MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: VẼ MẠCH NGUYÊN LÝ VỚI ALTIUM DESIGNER .................... 5
BÀI 1: CĂN BẢN ALTIUM DESIGNER ................................................................... 5
1.1 Khởi động chương trình ........................................................................................ 5
1.2 Tạo một Project mới .............................................................................................. 6
1.3 Tạo một tài liệu Schematic .................................................................................... 7
1.4 Tạo một tài liệu Pcb ............................................................................................... 7
1.5 Thanh công cụ hỗ trợ vẽ mạch Place. ................................................................... 8
1.6 Đặt kích thước cho bản vẽ. .................................................................................. 11
1.7 Thiết lập lưới vẽ Schematic Grids. ...................................................................... 12
BÀI 2: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN VẼ MẠCH NGUYÊN LÝ ................................ 13
2.1 Thiết lập bản vẽ mới. .......................................................................................... 13
2.2 Cài đặt và thêm thư viện cần dùng cho bản vẽ ................................................... 14
2.3 Liệt kê và gọi các linh kiện ra bản vẽ .................................................................. 16
2.4 Sắp xếp linh kiện ................................................................................................. 20
2.5 Đi dây nối linh kiện trong mạch điện .................................................................. 22
2.6 Đánh số thứ tự ..................................................................................................... 23
2.7 Ghi trị số linh kiện ............................................................................................... 24
2.8 Chú thích cho bản vẽ .......................................................................................... 24
2.9 Kiểm tra bản vẽ: ................................................................................................. 24
2.10 Lưu bản vẽ lại .................................................................................................... 25
BÀI TẬP VẼ MẠCH NGUYÊN LÝ .......................................................................... 26
BÀI TẬP 1: MẠCH RELAY BẢO VỆ DÒNG 1 PHA ........................................... 26
BÀI TẬP 2: MẠCH NGUỒN ỔN ÁP ...................................................................... 27
BÀI TẬP 3: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ................................................. 28
BÀI TẬP 4: MẠCH ĐÈN GIAO THÔNG ............................................................... 29
BÀI TẬP 5: MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ ......................................................................... 30
BÀI TẬP 6: MẠCH GIẢI MÃ BCD CHO LED 7 ĐOẠN....................................... 31
BÀI TẬP 7: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT TDA2003 ................................ 32
BÀI TẬP 8: MẠCH NGUỒN HIỂN THỊ ................................................................. 34
2
BÀI 3: TẠO THƯ VIỆN LINH KIỆN RIÊNG ........................................................ 35
3.1 Tạo linh kiện mới theo sơ đồ nguyên lý cho: ...................................................... 35
3.2 Tạo linh kiện theo Data sheet. ............................................................................. 38
BÀI TẬP TẠO LINH KIỆN ....................................................................................... 42
BÀI TẬP 1: MẠCH TĂNG ÂM TDA2005 ............................................................. 42
BÀI TẬP 2: MẠCH TRONG KIT THỰC HÀNH VI ĐIỀU KHIỂN ...................... 43
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH IN ALTIUM DESIGNER ................................. 44
BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ MẠCH IN ................... 44
2.1 Tìm hiểu một số ký hiệu đối tượng dùng trong mạch in thực tế: ........................ 44
2.2 Thiết lập đơn vị đo (Phím tắt D+O) .................................................................... 45
2.3 Ô lưới Grid: (Phím tắt G) ................................................................................... 46
2.4 Đo kích thước Board mạch. ................................................................................. 46
BÀI 2: CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MẠCH IN.............................................................. 47
2.1 Thiết lập bản vẽ .................................................................................................. 48
2.2 Kiểm tra bản vẽ nguyên lý: (phím tắt C-C) ...................................................... 50
2.3 Update từ bản vẽ nguyên lý sang bản vẽ mạch in............................................ 50
2.4 Vẽ đường bao mạch in. ...................................................................................... 51
2.5 Cắt Board mạch theo đường bao mạch in ........................................................ 52
2.6 Sắp xếp Footprint vào Board mạch in ............................................................ 53
2.7 Đặt luật chạy mạch (Rule): .............................................................................. 56
2.8 Đi đường mạch in. .............................................................................................. 60
2.9 Đặt nhãn hiệu cho mạch in............................................................................... 63
2.10 Phủ đồng cho board mạch in. ....................................................................... 64
BÀI TẬP THIẾT KẾ MẠCH IN ............................................................................... 65
BÀI TẬP 1: MẠCH ĐÈN NHÁY ĐUỔI DÙNG IC 4017 ....................................... 65
BÀI TẬP 2: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA ............................................................. 66
BÀI TẬP 3: MẠCH NGUỒN TUYẾN TÍNH .......................................................... 67
BÀI TẬP 4: MẠCH ĐẾM TỪ 00-99 DÙNG IC SỐ ................................................ 68
BÀI TẬP 5: MẠCH ĐẾM TỪ 000-999 DÙNG IC SỐ .......................................... 69
BÀI TẬP 6: MẠCH ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC HIỂN THỊ LCD DÙNG
DS1307 ...................................................................................................................... 70
CHƯƠNG 3: TẠO FOOTPRINT CHO LINH KI ỆN ............................................ 71
3
3.1. Tạo Footprint Linh Kiện Dạng Cắm DIP (AT89S52). ....................................... 71
3.2 Tạo thư viện tự động thông qua công cụ Component Winzar. ........................... 75
3.3 Tạo thư viện 3D cho linh kiện. ............................................................................ 76
THIẾT KẾ KIT THỰC HÀNH VI ĐIỀU KHIỂN ................................................... 80
PHÍM TẮT SỬ DỤNG TRONG ALTIUM DESIGNER. ........................................ 86
4
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, trên thị trường có nhiều phần mềm hỗ trợ thiết kế mạch điện tử,
có thể kế đến như: Circuit maker, Eagle, Altium Designet, OrCAD,.. Đặc điểm
chung của các phần mềm này là sản xuất thiết kế sẵn các bộ thư viện linh kiện và
chân cắm tùy theo thiết kế của mình mà người sử dụng vào các thư viện lấy linh
kiện và chân cắm cho phù hợp.
Phần mềm Altium Designer là một phần mềm có nhiều chức năng trong đó
là khả năng thiết kế mạch điện tử.Được phát triển từ phần mềm protel của hãng
Altium. Nó là một phần mềm có giao diện thân thiện, sử dụng đơn giản. Chúng ta
có thể tạo ra những sơ đồ nguyên lý, vẽ mạch in, mô phỏng, thiết kế các hệ thống
FPGA,... trên cùng một phần mềm. Bộ thư viện của phần mềm được Altium bổ
sung khá đầy đủ của các hãng nổi tiếng như TI, ST, Microchip,...
Hiện nay phiên bản của phần mềm đã là bản 18….. Tuy nhiên việc sử dụng
phiên bản nào không quan trọng bằng việc sử dụng thành thạo Altium Designer.
Điểm mạnh của Altium là nó có thể chỉnh sửa được các file thiết kế từ các
phần mềm khac như orcad, eagle, proteus,.. Sử dụng công cụ import làm cho
altium mạnh và tiện dụng.
Việc xuất ra các file CAD, CAM, CNC, cho việc gia công cũng theo chuẩn
và thực hiện rất nhanh chóng.
5
CHƯƠNG 1: VẼ MẠCH NGUYÊN LÝ VỚI ALTIUM DESIGNER
BÀI 1: CĂN BẢN ALTIUM DESIGNER
1.1 Khởi động chương trình
Đây là giao diện lúc khởi động trương trình Altium Designer 09, giao diện
ban đầu này sẽ khác nhau ở mỗi phiên bản.
6
Trong quá trình thiết kế ta có thể dễ dàng chuyển đổi giữa các cửa sổ soạn thảo
như Schematic Editor, PCB Editor…bằng cách chọn các Tab ở góc dưới màn
hình hoặc trong View - Workspace Panel . Nếu Không thấy các Tab ở góc dưới
màn hình, đánh dấu lựa chọn nó trong View - Status Bar Trong quá trình thiết
kế, khi ta di chuyển giữa các Editor, sẽ có sự thay đổi tự động số lượng, loại Tab
phía dưới màn hình cho phù hợp môi trường thiết kế.
1.2 Tạo một Project mới
Một Project là nơi chứa liên kết tới tất cả các tài liệu và các thiết lập có liên
quan đến thiết kế. Project File có dạng xxx.PrjPCB, là một File văn bản dạng
ASCII liệt kê tất cả các tài liệu và các thiết lập. Các tài liệu không thuộc về bất cứ
Project nào gọi là “ Free Document “. Khi một Project được biên dịch, tất cả các
thay đổi trên các tài liệu trong Project sẽ được cập nhập đồng thời .
7
✓ File - chọn Blank Project (PCB)
✓ Hoặc : File -New -PCB Project
1.3 Tạo một tài liệu Schematic
Tài liệu Schematic là nơi thiết kế chi tiết bản vẽ mạch điện. Đây là tài liệu
đầu tiên cần tạo cho một thiết kế. Có thể thực hiện như sau :
✓ File –New-Schematic hoặc
✓ Click chuột phải vào Project, chọn Add New project-Schematic
✓ Tài liệu Schematic mới tạo ra có tên là *.SchDoc, được liệt kê dưới
mục.
✓ Schematic Sheet - Ctrl+S (lưu tên ).
1.4 Tạo một tài liệu Pcb
Tài liệu Pcb là nơi thiết kế mạch in từ nguyên lý của mạch điện. Có thể
thực hiện như sau :
✓ File –New-Pcb hoặc
✓ Click chuột phải vào Project, chọn Add New project-Pcb
✓ Tài liệu Pcb mới tạo ra có tên là *.PcbDoc, được liệt kê dưới mục.
✓ Printed Circuit Board-Ctrl+S (lưu tên )
8
1.5 Thanh công cụ hỗ trợ vẽ mạch Place.
Hiện Menu cửa sổ chứa các lệnh liên
quan đến việc đặt các dổi tượng trong trang
thiết kế sơ đồ chi tiết mạch điện.
- Bus
Là những dường nối giữa các chân linh
kiện, khối mạch lại với nhau để biểu hiện cho
các đường tín hiệu cấp nguồn…
- Bus Entry :
Đầu vào của Bus là những điểm tiếp mạch
nằm trên các mạch điện để tạo thành một
mạch rẽ chạy đến chân linh kiện khác.
- Part:
Thư viện linh kiện của Alitum
- Junction :
Điểm nối giữa hai đường tín hiệu hoặc
mạch nguồn để cung cấp đến chân linh kiện
khác tạo thành một đường mạch rẽ.
- Power Port :
✓ Ký hiệu nguồn trong mạch điện:
Có thể có rất nhiều hình dạng.
9
- Wire :
Kẻ đường dây nối giữa các chân linh kiện
lại với nhau để hình thành đường mạch điện.
- Net Label
Đặt tên (gán nhãn) cho đường mạch điện để
phân biệt với những đường mạch khác.
- Port
Là một ký hiệu đặt biệt được dùng như là
một nguồn tín hiệu đầu vào một linh kiện. Tất cả
đầu nhánh tín hiệu đều mang cùng tên và được
xem như là một đầu nối mạch điện tử.
- Sheet Symbol
Tạo bảng kí hiệu để biểu diễn
cho trang thiết kế sơ đồ chi tiết mạch
hiện hành.
Được áp dụng trong các bảng
thiết kế sơ đồ mạch liên kết và đồng
thời để tăng tốc cho việc tạo các
bảng ký hiệu “ con “.
- Add Sheet Entry
Thêm những điểm nối mạng mạch vào bảng
ký hiệu. Bảng danh mục được dùng để hướng
10
những đường mạch sang trang thiết kế khác để tạo sự liên kết và tính liên tục của
đường mạch điện. Directives
- No ERC
Là những ký hiệu đặc biệt được dùng để
gán cho các chân linh kiện đã bỏ qua không nối
mạch (những chân linh kiện trống).
Đặt chỉ thị No ERC lên một Node bất kì để
ngăn chặn mọi cảnh báo,thông báo lỗi có thể
phát sinh từ đó.
- Probe
Là một ký hiệu đặc biệt (có dạng que đo màu đỏ ) được đặt trong bảng thiết
kế mạch để nhận dạng các điểm dùng để kiểm tra hoặc đo thử.
- Test Vector Index
Là một ký hiệu đặc biệt được dùng để nhận dạng các điểm khi kiểm tra tín
hiệu của mạch điện và được gán trong bảng số liệu theo dạng cột.
- Stimulus
Là một ký hiệu đặc biệt được dùng để nhận dạng các điểm khi kiểm tra tín
hiệu thuộc dạng số của mạch điện.
- PCB Layout
Là một ký hiệu đặc biệt cho phép bạn dựa theo các thông tin của mạch in để
chỉ định cho đường mạch điện đã chọn. Thông tin này được lưu trong tập tin
Netlist để rùi sau đó sẽ được chuyển qua Advanced PCB, OrCAD PCB hoặc các
chương trình thiết kế mạch in tương thích.
- Annotation
Tạo các chú thích (hoặc các nhãn ) trong trang thiết kế sơ đồ mạch chi tiết,
trong hệ thống mạng mạch hoặc trên bảng mạch in.
11
- Text Frame
Một khung ký tự được đặt trong trang sơ đồ chi tiết mạch có thể chứa 32.000
ký tự. Những tên linh kiện, các nhãn gán cho các đường mạch điện hoặc những
đối tượng khác có riêng trường ký tự của chúng có thể chứa 255 ký tự.
- Drawing Tools
Hiện Menu cửa sổ chứa các công cụ lệnh
để người sử dụng tạo những đối tượng hình ảnh
riêng như logo của công ty, những đối tượng
hình ảnh thuộc hệ cơ khí và các ký hiệu điện tử
hoặc du nhập các hình ảnh từ thư viện vào trang
thiết kế để minh họa.
Các hình ảnh thêm vào này chỉ có tính
năng minh họa, sẽ bị bỏ qua khi Completed
thiết kế.
1.6 Đặt kích thước cho bản vẽ.
Để chọn kích thước cho bản vẽ ta chọn Design-Document Options (O-D)
Một cửa sổ hiện ra để chọn khổ giấy.
12
Ta có thể chọn kích thước theo Inches hoặc Milimeters ở mục Units. Và có
thể chọn khổ giấy mặc định theo A4, A3, A2, A1, A0 hoặc chọn theo Custom
style, rồi bấm OK.
1.7 Thiết lập lưới vẽ Schematic Grids.
Phím tắt O – G (Options - Grids)
Cho phép thay đổi các giá trị của lưới vẽ:
✓ Kiểu lưới (Line Grid hoặc Dot Grid).
✓ Màu lưới vẽ (Grid Color).
✓ Đơn vị thể hiện và kích cỡ ô lưới.
13
BÀI 2: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN VẼ MẠCH NGUYÊN LÝ
Áp dụng các bước để vẽ sơ đồ nguyên lý Mạch ổn định tốc độ động cơ
2.1 Thiết lập bản vẽ mới.
➢ Thiết lập mới hoặc thiết lập theo mẫu có sẵn:
14
2.2 Cài đặt và thêm thư viện cần dùng cho bản vẽ
- Vào thư viện theo các cách sau đây :
Phím tắt D – B (Design – Browse Library…)
- Cài đặt và thêm các thư viện cần dùng:
15
16
Sau khi chọn Libraries cửa sổ Available Libraries xuất hiện, nhấn giữ
Ctrl trên bàn phím nhấp trái chuột để chọn các thư viện cần thêm, sau đó nhấp
vào Open.
2.3 Liệt kê và gọi các linh kiện ra bản vẽ
Quan sát sơ đồ nguyên lý ta thấy trong sơ
đồ gồm có các linh kiện sau:
5 điện trở R, 1 biến trở, 3 diode, 2 tụ điện, 1
cuộn dây, 1 triac, 1 công tác ba chấu, 2
transistor loại NPN, 6 nguồn nối Mass.
Trước tiên lấy điện trở R bằng các
chọn thư viện Miscellaneous Devices trong
khung Libraries, tại khung tên linh kiện ta nhập
vào kí tự R sau đó nhấp Place Res1 để lấy điện
trở.
Kích chọn Place R và đồng thời nhấn phím
Tab để bạn thiết lập thông số cho điện trở hoặc
Double Click lên linh kiên để mở cửa sổ Component Properties thuộc tính.
17
Để lấy tụ điện không phân cực chọn
Cap tại khung Libraries của thư viện
Miscellaneous Devices sau đó nhấp Place
Cap để lấy tụ điện.
Tiếp theo, chọn Diode tại khung
Libraries của thư viện Miscellaneous
Devices sau đó nhấp Place Diode để lấy
Diode .
Để lấy biến trở chọn RESISTOR
VAR tại khung Libraries của thư viện
Miscellaneous Devices sau đó nhấp Place
RPot để trở về màn hình làm việc
Để chọn Triac, tại khung Libraries
của thư viện Miscellaneous Devices gõ
Triac vào khung tên linh kiện. Sau đó
nhấp Place Triac để trở về màn hình làm
việc. Tại màn hình làm việc nhấp chuột
vào một vị trí để chọn Triac.
18
Cuộn dây bằng cách tại khung
Libraries của thư viện Miscellaneous
Devices gõ Inductor iron vào khung tên
linh kiện, hình dạng linh kiện sẽ hiện thị
trong khung Components nằm bên phải
Libraries. Sau đó nhấp Place Inductor
iron để trở về màn hình làm việc.
Để chọn Transistor npn, tại khung
Libraries của thư viện Miscellaneous
Devices gõ 2N3904 vào khung tên linh
kiện. Sau đó Click Place 2N3904 để trở
về màn hình làm việc. Tại màn hình làm
việc nhấp chuột vào một vị trí để chọn
Transistor .
Chọn 3 công tắc chấu bằng cách
chọn SW-SPDT trong thư viện
Miscellaneous Devices sau đó nhấp
Place SW-SPDT để trở về màn hình
làm việc.
19
Tiếp theo, chọn chân cắm cho linh kiện.
Vì trong thư viện Miscellaneous Devices
không có Header 2 nên hãy chọn thư viện
Miscellaneous Connectors băng cách tại
khung tên linh kiện chọn Header 2-Pin sau
đó Click Place Header 2 để trở về màn
hình làm việc.
Cuối cùng, chọn chân Mass bằng cách nhấp chọn biểu tượng GND Power
Port Trên thanh công cụ. Hoặc Từ Menu Place-Power Port (phím tắt P+O).
Kích chọn GND Power Port và đồng thời nhấn phím Tab xuất hiện hộp thoại
Power Port cho phép bạn lựa chọn các kiểu GND phù hợp với thiết kế sơ đồ
mạch điện.
20
Kết thúc việc lấy linh kiện, các linh kiện trên màn hình thiết kế như sau:
2.4 Sắp xếp linh kiện
Tiếp theo, tiến hành sắp xếp linh kiện. Để di chuyển linh kiện, hãy nhấp
chọn linh kiện (xuất hiện một hình chữ nhật nét đứt màu xanh bao quanh kinh
kiện) sau đó rê chuột đến vị trí thích hợp rồi thả chuột.
Hoặc nhấp chọn linh kiện,
sau đó Click vào Move Selected
Objects (phím tắt M+S) trên thanh
Menu xuất hiện một dấu cộng và
chọn linh kiện để di chuyển .
Trong quá trình sắp xếp linh
kiện, có thể xoay linh kiện: phím
Space.
21
Tổ hợp phím tắt hỗ trợ sắp xếp linh kiện:
➢ Align Left (phím tắt Ctrl+Shift+L hoặc A+L): Căn chỉnh các linh kiện
thẳng hàng dọc bên trái.
➢ Align Right (phím tắt Ctrl+Shift+R hoặc A+R): Căn chỉnh các linh kiện
thẳng hàng dọc bên phải.
➢ Align Top ( hoặc A+T) : Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng ngang nằm
trên.
➢ Align Bottom (Ctrl+Shift+B hoặc A+B) : Căn chỉnh các linh kiện thẳng
hàng ngang nằm dưới.
➢ Distribute Horizontal Center ( A+C) : sắp xếp các linh kiện thành một
cột từ vị trí trung tâm.
➢ Distribute Vertically (Ctrl+Shift+H hoặc A+H) : Căn chỉnh các linh kiện
cách đều nhau theo chiều ngang.
➢ Distribute Vertically (Ctrl+Shift+V hoặc A+V) : Căn chỉnh các linh kiện
cách đều nhau theo chiều dọc.
Sử dụng công cụ Annotate Schematics: Cho phép bạn thiết kế các đối
tượng linh kiện trong sơ đồ chi tiết mạch điện.
Sau khi sắp xếp linh kiện, ta có vị trí các linh kiện trên màn hình thiết kế
như sau:
22
2.5 Đi dây nối linh kiện trong mạch điện
Nhấp chọn Place-Wire (phím tắt P+W) hoặc nhấp chọn biểu tượng Place
Wire trên thanh công cụ. Sau đó tiến hành nối mạch theo sơ đồ nguyên lý.
23
2.6 Đánh số thứ tự
- Đánh số thứ tự: (Phím tắt T-N)
Chọn Tools - Annotate Schematic
Thiết lập các chế độ đánh số thứ tự theo ý muốn người dùng
24
2.7 Ghi trị số linh kiện
- Click chuột vào linh kiện: điền giá trị tại mục Value.
- Hoặc Kích đúp trực tiếp vào giá trị của linh kiện trên bản vẽ để sửa.
2.8 Chú thích cho bản vẽ
Chọn Place - Text String (phím tắt
P+T) xuất hiện một chuỗi văn bản
‘Text’mặc định, sau đó Double Click vào
chuỗi Text hộp thoại Annotation hiện ra,
tại khung Text của hộp thoại nhập vào
‘MACH ON DINH TOC DO DONG
CO’Click OK để trở về màn hình chính.
2.9 Kiểm tra bản vẽ:
- Chọn mục Project – Complite Document….( Complite PCB project)
- Hoặc chọn phím tắt C-C, C-D
Xem thông báo tại hộp thoại Messages
Hộp thoại Messages là nơi liệt kê tất cả các cảnh báo (Warning), lỗi (Error)
trong thiết kế khi ta yêu cầu tiến hành một công việc nào đó cần tính đúng đắn về
logic thiết kế.
25
2.10 Lưu bản vẽ lại
Save Active Document trên thanh công cụ (hoặc bấm tổ hợp phím Ctrl+S)
để lưu lại sơ đồ mạch nguyên lý.
26
BÀI TẬP VẼ MẠCH NGUYÊN LÝ
BÀI 1: MẠCH RELAY BẢO VỆ DÒNG 1 PHA
BÀI 3: TẠO THƯ VIỆN LINH KIỆN RIÊNG
3.1 Tạo linh kiện mới theo sơ đồ nguyên lý cho:
Trong quá trình thực hiện vẽ mạch chúng ta sẽ gặp phải trường hợp không
tìm được linh kiện có trong bản vẽ hoặc linh kiện không phù hợp với bản vẽ, ta sẽ
phải thực hiện tạo mới linh kiện.
VD: Ta có sơ đồ nguyên lý mạch tăng âm TDA2005
Gợi ý: Trong bài này IC TDA2005 không có trong thư viện linh kiện của
Altium nên ta phải tự tạo linh kiện này.
✓ Tạo thư viện Integrated Libarary (phím tắt F,N,J,I):
Đây là nơi lưu trữ liên kết thư viện nguyên lý và mạch in thành một File
thư viện.
36
✓ Để tạo một thư viện Integrated
Libarary, trước hết phải tạo một Library
Project Packet bằng cách chọn
File−New−Integrated
Libarary−Ctrl+S.
➢ Tạo thư viện Schematic
Libarary (phím tắt F,N,L,L): Là nơi
lưu trữ liên kết các đối tượng thiết bị trên
tài liệu Schematic.
✓ Để tạo thư viện Schematic Libarary
cho một tài liệu Schematic bất kỳ : Kích
chuột phải vào Integrated Library−Add
New To Project −Schematic
Library−Ctrl+S lưu tên.
➢ Để tạo một linh kiện mới Click chọn Add sẽ hiện ra một hộp thoại yêu cầu
đặt tên cho linh kiện mới ví dụ (TDA2005) và OK.
37
➢ Tiến hành tạo nguyên lý thư viện IC TDA2005, sử dụng công cụ Place trên
Menu lệnh chọn các biểu tượng để vẽ ký hiệu cho linh kiện.
✓ Chọn Rectangle (vẽ khung hình chữ nhật) để vẽ.
✓ Nếu đường bao này nhỏ, kéo to đường bao bằng cách chọn đường bao sau
đó nhấp và giữ chuột trái và di chuột tới kích thước tùy ý.
✓ Chọn công cụ Place → Pin (phím
tắt P+P) để vẽ chân linh kiện. Ấn phím
Tab hoặc Double Click vào chân linh
kiện, hộp thoại Pin Properties xuất
hiện, tại mục:
Display Name để nhập tên chân.
Designator để đánh số chân.
Electriccal Type để chọn kiểu chân.
Length độ dài chân.
Sau khi đã chọn xong các mục này nhấp OK
➢ Để đặt tên linh kiện. Chọn Place
→ ext String, Ấn phím Tab hoặc Double
Click vào Text( tên mặc định), sau đó di
chuyển đến vị trí thích hợp và nhấp chuột
trái. Kết thúc bằng cách bấm Esc trên bàn
phím.
38
Chú ý: một số trường hợp đặc biệt
tên chân có biểu tượng gạch ngang trên
đầu ta sẽ thực hiện như sau:
Tại mục Display Name gõ tên: B\S\T\
là Ok.
➢ Để sử dụng linh kiện vừa tạo, Click vào Libraries ở bên phải màn hình thư
viện vừa tạo sẽ được hiện thị ở đây, nếu như bạn nhỡ tắt thì phải thêm thư viện
chứa các linh kiện này (chọn biểu tượng Libraries trên thanh công cụ →
Libraries cửa sổ Available Libraries xuất hiện → dd Library…và chọn thư
viện vừa tạo).
3.2 Tạo linh kiện theo Data sheet.
(Kết hợp với bảng EXCEL)
Trong mạch này chúng ta sẽ tạo chân cho IC AT89S52 loại PDIP, còn đối với
linh kiện khác sẽ tương tự.
39
➢ Chọn Project−Schematic Library−Ctrl+S để tạo linh kiện mới đối với
những linh kiện không có sơ đồ chân thích hợp trong thư viện.
➢ Khi màn hình tạo chân linh kiện hiện ra, ta nhấp chuột vào Place−Pin để
tạo chân linh kiện.
➢ Đầu tiên mở thư viện Schematic và tạo mới một linh kiện. Tạo 1Pin để
tham khảo, Sau đó thực hiện như hình vẽ dưới đây.
Mở Excel lên và Paste qua, chỉnh sửa như sau:
40
Nhấn Copy toàn bộ khung dữ liệu bên Excel sau đó trở về màn hình làm việc
Altium, chọn Smart Gird Insert như hình vẽ.
Tìm chân tham khảo xóa bỏ, ta được 40 chân linh kiện như sau:
Click chọn chân 21− di chuyển đến vị trí mong muốn.
Nhấn phím X để lật tên chân hướng vào trong.
Lưu ý các vị trí chân không nhất thiết phải đặt giống như Datasheet,
nhưng các thứ tự Pin phải đúng tên.
Chọn Place−Rectange (P+R): vẽ đường bao cho linh kiện.
Vào Edit−Move−Sent To Back, nhấp vào đường bao IC name chân linh
kiện hiện ra.
41
Nhấn chọn biểu tượng Save lưu lại linh kiện
Ngoài ra có thể sao chép thư viện từ thư viện khác, bằng cách thêm thư viện
đó vào Project sau đó chọn linh kiện cần sao chép, di chuyển đến thư viện của bạn
và paste.
BÀI TẬP TẠO LINH KIỆN
BÀI TẬP 1: MẠCH TĂNG ÂM TDA2005
43
BÀI TẬP 2: MẠCH TRONG KIT THỰC HÀNH VI ĐIỀU KHIỂN
Yêu cầu: Tạo mới các IC và linh kiện không có trong thư viện của Alitum và vẽ
hoàn thiện sơ đồ nguyên lý các khối trong KIT.
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH IN ALTIUM DESIGNER
BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ MẠCH IN
2.1 Tìm hiểu một số ký hiệu đối tượng dùng trong mạch in thực tế:
• Via (Lỗ xuyên mặt): Đối tượng dùng để thiết lập kết nối giữa hai signal
Layer trong bản mạch PCB.Via có thể là Multi-Layer (xuất phát từ Top Layer đến
Bottom Layer xuyên qua tất cả các lớp giữa), hoặc có thể bị giới hạn giữa hai
signal Layer bất kỳ gọi là Blink hay Buried Via. Blink Via kết nối từ bề mặt đến
một Internal Layer bất kỳ, còn Buried Via kết nối hai Internal Layer với nhau. Via
sử dụng màu sắc của Layer để chỉ ra những Layer nào được kết nối.
• Pad (Lỗ đồng): Đối tượng dùng để tạo điểm kết nối giữa chân thiết bị với
Routing trên mạch in. Pad thông thường được dùng trong PCB Editor để định
nghĩa Footprint của thiết bị. Pad có thể là Multi-Layer (có mặt trên tất cả các
signal hoặc Plane Layer, có hình dạng đặc biệt và đòi hỏi có lỗ khoan để kết nối
nhiều Layer), có thể chỉ trên 1 Layer, và cũng có khả năng kết nối tới 1 nét.
• Track (Dây đồng): Là một đường thẳng đặc với độ rộng đã định nghĩa
trước hay là vùng đồng chừa ra khi phủ xanh để đặt chân linh kiện vào và có thể
hàn bằng kim loại. Track được đặt trên các Layer để thiết lập một mối quan hệ kết
nối về điện giữa các chân thiết bị. Ngoài ra, Track còn được dùng cho các mục
đích khác nhau: Tạo các đường Board Outline, Component Outline, cách ly đường
biên…
• Routting Board: Routing là một tiến trình đặt các Track và các Via trên
mạch in để kết nối các thiết bị.
• Polygon (plane): Là vùng đồng liên tục trên Board giới hạn bởi biên của
Board và chìa ra các đường dẫn điện, Pad…
• Panel: Là một Board lớn chứa nhiều mạch PCB trên đó và có thể bẻ rời các
PCB dễ dàng nhờ vào các Mouse Bites ở trên.
• Top Layer: Lớp đường mạch ở mặt trên.
• Bottom Layer: Lớp đường mạch ở mặt dưới.
• Top Overlay: Hiện thị thông tin (ký hiệu, số, chữ…) linh kiện ở mặt trên.
• Bottom Layer: Hiện thị thông tin (ký hiệu, số, chữ…) linh kiện ở mặt dưới.
• Top Paste: Được tạo ra bởi các chân của linh kiện dán ở mặt trên. Đây là
lớp mỏng kem chì được phủ lên các Pad hàn nhờ vào Stencil.
45
• Bottom Layer Paste: Được tạo ra bởi các chân của linh kiện dán ở mặt
dưới.
• Top Solder (Solder Mask ở mặt trên): Lớp phủ sơn mặt nạ hàn để bảo vệ
mạch.
• Bottom Layer (Solder Mask ở mặt dưới): Lớp phủ sơn mặt nạ hàn để
bảo vệ mạch hay còn gọi là lớp bảo vệ đường đồng tránh bị hư hỏng và cách ly
chạm mạch. Thường có màu xanh lá, có tên gọi khác là “resist”.
• Keep Out Layout: Đường giới hạn Board, Board được cắt theo những
đường vẽ trên lớp này.
2.2 Thiết lập đơn vị đo (Phím tắt D+O)
✓ Thiết lập đơn vị đo giúp cho người thiết kế quản lý được kích thước của
các nets trong Board mạch cũng như kích thước của Board Outline.
✓ Đơn vị được thiết lập sẽ là đơn vị được dùng để thiết lập các tham số như
độ rộng đường mạch, khoảng cách giữa các đường mạch, đo kích thước mạch…
✓ Cách làm như sau: Vào Design−Board Options…ta sẽ thấy hộp thoại
như hình bên xuất hiện:
1Imperial(mil)= 1/1000inch
1inch=2.54cm
1Metric(mm)=39.37mil
Lưu ý: Có thể chuyển đổi đơn vị nhanh bằng phím tắt Q ngay trên màn hình
thiết kế vẽ.
46
2.3 Ô lưới Grid: (Phím tắt G)
Hiện các vạch lưới trên bản vẽ, hiện các điểm bắt thiết bị khi nối vào nhau.
Để thuận lợi cho việc sắp xếp và di chuyển linh kiện ta nên đặt ô lưới cho
Board, Click vào Snap góc dưới màn hình xuất hiện hộp thoại cho phép bạn thiết
đặt các Visibale Gird.
2.4 Đo kích thước Board mạch.
✓ Mục đích đo kích thước Board mạch là để người thiết kế biết được Board
mạch mình thiết kế có kích thước thật bao nhiêu, để từ đó có những điều chỉnh
hợp lý trong việc sắp xếp các linh kiện trong đường bao cho phù hợp với Board
mạch in mà mình đang có.
✓ Để đo kích thước mạch ta vào Place−Dimension xuất hiện hộp thoại cho
phép bạn lựa chọn các kiểu đo như đo góc, đo 2 điểm bất kỳ…
✓ Ấn Tab hoặc Click vào độ dài để thiết lập.
47
BÀI 2: CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MẠCH IN
Thông thường để thiết kế mạch in bằng cách chuyển tự động từ sơ đồ
nguyên lý gồm các bước sau:
➢ Bước 1: Thiết lập bản vẽ.
➢ Bước 2: Kiểm tra bản vẽ nguyên lý.
➢ Bước 3: Update từ bản vẽ nguyên lý sang bản vẽ mạch in.
➢ Bước 4: Vẽ đường bao mạch in.
➢ Bước 5: Cắt Board mạch theo đường bao mạch in.
➢ Bước 6: Sắp xếp Footprint vào Board mạch in.
➢ Bước 7: Đặt luật chạy mạch in.
➢ Bước 8: Đi đường mạch in.
➢ Bước 9: Đặt nhãn hiệu cho mạch in.
➢ Bước 10: Phủ đồng cho Board mạch in.
48
Áp dụng thiết kế mạch in mạch điều chỉnh độ sáng đèn.
2.1 Thiết lập bản vẽ
- Thiết lập bản thiết kế mới PCB Project
+ Cách 1: Tạo mới
+ Cách 2: Mẫu có sẵn
49
- Tạo file *.schdoc
+ Cách 1: Tạo mới + Cách 2: Mẫu có sẵn
- Tạo file *.pcbdoc
+ Cách 1: Tạo mới + Cách 2: Mẫu có sẵn
+ Cách 3: Tạo Board cố định theo kích cỡ yêu cầu.
Sau khi thiết lập 1 số các lựa chọn ta được Board cố định kích thước theo
yêu cầu
50
- Thực hiện vẽ sơ đồ mạch nguyên lý
- Lưu bản thiết kế vào cùng 1 thư mục.
2.2 Kiểm tra bản vẽ nguyên lý: (phím tắt C-C)
- Để kiểm tra lỗi của bản vẽ nguyên lý ta làm như sau :
✓ Tại khung Project nhấp chọn
trang nguyên lý. Sau đó Click chuột
phải chọn Compile PCB Project
*.PrjPcb để kiểm tra lỗi.
✓ Hoặc vào Project− Compile PCB Project *.PrjPcb.
- Bật cửa sổ Messages bằng cách chọn Tab
System góc dưới màn hình chọn Messages
hoặc View− Workspace Panels−
System− Messages
Trong hộp thoại thông báo biểu tượng
màu xanh: compile successful, no errors
found nghĩa là mạch không có lỗi.
2.3 Update từ bản vẽ nguyên lý sang bản vẽ mạch in.
- Phím tắt D-U.
- Chọn Design – Update PCB …..
Bảng Engineering Change Order xuất hiện:
51
1: Theo dõi sự cập nhật của linh kiện, đường dây và sẽ thông báo trên
cột Check tại vùng 3
2: Thực thi, thông báo trên cột Done tại vùng 3
3: Các thông báo (lỗi, cảnh báo….)
4: Đóng bảng thực thi khi hoàn thành
Sau khi Update PCB Document, xuất hiện một phòng chứa các thiết bị trên
mạch in nằm ngoài vùng Board là Room
Với nhiều trang thiết kế Update sẽ có tương ứng Room. Khi ta di chuyển Room
thì các thành phần chứa trong nó cũng di chuyển theo.
2.4 Vẽ đường bao mạch in.
- Keep-Out Layer là đường bao ngoài cho tất cả các linh kiện và các đường
mạch trong mạch in. Để vẽ ta tiến hành như sau.
52
• Cách 1: Từ Menu lệnh
Place−Line (Phím tắt P+L) ấn
Tab hiện hộp thoại.
• Điền thông tin Line Width: độ
rộng đường bao, Current Layer:
chọn Keep-Out Layer.
• Con trỏ chuột chuyển thành dấu
cộng click chuột trái vẽ khung
bao, sau đó ấn Esc để kết thúc.
• Cách 2: Click Keep-Out Layer góc dưới màn hình, chọn Interactively
Route Connections ở thanh Menu sau đó vẽ khung bao cho Board.
2.5 Cắt Board mạch theo đường bao mạch in
Nhấn chuột vào menu Design > Board Shape (Phím tắt D-S).
Redefine Board Shape (D S R): Thiết lập lại khung mạch in trực tiếp.
Lưu ý: Nhấn tổ hợp phím Shift Space để thay đổi các chế độ vẽ đường (cong,
vuông góc, chéo 45, vô hướng …)
Move Board Vertices (D S V): Điều chỉnh lại kích thước, hình dạng hiện
tại của Board Shape bằng nhấn chọn và kéo các điểm mút.
Move Board Shape (D S M): Di chuyển toàn bộ khung mạch sang vị trí
mong muốn.
53
Define from selected objects (D S D): Thiết lập khung mạch từ một đối
tượng được lựa chọn từ trước.
Lưu ý: Các đối tượng hình học được sử dụng trong chế độ này là các đối
tượng đường tròn, đường thẳng, hình chữ nhật ….trong menu Place Đối
tượng phải khép kín (điểm đầu trùng với điểm cuối).
Create Primitives From Board Shape: Tạo đường mạch từ viền của
khung mạch.
Define Board Cutout: Tạo khoảng khoét trong khung mạch.
Lưu ý:
- Define Board Shape chỉ cho phép tạo khung bên ngoài của mạch, nếu
trong mạch cần cắt đi một khoảng trống nào đó, phải sử dụng thêm chức
năng Board Cutout.
- Có thể dùng chức năng Board Cutout từ đối tượng Solid Region
2.6 Sắp xếp Footprint vào Board mạch in
Có thể nói đây là bước quan trọng nhất trong các bước thiết kế mạch in
Bởi vì công việc này rất quan trọng nó ảnh hưởng đến thẩm mỹ, chất lượng, khả
năng hoạt động hiệu quả của mạch.
Một số quy tắc sắp xếp linh kiện
Các linh kiện nằm trong cùng một khối chức năng thì được sắp xếp gần
nhau.
Đối với các mạch thông thường, sắp xếp các linh kiện càng gần nhau thì
mạch càng gọn đẹp.
Đối với mạch đòi hỏi sự phối hợp trở kháng, dung kháng …hoặc phải theo
chuẩn nào đó (card mạng, card âm thanh …) thì sắp xếp theo yêu cầu kĩ
thuật của mạch đó.
Các linh kiện có phát nhiệt (IC nguồn, các phần tử công suất) thì nên quay
phần tản nhiệt ra mép mạch.
Chiều của các linh kiện phải được sắp xếp theo chiều ngang hoặc dọc so
với mạch, không nên để chéo.
Để thuận lợi cho việc sắp xếp và di chuyển linh kiện ta nên ẩn Room bằng cách
sau:
54
• Design−ard Layer& Color (L) −Show/Hide−Rooms− Hidden.
• Hoặc sử dụng tổ hợp phím Ctrl+D.
• Hộp thoại View Configurations xuất hiện click Show/Hide−Rooms−
Hidden.
Trong quá trình sắp xếp ta có thể chuyển qua lại giữa các bản vẽ một cách
linh hoạt (Ctrl+Tab).
Để có thể xem 2 bản vẽ cùng lúc bằng cách nhấp chuột phải vào thẻ tài liệu
trên, menu hiện ra chọn:
Split Vertical: Các tài liệu cùng xuất hiện từ trái sang phải theo chiều
ngang,
Split Horizontal: Các tài liệu cùng xuất hiện từ trên xuống dưới theo
chiều dọc:
Sau khi chọn Split Vertical, ta sẽ thấy 2 bản vẽ cùng lúc:
55
➢ Nhóm nhiều linh kiện: Lựa chọn các linh kiện theo nhóm từ bản vẽ nguyên
lý sau đó vào Menu Tools− Select PCB Component (T+S).
Giả sử ta muốn xếp điện trở R1−R4 vào một nhóm ta thực hiện như hình
dưới đây.
Lúc này Altium Designer
sẽ tự động chuyển sang môi
trường vẽ mạch in “Mạch
in.PcbDoc”. Các linh kiện
tương ứng từ R1−R4 đã
được chọn, chuyển sang màu
bạc, kéo nhóm linh kiện này
vào vùng Board mạch in.
56
➢ Sử dụng công cụ Alignment Tools trên thanh công cụ vẽ mạch để điều chỉnh
vị trí của đối tượng đang thể hiện trong bảng thiết kế sơ đồ mạch chi tiết hiện
hành.
Tổ hợp phím tắt thường dùng để sắp xếp nhóm linh kiện:
➢ Ctrl+Shift+T: Căn theo linh kiện trên.
➢ Ctrl+Shift+B: Căn theo linh kiện dưới.
➢ Ctrl+Shift+L: Căn theo linh kiện trái.
➢ Ctrl+Shift+R: Căn theo linh kiện phải.
➢ Ctrl+Shift+H: Căn đều linh kiện theo chiều ngang.
➢ Ctrl+Shift+V: Căn đều linh kiện theo chiều dọc.
Kết quả sau khi thực hiện:
R1−R4 đã được sắp xếp thẳng hàng
ngang và cách đều, P2−P3 đã được
sắp xếp thẳng hàng dọc và cách đều.
2.7 Đặt luật chạy mạch (Rule):
Luật (Rule) quy định các thông số như:
Lớp chạy đường mạch
Độ rộng đường mạch.
Khoảng cách giữa các đường mạch
Khoảng cách giữa các linh kiện
Khoảng bẻ góc đường mạch
Độ rộng, vị trí đặt lỗ Via
Độ ưu tiên của đường mạch ……
57
Các vấn đề trong việc sắp xếp, đi dây đường mạch nằm ngoài khoảng quy định
của luật tương ứng sẽ được máy báo lỗi.
3 Chọn menu Design > Rules (Phím tắt D - R) để mở bảng các thông số luật:
❖ Thiết lập lớp chạy đường mạch:
Vào mục Routing Layer > Routing Layer. Chọn lớp cần chạy đường mạch
theo yêu cầu (1 lớp hoặc 2 lớp).
❖ Thiết lập độ rộng của đường mạch:
Vào mục Design Rules > Routing > Width
✓ Điền tên trường Name: VCC, GND, NET
✓ Chọn bề rộng đường mạch:
- Bề rộng nhỏ nhất (Min Width): 1 mm
- Bề rộng tham chiếu ( Preferrend Width): 1 mm
- Bề rộng lớn nhất (Max Width): 1 mm
58
✓ Nhấn vào nút Query Builder…(xây dựng đường mạch riêng)
❖ Thiết lập khoảng cách cho các (Tracksvia,Pads):
Ta chọn Clearance từ Design−Rules… một Pop-up Menu hiện ra kế bên, ở
đây ta có thể điều chỉnh các thông số cho phù hợp với khoảng cách giữa các dây
và khoảng cách từ dây tới chân linh kiện.
❖ Thiết lập cấu trúc chạy đường mạch:
Được sử dụng trong đi mạch tự động - Auto route
- Chọn Routing Topology > Routing ToPology
- Trong trường Topology, chọn Shortest (ngắn nhất)
- Nhấn Apply để hoàn thành
59
❖ Thiết lập về khoảng cách bẻ góc đường mạch in
Vào mục Routing Corners - RoutingCorners
❖ Thiết lập kích thước lỗ Via:
Vào mục Routing Via Style > Routingvias
60
❖ Thiết lập quyền ưu tiên chạy đường mạch:
- Vào mục Routing Priority > Routing Priority
- Đánh vào trường Name: VCC
- Trường Routing Priority: chọn ưu tiên 1
- Nhấn vào nút Query Builder…. …(xây dựng đường mạch riêng)
Nhấn chuột phải vào mục Routing Priority, chọn New Rule… để thêm
luật cho các đường mạch khác.
2.8 Đi đường mạch in.
❖ Đi đường mạch tự động:
• Chọn menu Auto Route > All…(Phím tắt A - A)
Sau một lúc chờ chương trình chạy mạch in, hộp thoại Messages thông báo
quá trình đi dây tự động. Cần chú ý vào 2 mục cuối cùng:
• Routing Status: Sẽ thông báo các linh kiện có được nối đủ và đúng
với nhau như bản vẽ nguyên lý không. Nếu nối đúng sẽ có thông báo
là 100%
• Situs Event: Thông báo số kết nối lỗi mà quá trình đi dây không tự
động nối được.
61
Chương trình chạy mạch in như hình sau:
• Có thể hủy đường mạch in đã chạy auto và chạy lại ta chọn menu:
Tools – Un-Route – All
❖ Đi đường mạch thủ công:
Để đi dây bằng tay ta chọn các công cụ
Interactively Route Connections.
62
Interactively Route Multiple
Connections.
Interactively Route Differential
pair Connections.
Hoặc Click Menu lệnh Place để chọn
công cụ đi dây. Sử dụng (Phím tắt P+T,
P+I, P+M).
Trong khi đi dây bằng tay hoặc khi đi dây tự động chưa xong ta có thể nhấn:
✓ Phím 3 để thay đổi độ rộng của Track mạch in Min Width,
Prefenrred Width, Max Width.
✓ Phím Tab khi đi dây để thiết lập độ rộng bất kỳ trong khoảng [Min
Width, Max Width] và có thể thay đổi Width Rule, via Rule…
✓ Phím 2 để lấy via trong trường hợp cần tạo Jump (câu dây). Sau đó
nhấn phím L để chuyển lớp đi dây.
63
✓ Phím U hiện thị khung thoại cho phép
xóa tất cả đường mạch, xóa một Net được
chọn, xóa tất cả các nét trong Rom…
✓ Phím Shift+Spacebar thay đổi các kiểu đi dây.
Với 5 chế độ góc có sẵn: 45 degree, 45 degree with arc, 90 degree, 90 degree
with arc, Any Angle.
2.9 Đặt nhãn hiệu cho mạch in
Để đặt nhãn hiệu cho mạch in, Click chọn Place−String (P+S),
✓ Nhấn phím Tab, hộp thoại String xuất hiện.
✓ Tại khung Text nhập tên cần đặt cho mạch.
✓ Tại khung Layer chọn Lớp cần gắn nhãn.
✓ Tại khung Width và Height: chiều rộng và chiều cao của nhãn.
64
2.10 Phủ đồng cho board mạch in.
Vào menu Place > Polygon Pour… (phím tắt P-G)
Thiết lập thuộc tính:
Fill Mode:
✓ Solid: Phủ đặc
✓ Hatched: Phủ bẳng các đường chéo bên trong
✓ None: Phủ bằng viền ngoài
Properties: Các thuộc tính về tên, lớp của lớp phủ.
Net Options: Các thuộc tính về đường kết nối.
✓ Connect to Net: Lớp phủ sẽ kết nối với đường Net được lựa chọn.
✓ Don’t Pour Over Same Net Objects: Không phủ lên những track
mà có chung Net với Polygon Pour .
✓ Pour Over All Same Net Objects: Phủ lên toàn bộ những track mà
có chung Net với Polygon Pour (Thường được dùng).
✓ Pour Over Same Net Polygons Only: Chỉ phủ lên những lớp phủ
khác có chung Net.
Remove Dead Copper: Dead Copper là những phần phủ không kết
nối được với Net của nó. Lựa chọn này cho phép xóa đi những vùng Dead
Copper này.
65
BÀI TẬP THIẾT KẾ MẠCH IN
BÀI TẬP 1: MẠCH ĐÈN NHÁY ĐUỔI DÙNG IC 4017
Yêu cầu:
- Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch.
+ Kích thước BOARD mạch là: 9cm x 5cm.
+ Thiết kế mạch in 1 lớp (BOTTOM).
+ Khoảng cách Clearance là 0.3mm
+ Độ rộng đường GND = 1mm, VCC = 0.7mm, NET = 0.5mm.
+ Phủ đồng cho GND.
BÀI TẬP 2: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
Yêu cầu:
- Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch.
+ Kích thước BOARD mạch là: 9cm x 5cm.
+ Thiết kế mạch in 1 lớp (BOTTOM).
+ Khoảng cách Clearance là 0.3mm
+ Độ rộng đường GND = 1mm, VCC = 0.7mm, NET = 0.5mm.
+ Phủ đồng cho GND.
BÀI TẬP 3: MẠCH NGUỒN TUYẾN TÍNH
Yêu cầu:
- Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch.
+ Kích thước BOARD mạch là: 10cm x 10cm.
+ Thiết kế mạch in 1 lớp (BOTTOM).
+ Khoảng cách Clearance là 0.3mm
+ Độ rộng đường GND = 1mm, VCC = 0.7mm, NET = 0.5mm.
+ Phủ đồng cho GND.
BÀI TẬP 4: MẠCH ĐẾM TỪ 00-99 DÙNG IC SỐ
Yêu cầu:
- Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch.
+ Kích thước BOARD mạch là: 10cm x 6cm.
+ Thiết kế mạch in 1 lớp (BOTTOM).
+ Khoảng cách Clearance là 0.3mm
+ Độ rộng đường GND = 1mm, VCC = 0.7mm, NET = 0.4mm.
+ Phủ đồng cho GND.
f
9
g
10
e
1
d
2
A
3
c
4
DP
5
b
6
a
7
A
8
DS1
Dpy Blue-CA
QC
8
QB
9
GND
10
QD
11
QA
12
A
14
B
1
R0(1)
2
R0(2)
3
VCC
5
R9(1)
6
R9(2)
7
U3
DM74LS90N
BI/RBO
4
RBI
5
LT
3
A0
7
A1
1
A2
2
A3
6
a
13
b
12
c
11
d
10
e
9
f
15
g
14
VCC
16
GND
8
U1
DM74LS47N
R2
R3
R4
R5
R6
R7
220
R8
VCC
VCC
GND
GND
R9
R10
R11
R12
R13
R14
220
R15
VCC
VCC
GND
GND
VCC
f
9
g
10
e
1
d
2
A
3
c
4
DP
5
b
6
a
7
A
8
DS2
Dpy Blue-CA
VCC
QC
8
QB
9
GND
10
QD
11
QA
12
A
14
B
1
R0(1)
2
R0(2)
3
VCC
5
R9(1)
6
R9(2)
7
U5
DM74LS90N
BI/RBO
4
RBI
5
LT
3
A0
7
A1
1
A2
2
A3
6
a
13
b
12
c
11
d
10
e
9
f
15
g
14
VCC
16
GND
8
U4
DM74LS47N
TRIG
2
OUT
3
RST
4
CVOLT
5
THR
6
DIS
7
+VCC
8
GND
1
U2
LM555CN
VCC
10K
R1
10K
VR1
102
C1
47uF
C2
GND
1
2
nguon
Header 2
VCC
GND
69
BÀI TẬP 5: MẠCH ĐẾM TỪ 000-999 DÙNG IC SỐ
Yêu cầu:
- Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch.
+ Kích thước BOARD mạch là: 10cm x 10cm.
+ Thiết kế mạch in 1 lớp (BOTTOM).
+ Khoảng cách Clearance là 0.3mm
+ Độ rộng đường GND = 1mm, VCC = 0.7mm, NET = 0.4mm.
+ Phủ đồng cho GND.
f
9
g
10
e
1
d
2
A
3
c
4
DP
5
b
6
a
7
A
8
DS1
Dpy Blue-CA
QC
8
QB
9
GND
10
QD
11
QA
12
A
14
B
1
R0(1)
2
R0(2)
3
VCC
5
R9(1)
6
R9(2)
7
U2
DM74LS90N
BI/RBO
4
RBI
5
LT
3
A0
7
A1
1
A2
2
A3
6
a
13
b
12
c
11
d
10
e
9
f
15
g
14
VCC
16
GND
8
U1
DM74LS47N
R1
R2
R3
R4
R5
R6
220
R7
VCC
VCC
GND
GND
GND
R8
R9
R10
R11
R12
R13
220
R14
VCC
VCC
GND
GND
GND
R15
R16
R17
R18
R19
R20
220
R21
VCC
VCC
GND
GND
GND
VCC
f
9
g
10
e
1
d
2
A
3
c
4
DP
5
b
6
a
7
A
8
DS2
Dpy Blue-CA
VCC
f
9
g
10
e
1
d
2
A
3
c
4
DP
5
b
6
a
7
A
8
DS3
Dpy Blue-CA
VCC
1K
R22
S1
OPEN PUSH
VCC
QC
8
QB
9
GND
10
QD
11
QA
12
A
14
B
1
R0(1)
2
R0(2)
3
VCC
5
R9(1)
6
R9(2)
7
U4
DM74LS90N
BI/RBO
4
RBI
5
LT
3
A0
7
A1
1
A2
2
A3
6
a
13
b
12
c
11
d
10
e
9
f
15
g
14
VCC
16
GND
8
U3
DM74LS47N
QC
8
QB
9
GND
10
QD
11
QA
12
A
14
B
1
R0(1)
2
R0(2)
3
VCC
5
R9(1)
6
R9(2)
7
U6
DM74LS90N
BI/RBO
4
RBI
5
LT
3
A0
7
A1
1
A2
2
A3
6
a
13
b
12
c
11
d
10
e
9
f
15
g
14
VCC
16
GND
8
U5
DM74LS47N
70
BÀI TẬP 6: MẠCH ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC HIỂN THỊ LCD
DÙNG DS1307
Yêu cầu:
- Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch.
+ Kích thước BOARD mạch là: 10cm x 10cm.
+ Thiết kế mạch in 1 lớp (BOTTOM).
+ Khoảng cách Clearance là 0.3mm
+ Độ rộng đường GND = 1mm, VCC = 0.7mm, NET = 0.4mm.
+ Phủ đồng cho GND.
CHƯƠNG 3: TẠO FOOTPRINT CHO LINH KIỆN
3.1. Tạo Footprint Linh Kiện Dạng Cắm DIP (AT89S52).
➢ Trong WorkSpace chọn Project để hiện thị giao diện làm việc chính.
➢ Kích chuột phải vào Integrated Library−Add New To
Project−PCB Library−Ctrl+S lưu tên.
Lúc này xuất hiện thêm một Tab mới có tên là PCB Library ở bên phải.
➢ Để tạo Footprint mới ta làm như sau:
• Vào Tools−New Blank Component
• Nhấp phải chuột vào ô Components một Pop-up xuất hiện chọn New
Blank Component.
72
• Sau đó Double Click PCBCOMPONENT _0 hiện ra hộp thoại PCB
Library Componet yêu cầu đặt tên linh kiện và mô tả linh kiện. ví dụ Name:
AT89S52, Description: DIP40 và OK.
Trong quá trình thiết kế nếu bạn lỡ tắt đi cửa sổ PCB Library để hiện thị lại
chúng ta làm như sau:
• Vào View→Workspace Panels→PCB→PCB Library
• Bật thẻ PCB Library phía dưới màn hình.
• Tiếp theo, nhấn Phím G chọn khoảng cách các mắt lưới, hoặc
Design→Board Options (O+G) để thiết lập lưới Snap Grid cho phù
hợp.
73
Lấy khoảng cách chuẩn giữa các chân linh kiện là 100mil ta chọn
khoảng cách Grid (G) giữa các mắt lưới là 100mil để đặt chân linh kiện
cho thích hợp (lúc này trên màn hình đang hiện thị đợn vị mil).
Sau khi đã thiết lập Grid ta nhấp chuột vào biểu tượng Pin trên thanh
công cụ để thao tác với các chân linh kiện, hoặc nhấn phím P+P để tạo một
chân mới và đặt vào vị trí thích hợp.
Chúng ta có thể chỉnh sửa kích thước, hình dáng các Pad (chân linh
kiện) bằng cách nhấp đúp chuột vào chân linh kiện.
Với IC ta nên chọn chân hình oval (với các chân 2 trở lên) và hình chữ
nhật (đối với chân1). Điền các giá trị Hole Size=34mil,X-Side=90mil, Y-
Side=68mil.
Với các linh kiện thường như tụ, điện trở, diode…ta chọn chân hình
tròn (Route) tại mục Shap, đường kính là 1,8mm đến 2,1mm, tùy loại linh
kiện. Chân một của IC hay các linh kiện có cực tính như tụ hoặc diode ta
nên chọn kiểu chân hình vuông hoặc hình chữ nhật
Sử dụng công cụ Paste Special giúp cho quá trình tạo Pin nhanh hơn.
Copy đối tượng từ Menu Edit, nhấp đúp chuột đến vị trí Paste, Vào
Edit→ Paste Special (E+A). Màn hình hiện hộp thoại Paste Special→
Paste Array.
74
Ngoài ra ta còn có thể vẽ thêm
đường bao cho linh kiện bằng cách nhấp
chuột vào biểu tượng Place Line trên
thanh công cụ, nhấn phím Tab để thiết
lập độ rộng và chọn thuộc tính cho đường
bao là Top-Overlay.
75
Sau khi làm xong ta được sơ đồ chân AT89S52 như hình bên:
Cuối cùng lưu chân linh kiện vừa tạo vào thư viện riêng cho mình
bằng cách chọn Save.
3.2 Tạo thư viện tự động thông qua công cụ Component Winzar.
➢ Chọn Tool→Component Wizard (T+C). Xuất hiện hộp thoại sau:
➢ Nhấn Next để xuất hiện hộp thoại chọn loại chân, ở đây chọn Dual
In-Line Packages(DIP), chọn đơn vị mm. Tiếp tục nhấn Next, lựa chọn
các thông số trong Datasheet để điền các thông tin vào bảng dưới đây:
➢ Nhấn Next và finish đã hoàn thành Footprint cho linh kiện như trên.
3.3 Tạo thư viện 3D cho linh kiện.
➢ Thư viện 3D của Altium không được tạo trực tiếp trên Altium mà
phải tạo từ một phần mềm thiết kế 3D khác : Solid Work, Inventer ...Xuất sang
file*.step. Sau đó dùng chức năng Import của Altium để gắn nó vào thư viện.
Làm việc với linh kiện 3D rất trực quan, nhưng đòi hỏi phải có máy tính cấu hình
tốt, và cũng đòi hỏi có chút kiến thức về cơ khí. Có trang web cung cấp linh kiện
3D dưới dạng file Step http://www.3dcontentcentral.com/
➢ Để khi thiết kế một PCB ấn phím số 3 sẽ chuyển sang chế độ view
3D trong Altium. Nhìn thấy trực quan, sinh động bản thiết kế của mình.
77
➢ Bước đầu tiền cần phải có một file Step thiết kế linh kiện được tạo
ra từ các phần mềm thiết kế cơ khí hoặc download từ các trang chia sẻ như đã nói
ở trên.
❖ Ví dụ ở đây là mô hình 3D của DIP40 được tìm thấy và tải về ở trang
3dcontentcentral. Lưu lại trong máy tính và bắt đầu với Altium.
➢ Tiếp theo phải chắc chắn rằng đã có một footprint của AT89S52 có
trong thư viện linh kiện.
❖ Đây là footprint của AT89S52 được xem ở chế độ 2D. Ấn số 3 để
chuyển sang chế độ 3D ở chế độ view này mới có thể làm việc được
với linh kiện và các file Step trên.
78
❖ Sau khi chuyển sang chế độ 3D thì footprint này có dạng như sau:
➢ Vào Place→3D Body (P+B) cửa sổ
3D Body hiện ra.
❖ Ở đây có một số tùy chọn về cách hiển
thị 3D cho linh kiện cần chọn Generic 3D
STEP. Và Click chọn Embed Step
Model Altium sẽ chọn đường dẫn đến file
*.Step linh kiện cần tạo. Nhấn OK để có
thể bắt đầu đặt linh kiện 3D vào Altium.
➢ Di chuyển linh kiện 3D vào gần Footprint. Linh kiện 3D đã được đặt vào
tuy nhiên góc và vị trí vẫn chưa được chính xác do quá trình thiết kế file Step
gốc tọa độ, phương chiều các trục không giống với Footprint nên có hiện
tượng này xảy ra.
79
➢ Để xoay về đúng vị trí Footprint.
Vào Tool→ 3D Body
Placement→Aligin Face with board
(T+ B+ F). Sau đó chọn vào 3D của
linh kiện rồi click chuột vào bề mặt cần
tiếp giáp với Footprint (các pad của linh
kiện) .
➢ Tổ hợp phím tắt T+B +F là
menu lựa chọn cho phép chọn mặt phẳng nằm ngang song song và tiếp xúc
với board.
➢ Nháy đúp chuột trái vào AT89S52 ta có một menu để ý đến vùng bao
đường đỏ. Đấy là tọa độ X Y Z và chiều cao của Body 3D so với mặt.
➢ Tiếp tục sử dụng các thao tác di chuyển, xoay(ấn space) để đặt linh
kiện lại cho khớp nhau.
❖ Hoàn thành thêm thư viện 3D cho AT89S52. Tương tự như vậy sẽ có
một bộ thư viện 3D đầy đủ của các linh kiện trong từng thiết kế.
80
BÀI TẬP TỔNG HỢP
THIẾT KẾ KIT THỰC HÀNH VI ĐIỀU KHIỂ N
QL1
A1013
QL2
A1013
QL3
A1013
QL4
A1013
e
1
d
2
dot
3
c
4
g
5
Led 1
6
b
7
Led 2
8
Led 3
9
f
10
a
11
Led 4
12
LEDQ1
LED QUET4
1K
R2
1K
R3
1K
R4
1K
R5
1K
R9
1K
R10
1K
R11
1K
R12
A0
A1
A2
A3
VCCAUX
A
B
C
D
E
F
G
DOT
7SEG0
SCAN LED
A
B
C
D
E
F
G
DOT
A0
A1
A2
A3
LED5
LED6
LED7
LED8
7SEG1
7SEG2
7SEG3
7SEG0
7SEG1
7SEG2
7SEG3
VCCAUX
GND
OE
13
STCP
12
DS
14
RST
10
SHCP
11
QA
15
QB
1
QC
2
QD
3
QE
4
QF
5
QG
6
QH
7
DATA
9
VDD
16
GND
8
U3
74HC595
SH
ST
VCCAUX
GND
GND
C8
104
VCCAUX
GND
OE
13
STCP
12
DS
14
RST
10
SHCP
11
QA
15
QB
1
QC
2
QD
3
QE
4
QF
5
QG
6
QH
7
DATA
9
VDD
16
GND
8
U1
74HC595
SH
ST
VCCAUX
GND
GND
DS
C1
104
DT1
DT1
VCC
VCC H1
9
H2
14
H3
8
H4
12
H5
1
H6
7
H7
2
H8
5
C1
13
C2
3
C3
4
C4
10
C5
6
C6
11
C7
15
C8
16
Matrix1
OUT C1
OUT C2
OUT C3
OUT C4
OUT C5
OUT C6
OUT C7
OUT C8
OUT H1
OUT H2
OUT H3
OUT H4
OUT H5
OUT H6
OUT H7
OUT H8
OE
13
LCHCLK
12
SDI
14
RST
10
SFTCLK
11
QA
15
QB
1
QC
2
QD
3
QE
4
QF
5
QG
6
QH
7
SDO
9
VDD
16
GND
8
U2
74HC595
GND
+5VM
DATA C
STR C
CLK C
OE
13
LCHCLK
12
SDI
14
RST
10
SFTCLK
11
QA
15
QB
1
QC
2
QD
3
QE
4
QF
5
QG
6
QH
7
SDO
9
VDD
16
GND
8
U3
74HC595
GND
+5VM
DATA H
STR H
CLK H
220
R12
OUT H1
OUT H2
OUT H3
OUT H4
OUT H5
OUT H6
OUT H7
OUT H8
C3
0.1uF
+5VM
GND
C2
0.1uF
+5VM
GND
OUT C1
OUT C2
OUT C3
OUT C4
OUT C5
OUT C6
OUT C7
OUT C8
220
R15
220
R17
220
R19
220
R21
220
R24
220
R26
220
R28
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
SM1
SW DIP-8
P0_0
P0_1
P0_2
P0_3
P0_4
P0_5
DATA C
STR C
CLK C
DATA H
STR H
CLK H
LED MATRIX 8X8
+5VM
+5V
A Hiện menu xếp đều linh kiện
B Hiện menu Toolbars
J Hiện menu Jump
K Hiện menu chế độ màn hình làm việc
M Hiện menu di chuyển
O Hiện menu options
S Hiện menu select
X Hiện menu DeSelect
Z Hiện menu cách lệnh Room
CTRL+Z Hoàn trả tình trạng
CTRL+Y Phục hội hiện trạng
CTRL+A Chọn tất cả
CTRL+C Copy
CTRL+X Cut
CTRL+V Paste
CTRL+N Tạo mới một tài liệu
CTRL+S Save
CTRL+F Hiện hộp thoại tìm kiếm Find Text
DELETE Xoá đối tượng được chọn
V, D Xem tài liệu
87
X, A Bỏ chọn tất cả
Left-click Chọn hoặc bỏ chọn
Left-click,giữ và kéo Chọn vùng bên trong
Left-click & hold Di chuyển đối tượng
Left Double-click Sửa đối tuợng
TAB Hiện cửa sổ thay đổi thông tin khi đang thao tác
SHIFT+C Dọn vùng chọn
SHIFT+F Chọn đối tượng cần tìm kiếm bằng Find Similar
Objects
SHIFT+CTRL+T Căn đều các đỉnh
SHIFT+CTRL+L Căn đều sang bên trái
SHIFT+CTRL+R Căn đều sang bên phải
SHIFT+CTRL+B Căn đều xuống dưới
SHIFT+CTRL+H Chia đều khoảng cách theo chiều ngang
SHIFT+CTRL+V Chia đều khoảng cách theo chiều dọc
SHIFT+CTRL+D Căn chỉnh vào gird
Ctrl+Tab Chuyển đổi qua lại giữa các Tab làm việc
CTRL+Q Hiện Hộp thoại Memory Selection
88
Phím tắt thường dùng trong Schematic
G Thay dổi giá trị grid
SPACEBAR Xoay linh kiện khi đang di chuyển
SPACEBAR Đổi hướng đi dây khi đang vẽ wire,bus hoăcline
SHIFT+SPACEBAR Xoay linh kiện ngược kim đồng hồ khi đang di
chuyển
BACKSPACE Huỷ các điểm cuối cùng khi đi dây, phủ đồng,...
+ (numeric keypad) Phóng to biểu tượng ở IEEE symbol
- (numeric keypad) Thu nhỏ biểu tượng ơ IEEE symbol
CTRL+F Tìm kiếm ký tự
CTRL+H Tìm và thay thế ký tự
X Lật linh kiện theo trục X
Y Lật linh kiện theo trục Y
Shift+chuột Copy linh kiện.
P+B Thực hiện vẽ Bus
P+W Đi dây nối chân linh kiện
P+O Lấy GND
P+V+N Đánh dấu chân không dùng
T+N Đặt tên tự động
P+T Đặt Text
T+W Tạo linh kiện mới
D+U Update nguyên lý sang mạch in
89
T+S Tìm linh kiện bên mạch in
T+P Truy cập General của hộp thoại Preferences
Ctrl+Nhấp chuột trái và
kéo
Kéo đối tượng
SHIFT+CTRL+phím cách Xoay đối tượng theo chiều kim đồng hồ 90 độ trong
khi kéo một đối tượng
Phím tắt thường dùng trong PCB
SHIFT+R Thay đổi các chế độ đi dây (Cắt, không cho phép
hoặc đẩy dây)
G Menu chọn Grid
N Menu cài đặt hiển thị các net khi di chuyển linh kiện
L
Khi đang di chuyển, lật linh kiện top-> bot và bot-
>top
SHIFT+F1 Hiện cửa sổ phím tắt
TAB Khi đang đi dây,.. hiện cửa sổ chỉnh kích thúơc...
BACKSPACE Xoá track gần nhất
SHIFT+S Tắt và mở chế độ hiển thị 1 layer
Shift+R Chuyển sang chế độ định tuyến
+ (numeric keypad) Sang layer tiếp theo
- (numeric keypad) Quay lại layer trước
CTRL+M Đo kích thước
P +T Đi dây nối chân linh kiện
90
A+A Đi dây tự động
T+ U+A Xóa tất cả các đường mạch
P+G Phủ đồng
D+K Chọn lớp vẽ
D+R Để chỉnh các thông số trong mạch như độ rộng của
đường dây(width), khoảng cách Track (clearance),
cho phép ngắn mạch( shortcircuit)...
P+V Lấy lỗ Via
D+T+A Hiển thị hết các lớp
D+T+S Chỉ hiển thị lớp TOP + BOTTOM + MULTI..
Q Chuyển đổi đơn vị mil --> mm và ngược lạ
Ctrl+G
Cài đặt chế độ lưới
P+L Định dạng lại kích thước mạch in nhấn rồi vào lớp
Keep out layer vẽ đường viền sau đó bôi đen toàn
mạch rồi nhấn D S D
T+E Tạo teardrop
D+O Chỉnh thông số mạch
Ctrl+Shift+lăn chuột Chuyển qua lại giữa các lớp
V+B Xoay bản vẽ 180 độ
V+F Hiển thị toàn bộ bản vẽ
T+E Bo tròn đường dây chân linh kiện
TAB Hiện cửa sổ thay đổi thông tin khi đang thao tác
91
Shift + Space Thay đổi các chế độ đường dây (Tự do - Theo luật
- Vuông 90 độ - Cong)