Резисторы, конденсаторы».

прАктичеСкАЯ 
рАботА 1

Система автоматизированного проектирования Altium Designer. Практикум

На рисунке 1.1 приведен пример принципиальной схемы 

стабилизатора напряжения. На ней показаны УГО разъемного 
соединителя XP1, интегрального стабилизатора напряжения DA1 
и конденсаторов C1–С3.

+5 В
+12 В

Общий

1
1

2

2

3

С3
С2

DA1

*STU

XP1

С1

Рис. 1.1. Пример принципиальной электрической схемы

ПТМ указывает место установки компонента на ПП и пред
ставляет собой рисунок его корпуса с контактными площадками. 
Размер и вид посадочного топологического места приводится в 
документации компании-изготовителя.

На рисунке 1.2 приведен фрагмент печатной платы с ПТМ 

диода VD1, кварцевого резонатора ZQ1 и микросхемы DD2.

Рис. 1.2. Фрагмент печатной платы

УГО компонента в Altium Designer состоит из двух частей: 

электрических выводов (Pin) и графической части.

Выводы придают компоненту электрические свойства и ука
зывают точки подключения к другим элементам на принципиальной схеме. Графическая часть соответствует УГО компонента 
в государственном стандарте.

Например, на рисунке 1.3 приведено УГО резистора. Элек
трические выводы 1 и 2 имеют соответствующее цифровое обозначение. Они устанавливаются на чертеж специальной командой Place Pin.

Графическая часть УГО (прямоугольник 10×4 мм) рисуется 

обычной линией с помощью инструмента Place Line.

Практическая работа 1

Электрический 

вывод 2 

Электрический 

вывод 1 

Графическая часть

(прямоугольник 10х4 мм)

Электрический 
вывод 1

Электрический 
вывод 2

Графическая часть 
(прямоугольник 10×4 мм)

Рис. 1.3. УГО резистора

УГО с электрическими выводами в терминологии програм
мы называются «схемным компонентом» или просто «компонентом» (Component).

В целом, проектирование электронного устройства в Altium 

Designer состоит из следующих этапов:

создание схемных компонентов (УГО) и 
1) 
схемной библиоте
ки для их хранения;

создание посадочных топологических мест компонентов и 
2) 

соответствующей библиотеки ПТМ;

назначение каждому схемному компоненту соответствую3) 

щего ему ПТМ. При необходимости на данном этапе может быть 
создана также интегрированная библиотека, содержащая в одном 
файле УГО и ПТМ; 

формирование принципиальной электрической схемы;
4) 

передача данных из схемы в редактор ПП;
5) 

установка правил размещения компонентов и правил трас6) 

сировки;

размещение компонентов на ПП;
7) 

трассировка ПП.
8) 
Практическая работа 1 посвящена разработке УГО пассив
ных компонентов, к которым относят резисторы, конденсаторы, 
катушки индуктивности, разъемные соединители и пр. Кроме 
того, в рамках данной работы создается УГО биполярного транзистора.

порядок выполнения работы 

1. Настройка программы
Запустите Altium Designer. 
На экране появится окно программы (рис. 1.4).

Система автоматизированного проектирования Altium Designer. Практикум

Рис. 1.4. Элементы интерфейса Altium Designer

Если в панели Projects присутствуют посторонние файлы, 

выделите их и выполните команду File → Close.

Зайдите в меню DXP → Preferences и перейдите на вкладку

Schematic → Default Units. Установите флажок метрических единиц измерения Use Metric Unit System. Ниже, из выпадающего 
списка, выберите Millimeters (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Настройка единиц измерения

Там же откройте вкладку Schematic → Grids (рис. 1.6). В вы
падающем списке Visible Grid установите значение Line Grid для 
отображения сетки в виде линий. Цвет сетки (Grid Color) установите светло-серым.