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本书以2023年正式发布的全新嘉立创EDA专业版（版本为V2.1.30）为基础进行介绍，全面兼容嘉立创EDA各个版本。全书共13章，包括嘉立创EDA专业版及电子设计概述、工程的组成及完整工程的创建、元件库开发环境及设计、PCB库开发环境及设计、原理图开发环境及设计、PCB设计开发环境及快捷键、流程化设计（PCB前期处理、PCB布局、PCB布线）、PCB的DRC与生产输出、嘉立创EDA专业版高级设计技巧及应用、2层最小系统板的设计、4层梁山派开发板的PCB设计等内容。本书突出实战讲解方式，通过详细介绍两个入门实例，将理论与实践相结合。本书内容先易后难，适合读者各个阶段的学习和操作，且采用中文版软件进行讲解，便于读者参照设计。本书随书赠送教学用PPT以及25小时以上的基础案例视频教程，读者可以微信扫描本书封底凡亿教育客服的二维码联系获取。本书可作为高等院校电子信息类专业的教学用书，也可作为大学生课外电子制作、电子设计竞赛的实用参考书与培训教材，还可作为广大电子设计工作者快速入门及进阶的参考用书。

目录

第1章  嘉立创EDA专业版及电子设计概述	1
1.1　嘉立创EDA专业版的系统配置要求及安装	1
1.1.1  系统配置要求	1
1.1.2  嘉立创EDA专业版的安装	2
1.2　嘉立创EDA专业版的激活	3
1.3　嘉立创EDA专业版的操作环境	5
1.4　常用系统参数的设置	7
1.4.1  中英文版本切换	7
1.4.2  客户端运行模式设置	8
1.4.3  团队协作设置	8
1.4.4  系统通用设置	10
1.4.5  常用快捷键设置	11
1.4.6  自动备份设置	12
1.4.7  顶部工具栏设置	13
1.5　原理图/符号系统参数的设置	13
1.5.1  原理图通用设置	14
1.5.2  主题设置	16
1.6　PCB/封装系统参数的设置	16
1.6.1  PCB通用设置	16
1.6.2  PCB界面主题设置	19
1.6.3  常用网格/栅格尺寸设置	20
1.6.4  常用线宽设置	20
1.6.5  常用过孔尺寸设置	21
1.6.6  吸附功能设置	21
1.7　系统参数的保存与调用	22
1.8　电子设计流程概述	22
1.9　本章小结	23
第2章  工程的组成及完整工程的创建	24
2.1　工程的组成	24
2.2　完整工程的创建	24
2.2.1  新建工程	25
2.2.2  已存在工程文件的打开与路径查找	25
2.2.3  新建或添加元件库	27
2.2.4  新建或移除原理图	28
2.2.5  新建或移除板子	29
2.3　本章小结	30
第3章  元件库开发环境及设计	31
3.1　元件符号概述	31
3.2　元件库编辑器	31
3.2.1  元件库编辑器界面	31
3.2.2  元件库编辑器工作区参数	35
3.3　单部件元件的创建	35
3.4　多部件元件的创建	38
3.5　元件的检查	40
3.6　元件创建实例——电容的创建	40
3.7　元件创建实例——ADC08200的创建	42
3.8　多部件元件创建实例——放大器的创建	43
3.9　元件库的自动生成	44
3.10　元件的复制	46
3.11　本章小结	47
第4章  PCB库开发环境及设计	48
4.1　PCB封装的组成	48
4.2　PCB库编辑界面	49
4.3　2D标准封装创建	51
4.3.1  向导创建法	52
4.3.2  手工创建法	54
4.4　异形焊盘PCB封装创建	56
4.5　2D标准封装创建实例——Chip类——SOT-23	57
4.6　2D标准封装创建实例——IC类——SOP-8	59
4.7　利用封装向导快速创建封装——SOP-20	60
4.8　2D标准封装创建实例——插件类——USB	61
4.9　异形焊盘PCB封装创建实例——QFN-15-EP	64
4.10　PCB文件生成PCB封装库	66
4.11　PCB封装库的合并	66
4.12　封装的检查	67
4.13　常见PCB封装的设计规范及要求	67
4.13.1  SMD贴片封装设计	68
4.13.2  插件类型封装设计	71
4.13.3  沉板元件的特殊设计要求	72
4.13.4  阻焊层设计	72
4.13.5  丝印设计	73
4.13.6  元件1脚、极性及安装方向的设计	73
4.13.7  常用元件丝印图形式样	75
4.14　3D封装创建	76
4.14.1  关联3D模型	76
4.14.2  3D模型更新	78
4.15　本章小结	78
第5章  原理图开发环境及设计	79
5.1　原理图编辑界面	79
5.2　原理图设计准备	80
5.2.1  原理图图页的设置	80
5.2.2  原理图栅格的设置	81
5.2.3  原理图模板的应用	82
5.3　元件的放置	84
5.3.1  放置元件	84
5.3.2  元件属性的编辑	85
5.3.3  元件的选择、旋转及镜像	86
5.3.4  元件的复制、剪切及粘贴	90
5.3.5  元件的排列与对齐	90
5.4　电气连接符号的放置	92
5.4.1  绘制导线及导线属性设置	92
5.4.2  放置网络标签	93
5.4.3  放置电源及接地符号	94
5.4.4  放置网络标识符	95
5.4.5  放置总线及总线分支	95
5.4.6  放置非连接标识	97
5.5　非电气对象的放置	97
5.5.1  放置辅助线	98
5.5.2  放置文字及图片	99
5.6　原理图的全局编辑	100
5.6.1  元件的重新编号	100
5.6.2  元件属性的更改	101
5.6.3  原理图的查找与跳转	102
5.7　层次原理图的设计	103
5.7.1  层次原理图的定义及结构	103
5.7.2  自上而下的层次原理图设计	104
5.7.3  自下而上的层次原理图设计	106
5.8　原理图的编译与检查	107
5.8.1  原理图编译的设置	107
5.8.2  原理图的编译	108
5.9　BOM表	108
5.10　原理图的打印导出	109
5.11　常用设计快捷命令汇总	111
5.11.1  常用鼠标命令	111
5.11.2  常用视图快捷命令	111
5.11.3  常用排列与对齐快捷命令	111
5.11.4  其他常用快捷命令	112
5.12　原理图设计实例——AT89C51	112
5.12.1  工程的创建	112
5.12.2  元件的创建	112
5.12.3  原理图的设计	114
5.13　本章小结	115
第6章  PCB设计开发环境及快捷键	116
6.1　PCB设计工作界面介绍	116
6.1.1  PCB设计交互界面	116
6.1.2  PCB设计工具栏（顶部工具栏）	117
6.1.3  PCB设计常用选项卡	118
6.2　本章小结	119
第7章  流程化设计——PCB前期处理	120
7.1　原理图封装完整性检查	120
7.2　网表的生成	122
7.3　PCB的导入	122
7.3.1  直接导入法	123
7.3.2  网表导入法	124
7.4　板框定义	125
7.4.1  DXF结构图的导入	125
7.4.2  自定义绘制板框	127
7.5　固定孔的放置	127
7.5.1  开发板形固定孔的放置	128
7.5.2  导入型板框固定孔的放置	128
7.6　层叠的定义及添加	128
7.6.1  正片层与负片层	129
7.6.2  内电层的分割实现	129
7.6.3  PCB层叠的认识	130
7.6.4  层的添加及编辑	134
7.7　本章小结	136
第8章  流程化设计——PCB布局	137
8.1　常见PCB布局约束原则	137
8.1.1  元件排列原则	137
8.1.2  按照信号走向布局原则	138
8.1.3  防止电磁干扰	138
8.1.4  抑制热干扰	138
8.1.5  可调元件布局原则	139
8.2　PCB模块化布局思路	139
8.3　固定元件的放置	140
8.4　原理图与PCB的交互设置	140
8.5　模块化布局	141
8.6　布局常用操作	143
8.6.1  全局操作	143
8.6.2  选择	146
8.6.3  移动	148
8.6.4  对齐	149
8.7　本章小结	150
第9章  流程化设计——PCB布线	151
9.1　类与类的创建	151
9.1.1  类的简介	151
9.1.2  网络类的创建	152
9.1.3  差分类的创建	154
9.2　常用PCB规则设置	157
9.2.1  设计规则界面	157
9.2.2  规则管理界面	157
9.3　网络规则设置	174
9.4　网络-网络规则设置	177
9.5　规则的导入与导出	177
9.6　阻抗计算	180
9.6.1  阻抗计算的必要性	180
9.6.2  常见的阻抗模型	180
9.6.3  阻抗计算详解	181
9.6.4  阻抗计算实例	184
9.7　PCB扇孔	186
9.7.1  扇孔推荐及缺陷做法	186
9.7.2  扇孔的拉线	187
9.8　布线常用操作	189
9.8.1  飞线的打开与关闭	189
9.8.2  网络及网络类的颜色管理	190
9.8.3  层的管理	192
9.8.4  元素的显示与隐藏	194
9.8.5  泪滴的作用与添加	195
9.9　PCB铺铜	196
9.9.1  局部铺铜	197
9.9.2  全局铺铜	198
9.9.3  多边形挖空的放置	199
9.9.4  修整铺铜	200
9.10　蛇形走线	202
9.10.1  单端蛇形走线	202
9.10.2  差分蛇形线	204
9.11　多种拓扑结构的等长处理	206
9.11.1  点到点绕线	206
9.11.2  菊花链结构	207
9.11.3  T形结构	208
9.11.4  T形结构分支等长法	208
9.12　本章小结	209
第10章  PCB的DRC与生产导出	210
10.1　DRC	210
10.1.1  DRC设置	210
10.1.2  导线间距检查	211
10.1.3  焊盘间距检查	212
10.1.4  过孔间距检查	212
10.1.5  填充区域间距检查	213
10.1.6  挖槽区域间距检查	213
10.1.7  文本/图片间距检查	213
10.1.8  元件间距检查	214
10.1.9  内电层间距检查	214
10.1.10  铺铜间距检查	215
10.1.11  同封装内间距错误检查	215
10.1.12  禁止区域检查	215
10.1.13  导线检查	215
10.1.14  网络长度检查	216
10.1.15  孔径检查	216
10.1.16  连接性检查	216
10.1.17  差分对检查	217
10.2　尺寸标注	218
10.2.1  长度标注	218
10.2.2  半径标注	219
10.3　距离测量	219
10.3.1  点到点距离的测量	220
10.3.2  边缘间距的测量	220
10.4　丝印位号调整	221
10.4.1  丝印位号调整的原则及常规推荐尺寸	221
10.4.2  丝印位号的调整方法	221
10.5　PDF文件的导出	222
10.5.1  装配图的PDF文件导出	222
10.5.2  多层线路的PDF文件导出	225
10.6　生产文件的导出	226
10.6.1  Gerber文件的导出	226
10.6.2  贴片坐标文件的导出	230
10.7　焊接辅助工具	231
10.8　本章小结	232
第11章  嘉立创EDA专业版高级设计技巧及应用	233
11.1　相同模块布局布线的方法	233
11.2　孤铜移除的方法	235
11.2.1  正片去孤铜	236
11.2.2  负片去孤铜	237
11.3　检查线间距时差分线间距报错的处理方法	239
11.4　如何快速挖槽	241
11.4.1  通过放置钻孔挖槽	241
11.4.2  通过放置挖槽区域挖槽	242
11.5　PCB文件中的Logo添加	243
11.6　3D模型的导出	245
11.7　嘉立创EDA专业版与其他设计软件的导入与导出	247
11.7.1  嘉立创EDA专业版与Altium Designer、PADS、OrCAD之间的原理图互转	247
11.7.2  嘉立创EDA专业版与Altium Designer、PADS、OrCAD之间的PCB互转	258
11.7.3  嘉立创EDA专业版半离线工程转换成嘉立创EDA专业版全在线工程	273
11.8　本章小结	275
第12章  入门实例：2层最小系统板的设计	276
12.1　设计流程分析	277
12.2　工程的创建	277
12.3　元件库的创建	277
12.3.1  STM32F103C8T6主控芯片的创建	278
12.3.2  LED的创建	279
12.4　PCB封装的制作	280
12.5　原理图设计	282
12.5.1  元件的放置	282
12.5.2  元件的复制和放置	283
12.5.3  电气连接的放置	283
12.5.4  非电气性能标注的放置	284
12.5.5  元件位号的重新编号	285
12.5.6  原理图的编译与检查	285
12.6　PCB设计	286
12.6.1  元件封装匹配的检查	286
12.6.2  PCB的导入	288
12.6.3  板框的绘制	288
12.6.4  PCB布局	289
12.6.5  类的创建及PCB规则设置	293
12.6.6  PCB扇孔及布线	296
12.6.7  走线与铺铜优化	297
12.7　DRC	299
12.8　生产导出	300
12.8.1  丝印位号的调整和装配图的PDF文件导出	300
12.8.2  Gerber文件的导出	301
12.8.3  贴片坐标文件的导出	302
12.9　本章小结	303
第13章  入门实例：4层梁山派开发板的PCB设计	304
13.1　实例简介	304
13.2　原理图的编译与检查	305
13.2.1  工程的创建	305
13.2.2  原理图编译的设置与检查	305
13.3　封装匹配的检查及PCB的导入	307
13.3.1  封装匹配的检查	307
13.3.2  PCB的导入	309
13.4　PCB推荐参数设置、层叠设置及板框的绘制	310
13.4.1  PCB推荐参数设置	310
13.4.2  PCB层叠设置	311
13.4.3  板框的导入及定位孔的放置	314
13.5　交互式布局及模块化布局	315
13.5.1  交互式布局	315
13.5.2  模块化布局	315
13.5.3  布局原则	316
13.6　类的创建及PCB规则设置	317
13.6.1  类的创建及颜色设置	317
13.6.2  PCB规则设置	318
13.7　PCB扇孔	323
13.8　PCB的布线操作	324
13.8.1  SDRAM的布线	324
13.8.2  电源处理	325
13.9　PCB设计后期处理	326
13.9.1  3W原则	326
13.9.2  修减环路面积	327
13.9.3  孤铜及尖岬铜皮的修整	327
13.9.4  回流地过孔的放置	328
13.10　本章小结	328

前    言

面对功能越来越复杂、速度越来越快、体积越做越小的电子产品，各种类型的电子设计需求大增，学习和投身电子产品设计的工程师也越来越多。但是，由于电子产品设计领域对工程师自身的知识和经验要求非常高，因此大部分工程师很难真正做到得心应手，在遇到速度较快、功能复杂的电子产品设计时，各类印制电路板（PCB）的设计问题不断出现，造成很多项目在后期调试过多，甚至报废，浪费了人力、物力，延长了产品研发周期，从而影响产品的市场竞争力。
编著者通过大量调查和实践经验得知，电子工程师在设计时遇到的问题有以下几类。
（1）刚毕业没有实际经验，对软件工具也不是很熟悉，无从下手。
（2）做过简单的电子设计，但是没有系统的设计思路，造成设计后期无法及时、优质地完成设计。
（3）有丰富的电路设计经验，但是无法契合设计工具，因而不能得心应手。
以嘉立创EDA专业版为工具进行原理图设计、PCB设计是电子信息类专业的一门实践课程，嘉立创EDA专业版也是电子设计常用的设计工具之一。 
传统的理论性教材注重系统性和全面性，实用性并不是很好。本书基于实战案例的教学模式进行讲解，注重学生综合能力的培养，在教学过程中以读者未来的职业角色为核心，以社会实际需求为导向，兼顾理论内容与实践内容，形成了课内理论教学和课外实践活动的良性互动。教学实践表明，这种教学模式对培养学生的创新思维和提高学生的实践能力有很好的作用。
本书由专业电子设计公司的一线设计总工程师和大学教师联合编著，包含了编著者使用嘉立创EDA专业版进行原理图设计、PCB设计的丰富实践经验及使用技巧。本书编著者以职业岗位分析为依据，以读者学完就能用、学完就能上岗就业为目标，秉持“以真实产品为载体”“以实际项目流程为导向”的教学理念，将理论与实践相结合，软件介绍由浅入深，设计讲解从易到难，按照电子流程化设计的思路讲解软件的各类操作命令、操作方法及实战技巧，力求满足各阶段读者的需求。
第1章  嘉立创EDA专业版及电子设计概述。本章对嘉立创EDA专业版进行基本介绍，包括嘉立创EDA专业版的安装、激活、操作环境及系统参数的设置等，旨在让读者搭建好设计平台并高效地配置好平台的各项参数。本章还向读者概述了电子设计流程，使读者从整体上熟悉电子设计，为接下来的学习打下基础。
第2章  工程的组成及完整工程的创建。新一代嘉立创EDA专业版集成了相当强大的开发管理环境，能够有效地对设计的各种文件进行分类及层次管理。本章将通过图文的形式介绍工程的组成及完整工程的创建，有利于读者形成系统的文件管理概念。良好的工程文件管理可以使工作效率提高，这也是一名专业的电子设计工程师应有的素质。
第3章  元件库开发环境及设计。本章主要讲述电子设计开始时的元件库设计，首先对元件符号进行概述，然后介绍元件库编辑器，接着讲解单部件元件及多部件元件的创建方法，并通过三个由易到难的实例系统性地演示元件的创建过程，最后讲述元件库的自动生成和元件的复制。
第4章  PCB库开发环境及设计。本章主要讲述标准PCB封装、PCB库编辑界面与异形焊盘PCB封装的创建方法、PCB封装的设计规范及要求，还介绍了3D封装的创建方法，让读者充分理解PCB封装的组成及封装绘制。
第5章  原理图开发环境及设计。本章介绍了原理图编辑界面，并通过原理图设计流程化讲解的方式，对原理图设计的过程进行详细讲述，目的是让读者可以一步一步地根据本章所讲的内容，设计出自己需要的原理图，同时也对层次原理图的设计进行了讲述。
第6章  PCB设计开发环境及快捷键。本章主要介绍嘉立创EDA专业版的PCB设计工作界面、常用系统快捷键和自定义快捷键，让读者对各个面板及快捷键有初步的认识，为后面进行PCB设计及提高设计效率打下基础。
第7章  流程化设计——PCB前期处理。本章主要介绍PCB设计的前期准备，包括原理图封装完整性检查、网表的生成、PCB的导入、层叠的定义及添加等。只有把前期工作做好了，才能更好地进行后面的设计，保证设计的准确性和完整性。
第8章  流程化设计——PCB布局。PCB布局的好坏直接关系到PCB设计的成败，掌握设计基本原则及快速布局的方法，有利于对整个产品的质量进行把控。本章主要介绍常见PCB布局约束原则、PCB模块化布局思路、固定元件的放置、原理图与PCB的交互设置及模块化布局等常用操作。
第9章  流程化设计——PCB布线。PCB布线是PCB设计中比重最大的一部分，也是学习重点。读者需要掌握设计中的各类技巧，这样可以有效地缩短设计周期，也可以提高设计的质量。
第10章  PCB的DRC与生产输出。本章主要讲述PCB设计的后期处理，包括DRC、尺寸标注、距离测量、丝印位号调整、PDF文件的输出及生产文件的输出等。读者应该全面掌握本章内容，将其应用到自己的设计中。对于一些DRC项，可以直接忽略，但是对于书中提到的一些检查项，则应引起重视，着重检查，相信很多生产问题都可以在设计阶段解决。
第11章  嘉立创EDA专业版高级设计技巧及应用。嘉立创EDA专业版除了常用的基本操作，还存在各种各样的高级设计技巧等待读者挖掘，需要的时候读者可以关注它，并学会它，平时在工作中也要善于总结归纳，以提高对软件的熟悉程度，并使电子设计的效率得到提升。
第12章  入门实例：2层最小系统板的设计。本章选取入门阶段最常见的一个开发板作为实例，并配备全程演示的实战视频教程，通过这个2层最小系统板全流程实战项目的演练，让嘉立创EDA专业版初学者能将理论和实践相结合，从而掌握电子设计的基本操作技巧及思路，全面提升实际操作技能和学习积极性。
第13章  入门实例：4层梁山派开发板的PCB设计。很多读者只会绘制2层板，没有接触过4层板或更多层数板的PCB设计，这是其从事电子设计工作的一个门槛。为了契合实际需要，本章介绍了一个4层梁山派开发板的PCB设计实例，让读者对多层板设计有一个概念。本章对4层梁山派开发板的PCB设计进行讲解，介绍2层板和4层板的区别与相同之处。不管是2层板还是多层板，其原理图设计都是一样的，对此，本书不再进行详细讲解，本实例主要讲解PCB设计，并配有10小时全程视频教程。
本书可作为高等院校电子信息类专业的教学用书，也可作为大学生课外电子制作、电子设计竞赛的实用参考书与培训教材，还可作为广大电子设计工作者快速入门及进阶的参考用书。如果条件允许，学校还可以开设相应的实验和观摩课程，以缩小书本知识与工程应用实践的差距。
本书由范强、刘吕樱共同编著。本书在编写过程中得到了湖南凡亿智邦电子科技有限公司郑振凡先生的大力支持，同时深圳嘉立创科技集团股份有限公司莫志宏先生对本书的编写工作提出了很多中肯建议，在此表示衷心感谢。
由于科学技术发展日新月异，编著者水平有限，加上时间仓促，书中难免存在不足之处，敬请读者予以批评、指正。

编著者

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