Altium Designer 20快速入门：新手教程（零基础必备）

从零开始玩转 Altium Designer 20：新手也能画出专业PCB

你是不是也曾经看着别人设计的电路板，心里嘀咕：“这玩意儿到底怎么画出来的？”
别急。今天我们就来揭开Altium Designer 20的神秘面纱——这个被无数硬件工程师奉为“神兵利器”的EDA工具，其实并没有你想象中那么高不可攀。

无论你是电子爱好者、在校学生，还是刚入行的初级工程师，只要跟着这篇实战向导一步步操作，不用三天，你就能独立完成一个完整的小型PCB项目，从原理图绘制到最终生成工厂可用的生产文件。

为什么是 Altium Designer 20？

在众多版本中，AD20 是一个承前启后的经典稳定版。它不像最新版那样对电脑配置要求苛刻，也不像老版本缺失关键功能。更重要的是：

界面清晰，逻辑直观，适合新手上手；
支持双层板、四层板设计，满足90%以上的日常开发需求；
内置丰富的元件库和封装向导，减少“找不到器件”的尴尬；
社区资源丰富，遇到问题容易找到解决方案。

一句话总结：它是通往专业PCB设计世界的最佳入门门票。

第一步：搞懂项目的“骨架”——工程管理机制

很多新手一打开软件就直奔“新建原理图”，结果后面同步不到PCB、改了符号却更新失败……归根结底，是因为跳过了最重要的一步：先建工程。

工程不是可有可无，而是核心容器

Altium 的设计理念很明确：一切设计活动都必须依附于一个工程（Project）。你可以把它理解成一个“文件夹+控制器”的组合体。

当你创建一个名为Blink_LED.PrjPcb的工程后，再往里面添加：
- 原理图文件（.SchDoc）
- PCB 文件（.PcbDoc）
- 库文件（.SchLib,.PcbLib）

这些子文件并不是孤立存在的。Altium 通过编译工程（Compile Project），自动建立它们之间的关联关系，比如哪些引脚连在一起、哪个元件用什么封装。

🔥坑点提醒：如果你直接双击打开一个.SchDoc文件而不加载其所属工程，你会发现右键菜单里没有“Update PCB”选项！因为系统根本不知道你要同步到哪去。

所以记住口诀：

先建工程 → 再加图纸 → 最后编译检查

这样，整个设计流程才具备“双向同步”的能力——你在原理图上改了个电阻值，PCB那边也能立刻感知到变化。

第二步：画出电路的“大脑”——原理图设计

原理图不是美术图，它的本质是电气连接的逻辑表达。换句话说，它告诉PCB：“这些引脚之间应该导通”。

如何快速画一张能用的原理图？

我们以最简单的LED闪烁电路为例，走一遍全流程：

打开原理图编辑器
- 右键工程 → Add New to Project → Schematic Document
- 重命名为Main.SchDoc
放置元器件
- 按P + P打开元件库面板
- 搜索关键词如resistor、capacitor、LED
- 对于MCU（比如STM32F103C8T6），建议使用官方集成库或自行导入
设置关键参数
- 双击元件进入属性窗口
- 给每个元件设置：
- Designator（标号）：R1, C2, U1…
- Comment（参数值）：10kΩ, 100nF, STM32F103…
- Footprint（封装）：必须指定！否则无法传递到PCB
连线与电源标注
- 使用Wire（快捷键 P+W）连接引脚
- 用Power Port（P+O）添加 VCC 和 GND 符号
- 注意：VCC ≠ 实际电压！你需要确保网络名一致（如都叫3V3）
编译并做ERC检查
- 菜单栏 Design → Compile Document
- 查看 Messages 面板是否有报错
- 常见错误包括：
- 浮空引脚（Unconnected Pin）
- 重复网络名
- 封装未定义

✅技巧分享：使用 Annotate Schematics 功能可以一键重排所有元件编号，避免手动编号混乱。

第三步：让虚拟变成现实——封装与物理映射

很多人以为“原理图画完就等于能做板子了”，其实不然。如果封装错了，哪怕电气连接完全正确，贴片时也会发现“焊盘对不上”。

什么是封装？简单说就是“芯片长什么样”

0805电阻？那是尺寸。
QFN-48芯片？那是引脚排列方式。
USB Type-C接口？那是一堆精密焊盘+定位孔。

Altium 提供了两种主要方式获取封装：
1.使用集成库（.IntLib）：厂商打包好的 Symbol + Footprint + 3D模型
2.自建库：自己画Symbol、自己做Footprint（推荐用于非标器件）

推荐做法：优先使用 IPC 封装向导

路径：Tools → Footprint Wizard
选择类型（如 SOIC、QFP、BGA），输入引脚数、间距、体宽等参数，Altium 会自动生成符合 IPC 标准的封装。

⚠️ 特别注意：不同厂家同型号芯片可能封装略有差异。务必对照 datasheet 中的Land Pattern或Mechanical Drawing来核对焊盘尺寸和间距！

第四步：动手布局布线——把飞线变铜线

当原理图搞定后，下一步就是“推演”到PCB世界。

同步第一步：更新PCB文档

在原理图界面点击：Design → Update PCB Document
弹出 Engineering Change Order（ECO）对话框
点击 Validate Changes → Execute Changes

成功后你会看到：
- 所有元件出现在PCB界面边缘
- 飞线（Flying Wires）交叉连接，表示待布通的网络

布局前准备：定边界、设规则

画板框
- 切换到 Keep-Out Layer
- 使用 Place Line 工具围出矩形区域（例如 50mm × 30mm）
- 双击闭合线条 → 勾选 “Define Board Shape”
设定设计规则
- 默认线宽/间距可能不适合你的工艺
- 进入Design → Rules修改：
- Clearances：最小间距 ≥ 8mil（常规制程）
- Width：信号线 10mil，电源线 ≥ 20mil
- Via Size：外径 40mil，内径 20mil

正式开始布局

一个好的布局决定了一半的成功率。记住三个原则：

区域	建议
MCU/主控	居中放置，周围留足去耦电容空间
电源模块	靠近供电入口，远离敏感模拟区
LED/按键	放在边缘，便于观察和操作

小技巧：
- 按 Tab 键可在放置时预设元件属性
- 按空格键旋转元件方向
- 按 L 查看当前层分布（切换 Top/Bottom Layer）

开始布线：从电源开始

推荐顺序：电源 → 地 → 关键信号 → 其他信号

处理电源网络
- 选中3V3网络，使用 Interactive Routing（快捷键 P+T）
- 走线宽度设为 0.5mm 以上
- 多处并行走线增强载流能力
铺铜接地（Polygon Pour）
- 快捷键 P+G
- 选择 GND 网络
- 设置 Clearance = 10mil，Pour Over Same Net Only
- 完成后右键 → Repour All

🌟 铺铜的好处：降低地阻抗、提高抗干扰能力、帮助散热

高速信号注意等长
- 如晶振、差分对（USB D+/D-）、DDR数据线
- 使用 Tools → Interactive Length Tuning 添加蛇形走线调节长度
避免90°直角走线
- 改用 45° 折线或圆弧（Arcs）
- 更美观，也减少高频反射风险

第五步：查漏补缺——DRC 与生产输出

你以为布完线就结束了？不，真正的考验现在才开始。

运行 DRC（Design Rule Check）

路径：Tools → Design Rule Check

常见报警类型及处理方法：

错误类型	可能原因	解决方案
Clearance Violation	走线太近	加大间距或调整布局
Short-Circuit	网络误连	检查是否多段线重叠
Un-Routed Net	飞线未消除	回头补线
Silk to Solder Mask	丝印压焊盘	移动RefDes位置

✅目标：所有Error为0，Warning尽量清空

输出给工厂的全套资料

现在到了最关键的一步：把你的设计交给PCB厂家制作。

路径：File → Fabrication Outputs

必须生成以下文件：

文件类型	扩展名	用途
Gerber Files	.GTL, .GBL, .GTS, .GTO…	光绘文件，描述每一层图形
NC Drill File	.DRL	钻孔信息
Drill Drawing	.GTD	孔位说明图

💡 建议设置：
- 单位：Imperial（mil）
- 格式：2:5（整数5位，小数5位）
- 输出目录单独建立Output/Fab

同时别忘了给SMT厂的文件：

Pick and Place File（贴片坐标文件）
路径：File → Assembly Outputs → Generate
包含：元件中心X/Y、旋转角度、顶层/底层标识
BOM（物料清单）
路径：Reports → Bill of Materials
导出为 Excel 或 CSV，字段至少包含：
Comment（型号/参数）
Designator（位号）
Footprint（封装）
Quantity（数量）

✅ 示例 BOM 表格：

Comment	Designator	Footprint	Quantity
10kΩ 5%	R1, R2	0805	2
100nF X7R	C1–C5	0603	5
STM32F103C8T6	U1	LQFP48	1
LED Blue	D1	0805	1

一个真实案例：我如何用AD20做出第一块板子

去年我帮朋友做一个温湿度采集器，主控是ESP8266 + DHT22传感器。整个过程只用了两天：

第一天上午：搭建原理图结构，确认电源路径和IO连接
下午：导入ESP模块封装（之前保存过），画完全部电路
第二天：布局时发现WiFi天线靠近金属外壳，果断调整位置
布线完成后跑了一次DRC，修了两个 clearance 报警
输出Gerber发给嘉立创打样，三天收到实物

焊接调试一次点亮，上传代码正常工作。

那一刻我才真正体会到：Altium 不只是一个工具，它是把想法变为现实的桥梁。

新手避坑指南：那些没人告诉你的细节

不要省略去耦电容
- 每个IC电源脚旁边都要放 100nF 陶瓷电容
- 距离越近越好，最好 < 5mm
RefDes不要压焊盘
- 丝印覆盖焊盘会导致贴片机识别失败
- 可在规则中设置 Silkscreen to Solder Mask Clearance ≥ 10mil
网络名要唯一且有意义
- 别全用 VCC，改成 3V3、5V、AVDD 等区分用途
- 模拟地 AGND 和数字地 DGND 分开最后单点连接
学会使用 Rooms 功能
- 对复杂模块（如电源、ADC）划分房间
- 同步时可整体迁移布局
备份！备份！备份！
- Altium偶尔崩溃导致文件损坏
- 建议每完成一个阶段就压缩存档一次