本书全面系统地介绍了Altium Designer 17.1电子线路设计软件在电子线路仿真、设计和验证方面的应用，以及基于STC15系列单片机IAP15W4K58S4的嵌入式开发。本书分为 5 篇，共 18 章，以Altium Designer 17.1基本原理图和PCB设计流程、电子线路的SPICE仿真、电子元器件原理图封装和PCB封装、电子线路原理图设计、电子线路PCB设计、生成PCB相关的加工文件和基于STC15系列单片机的嵌入式开发为设计主线，将Altium公司*一代的Altium Designer 17.1电子系统设计平台融入这个设计主线中。通过本书内容的学习，读者不但能够熟练掌握*Altium Designer 17.1软件的设计流程和设计方法，而且还能系统地掌握电子系统设计完整的设计过程。本书可以作为高等学校电子线路自动化设计相关课程的教学用书，以及使用Altium Designer 17.1进行电子系统设计的工程技术人员参考用书，也可作为Altium公司进行Altium Designer 17.1设计工具相关技术培训的参考用书。

前 言

本书是在作者已经出版的《Altium Designer 15.0电路设计、仿真、验证与工艺实现权威指南》的基础上，采用Altium公司最新一代的Altium Designer 17.1集成开发环境修订而成。
与作者已经出版的Altium Designer 13.0和Altium Designer 15.0书籍的最大不同之处在于，面对初学的读者提供了Altium Designer 17.1标准教程，而面对需要提高的读者提供了Altium Designer17.1高级教程。本书是Altium Designer 17.1标准教程，主要侧重于对工具的熟练掌握和使用。修订后的标准教程主要特色体现在以下几点：
（1）为了进一步降低初学者的入门门槛，以及对Altium Designer 17.1集成开发环境有一个完整的认识，本书最前面增加了4章内容，通过一个简单的晶体管电路的设计，帮助读者从整体上对Altium Designer 17.1的核心功能-原理设计和PCB设计有一个初步的了解和认识。
（2）特别要提到的是，在本书前4章的元件调用中，突出体现Altium Designer 17.1的数据保险库功能。通过数据保险库，读者无须再像以前那样需要在本地安装元件库，而是可以通过云端直接调用元件，这些元件提供了大量读者需要的信息。这也是一种互联网 设计思想和协同设计思想的完美体现。
（3）突出体现Altium Designer 17.1在对模拟电路、模拟行为、数字电路和数模混合电路执行SPICE仿真的强大功能，即读者在进行电路原理设计之前必须保证电路的原理是正确的，这种重要的保证之一就是对设计的电路执行SPICE仿真。
（4）在讲授传统的原理图和PCB图设计内容时，侧重于以项目为导向，通过一个设计实例来介绍Altium Designer 17.1中的一些高级技巧，以帮助读者提高设计效率。
（5）在Altium Designer 17.1中集成了嵌入式开发工具，作者以在国内广泛使用的STC公司的最新一代的8051单片机IAP15W4K58S4为例，通过典型设计案例，说明在Altium Designer 17.1中完成单片机软件开发的设计流程，你会发现在Altium Designer 17.1中所集成的开发环境其功能丝毫不逊色于目前广泛使用的Keil Vision集成开发环境。
综上所述，不论是标准教程还是高级教程，本书作者想给读者传达的一个重要的信息就是，Altium Designer是真正的一体化设计工具，可以实现电路的SPICE仿真、FPGA的HDL代码设计、电路原理图和PCB图设计，以及嵌入式设计，能满足初学者学习电子技术的绝大部分需要。
作者的学生毕研先帮助绘制了第16章的PCB图，王中正帮助绘制了第14张的原理图，汤宗美帮助整理了第1～4章的内容。
相信本书的出版，必将有助于广大读者深入理解和全面掌握Altium Designer 17.1强大的一体化设计功能，必将进一步促进Altium Designer在国内教育界和工业界的普及和推广，提高电子设计自动化水平。由于作者水平有限，书中难免有不足之处，请读者不吝赐教。

何 宾
2017年9月于北京

何宾，著名的嵌入式技术和EDA技术专家，长期从事电子设计自动化方面的教学和科研工作，与全球多家知名的半导体厂商和EDA工具厂商大学计划保持紧密合作。目前已经出版嵌入式和EDA方面的著作近30部，内容涵盖电路仿真、电路设计、可编程逻辑器件、数字信号处理、单片机、嵌入式系统、片上可编程系统等。

目 录
第1篇　Altium Designer入门指南
第 章 Altium Designer安装和概述3
1.1 Altium Designer 17.1的安装和配置3
1.1.1 下载Altium Designer 17.1安装文件3
1.1.2 安装Altium Designer 17.1基本应用5
1.1.3 注册Altium Designer 17.1集成开发环境7
1.1.4 安装Altium Designer 17.1扩展应用9
1.2 Altium Designer 17.1集成设计平台功能9
1.2.1 原理图捕获工具10
1.2.2 印刷电路板设计工具10
1.2.3 FPGA和嵌入式软件工具10
1.2.4 发布/数据管理10
1.2.5 新增加的功能11
1.3 Altium Designer 17.1一体化设计理念11
1.3.1 传统电子设计方法的局限性11
1.3.2 电子设计的未来要求12
1.3.3 生态系统对电子设计的重要性12
1.3.4 电子设计一体化13
第 章 Altium Designer基本设计流程-原理图设计15
2.1 设计思路15
2.2 创建PCB工程15
2.3 在工程中添加一个原理图17
2.4 设置文档选项18
2.5 元件和库19
2.5.1 访问元件20
2.5.2 添加元件库22
2.5.3 在库中找到元件22
2.5.4 在可用的库中定位一个元件24
2.5.5 使数据保险库可以用于访问元件25
2.5.6 在数据保险库中查找元件26
2.5.7 在数据保险库中工作26
2.6 在原理图放置元件28
2.6.1 放置元件的一些小技巧28
2.6.2 改变元件位置的一些小技巧28
2.7 连接原理图中的元件30
2.7.1 连线的一些小技巧30
2.7.2 网络和网络标号30
2.7.3 网络标号、端口和供电端口31
2.8 配置和编译工程31
2.8.1 配置工程选项31
2.8.2 编译工程32
2.9 检查原理图的电气属性32
2.9.1 设置Error Reporting33
2.9.2 设置连接矩阵33
2.9.3 配置类产生34
2.9.4 设置比较器35
2.9.5 编译工程检查错误36
第 章 Altium Designer基本设计流程-PCB图设计38
3.1 创建一个新的PCB38
3.1.1 配置板的形状和位置39
3.1.2 将设计从原理图导入PCB编辑器40
3.2 设置PCB工作区42
3.2.1 配置显示层43
3.2.2 物理层和层堆栈管理器46
3.2.3 单位的选择（公制/英制）47
3.2.4 支持多重栅格48
3.2.5 设置捕获栅格49
3.2.6 设置设计规则50
3.2.7 布线宽度设计规则50
3.2.8 定义电气间距约束51
3.2.9 定义布线过孔类型52
3.2.10 设计规则冲突53
3.3 PCB元件布局54
3.3.1 元件的放置和布局选项54
3.3.2 放置元件54
3.4 PCB元件布线55
3.4.1 准备交互布线55
3.4.2 开始布线57
3.4.3 交互布线模式58
3.4.4 修改和重新布线59
3.4.5 自动布线模式60
第 章 Altium Designer基本设计流程-设计检查和输出64
4.1 验证PCB设计64
4.1.1 配置规则冲突显示64
4.1.2 配置规则检查器66
4.1.3 运行设计规则检查68
4.1.4 理解错误条件69
4.1.5 解决冲突72
4.2 查看PCB的3D视图74
4.3 输出文档76
4.3.1 可用的输出类型76
4.3.2 单个输出/一个输出工作文件77
4.3.3 配置Gerber文件78
4.3.4 配置BOM文件79
4.3.5 将设计数据映射到BOM80
第2篇　Altium Designer原理图设计详解
第 章 Altium Designer设计环境基本框架83
5.1 Altium Designer 17.1的工程及相关文件83
5.2 Altium Designer 17.1集成设计平台界面84
5.2.1 Altium Designer 17.1 集成设计平台主界面84
5.2.2 Altium Designer 17.1工作区面板86
5.2.3 Altium Designer 17.1文件编辑空间操作功能89
5.2.4 Altium Designer 17.1工具栏和状态栏90
第 章 Altium Designer单页原理图绘图功能详解98
6.1 放置元器件98
6.1.1 生成新的设计98
6.1.2 在原理图中添加元器件99
6.1.3 重新分配原件标识符101
6.2 添加信号线连接105
6.3 添加总线连接107
6.3.1 添加总线107
6.3.2 添加总线入口108
6.4 添加网络标号109
6.5 添加端口连接111
6.6 添加信号束系统114
6.6.1 添加信号束连接器114
6.6.2 添加信号束入口116
6.6.3 查看信号束定义文件118
6.7 添加No ERC标识119
6.7.1 设置阻止所有冲突标识119
6.7.2 设置阻止指定冲突标识121
6.8 编译屏蔽123
6.9 覆盖123
第 章 Altium Digner多页原理图平坦式和层次化设计方法125
7.1 多页原理图绘制方法125
7.1.1 层次化和平坦式原理图设计结构125
7.1.2 多页原理图中的网络标识符126
7.1.3 网络标号范围127
7.2 平坦式原理图绘制130
7.2.1 建立新的平坦式原理图设计工程130
7.2.2 绘制平坦式设计中第一个放大电路原理图130
7.2.3 绘制平坦式设计中第二个放大电路原理图132
7.2.4 绘制平坦式设计中其他单元的原理图135
7.3 层次化原理图绘制138
7.3.1 建立新的层次化原理图设计工程138
7.3.2 绘制层次化设计中第一个放大电路原理图138
7.3.3 绘制层次化设计中第二个放大电路原理图140
7.3.4 绘制层次化设计中顶层放大电路原理图142
第3篇　Altium Designer电路仿真功能详解
第 章 Altium Designer混合电路仿真功能介绍149
8.1 Altium Designer 17.1软件SPICE仿真导论149
8.1.1 Altium Designer 17.1软件SPICE构成149
8.1.2 Altium Designer 17.1软件SPICE仿真功能150
8.1.3 Altium Designer 17.1软件SPICE仿真流程156
8.2 电子线路SPICE描述157
8.2.1 电子线路构成157
8.2.2 SPICE程序结构158
8.2.3 SPICE程序相关命令162
第 章 Altium Designer模拟电路仿真实现167
9.1 直流工作点分析167
9.1.1 建立新的直流工作点分析工程167
9.1.2 添加新的仿真库167
9.1.3 构建直流分析电路169
9.1.4 设置直流工作点分析参数171
9.1.5 直流工作点仿真结果的分析171
9.2 直流扫描分析173
9.2.1 打开前面的设计173
9.2.2 设置直流扫描分析参数174
9.2.3 直流扫描仿真结果的分析174
9.3 传输函数分析177
9.3.1 建立新的传输函数分析工程177
9.3.2 构建传输函数分析电路177
9.3.3 设置传输函数分析参数179
9.3.4 传输函数仿真结果的分析180
9.4 交流小信号分析182
9.4.1 建立新的交流小信号分析工程182
9.4.2 构建交流小信号分析电路182
9.4.3 设置交流小信号分析参数186
9.4.4 交流小信号仿真结果的分析187
9.5 瞬态分析189
9.5.1 建立新的瞬态分析工程189
9.5.2 构建瞬态分析电路189
9.5.3 设置瞬态分析参数192
9.5.4 瞬态仿真结果的分析193
9.6 参数扫描分析194
9.6.1 打开前面的设计194
9.6.2 设置参数扫描分析参数194
9.6.3 参数扫描结果的分析195
9.7 零点-极点分析196
9.7.1 建立新的零点-极点分析工程196
9.7.2 构建零点-极点分析电路196
9.7.3 设置零点-极点分析参数199
9.7.4 零点-极点仿真结果的分析200
9.8 傅里叶分析201
9.8.1 建立新的傅里叶分析工程201
9.8.2 构建傅里叶分析电路201
9.8.3 设置傅里叶分析参数204
9.8.4 傅里叶仿真结果分析205
9.8.5 修改电路参数重新执行傅里叶分析206
9.9 噪声分析208
9.9.1 建立新的噪声分析工程210
9.9.2 构建噪声分析电路210
9.9.3 设置噪声分析参数213
9.9.4 噪声仿真结果分析214
9.10 温度分析215
9.10.1 建立新的温度分析工程215
9.10.2 构建温度分析电路215
9.10.3 设置温度分析参数218
9.10.4 温度仿真结果分析219
9.11 蒙特卡罗分析220
9.11.1 建立新的蒙特卡罗分析工程220
9.11.2 构建蒙特卡罗分析电路220
9.11.3 设置蒙特卡罗分析参数223
9.11.4 蒙特卡罗仿真结果分析225
第 章 Altium Designer模拟行为仿真实现226
10.1 模拟行为仿真概念226
10.2 基于行为模型的增益控制实现227
10.2.1 建立新的行为模型增益控制工程227
10.2.2 构建增益控制行为模型227
10.2.3 设置增益控制行为仿真参数229
10.2.4 分析增益控制行为仿真结果230
10.3 基于行为模型的调幅实现231
10.3.1 建立新的行为模型AM工程231
10.3.2 构建AM行为模型231
10.3.3 设置AM行为仿真参数233
10.3.4 分析AM行为仿真结果234
10.4 基于行为模型的滤波器实现235
10.4.1 建立新的滤波器行为模型工程235
10.4.2 构建滤波器行为模型235
10.4.3 设置滤波器行为仿真参数237
10.4.4 分析滤波器行为仿真结果238
10.5 基于行为模型的压控振荡器实现239
10.5.1 建立新的压控振荡器行为模型工程239
10.5.2 构建压控振荡器行为模型239
10.5.3 设置压控振荡器行为仿真参数242
10.5.4 分析压控振荡器行为仿真结果243
第 章 Altium Designer数字电路仿真实现245
11.1 数字逻辑仿真库的构建245
11.1.1 导入与数字逻辑仿真相关的原理图库245
11.1.2 构建相关的mdl文件246
11.2 时序逻辑电路的门级仿真247
11.2.1 有限自动状态机的实现原理247
11.2.2 3位8进制计数器实现原理248
11.2.3 建立新的3位计数器电路仿真工程249
11.2.4 构建3位计数器仿真电路250
11.2.5 设置3位计数器电路的仿真参数252
11.2.6 分析3位计数器电路的仿真结果254
11.3 基于HDL语言的数字系统仿真及验证254
11.3.1 HDL功能及特点254
11.3.2 建立新的IP核设计工程255
11.3.3 建立新的FPGA设计工程264
第 章 Altium Designer数模1