第 1 章

Altium Designer 14 概述

电路设计自动化（Electronic Design Automation，EDA）指的是用计算机协助完成电路中的各种工作，

比如电路原理图（Schematic）的绘制、印制电路板（PCB）的设计制作、电路仿真（Simulation）等设计工

作。随着电子技术的发展，大规模、超大规模集成电路的使用，使PCB板设计越来越精密和复杂。Altium

系列软件是EDA软件的突出代表，它操作简单、易学易用、功能强大。

� Altium的发展史和特点

� Altium Designer 14软件的安装和卸载

� Altium 电路板总体设计流程

� Altium Designer 14的集成开发环境

1.1 Altium 的发展史和特点

1.1.1 Altium的发展史

随着计算机业的发展，从 80 年代中期计算机应用进入各个领域。在这种背景下，由美国ACCEL

Technologies Inc推出了第一个应用于电子线路设计的软件包——TANGO，这个软件包开创了电子设计自动

化（EDA）的先河。此软件包现在看来比较简陋，但在当时给电子线路设计带来了设计方法和方式的革命，

人们纷纷开始用计算机来设计电子线路，直到今天在国内许多科研单位还在使用这个软件包。

在电子业飞速发展的时代，TANGO日益显示出其不适应时代发展需要的弱点。为了适应科学技术的发

展，Protel Technology公司以其强大的研发能力推出了Protel For Dos作为TANGO的升级版本，从此Protel这

个名字在业内日益响亮。

上个世纪 80年代末，Windows系统开始日益流行，许多应用软件也纷纷开始支持Windows操作系统。

Protel也不例外，相继推出了Protel For Windows 1.0、Protel For Windows 1.5等版本。这些版本的可视化功

能给用户设计电子线路带来了很大的方便，不用再记一些繁琐的命令，也让用户还能体会到资源共享的乐

趣。

上个世纪 90年代中期，Windows 95开始出现，Protel也紧跟潮流，推出了基于Windows 95的 3.X版本。

3.X版本的Protel加入了新颖的主从式结构，但在自动布线方面却没有什么出众的表现。另外由于 3.X版本的

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Protel是 16位和 32位的混合型软件，所以不太稳定。

1998年，Protel公司推出了给人全新感觉的Protel 98，Protel 98以其出众的自动布线能力获得了业内人

士的一至好评。

1999年 Protel公司推出了Protel 99，Protel 99既有原理图的逻辑功能验证的混合信号仿真，又有PCB

信号完整性分析的板级仿真，从而构成了从电路设计到真实板分析的完整体系。

2000年Protel公司推出了Prote l99 se，其性能进一步提高，可以对设计过程有更大的控制力。

2001年 8月Protel公司更名为Altium公司。

2002年 Protel公司推出了新产品Protel DXP，Protel DXP集成了更多工具，使用更方便，功能更强大。

2003年Protel公司推出Protel 2004对Protel DXP进行了完善。

2006年初，Altium公司推出了Protel系列的最新高端版本Altium Designer 6系列，自 6.9以后开始了以

年份命名。

2007年 5月推出的 Altium Designer Summer 8.0将ECAD和MCAD两种文件格式结合在一起，还加入了

对OrCAD和PowerPCB的支持能力。

2008年Altium Designer Winter 09推出，此次发布的Altium Designer引入新的设计技术和理念，以帮助

电子产品设计创新，用户可以更快地进行设计，全三维PCB设计环境，避免出现错误和不准确的模型设计。

2009年 7月在Altium全球范围内推出最新版本Altium Designer Summer 09。Altium Designer Summer 09

即v9.1（强大的电子开发系统）。

2011年 3月 2日，Altium宣布推出具有里程碑式意义的Altium Designer 10，同时推出Altium Vaults和

Altium Live，以推动整个行业向前发展，从而满足每个期望在“互联的未来”大展身手的设计人员的需求。

2012年 3月 5日，Altium公司宣布推出Altium Designer 12，这是其广受赞誉的一体化电子设计解决方

案Altium Designer 的最新版本。

2013年是Altium发展史上的一个重要的转折点，因为Altium Designer 13不仅添加和升级了软件功能，

同时也面向主要合作伙伴开放了Altium的设计平台。它为使用者、合作伙伴以及系统集成商带来了一系列

的机遇，代表着电子行业一次质的飞跃。

2014年推出Altium最新版Altium Designer 14，支持电子设计使用软硬电路，打开了更多创新的大门。

1.1.2 Altium Designer 14的主要特点

Altium Designer 14是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，正是与用户之间的协作，使得新特

性及增强功能能够为整体社区提供最大价值。

1. 支持柔性和软硬结合设计

软硬电路结合了刚性电路处理功能以及软性电路的多样性。大部分元件放置在刚性电路中，然后与柔

性电路相连接，它们可以扭转、弯曲、折叠成小型或独特的形状。Altium Designer支持电子设计使用软硬电

路，打开了更多创新的大门。它还提供电子产品的更小封装功能，使产品不但节省材料和生产成本，而且

还增加了耐用性。

2. 层堆栈的增强管理

Altium层堆栈管理支持 4~32层。层层中间有单一的主栈，以此来定义任意数量的子栈。它们可以放置

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在软硬电路不同的区域，促进堆栈之间的合作和沟通。Altium Designer 14增强了层堆栈管理器，可以快速

直观地定义主、副堆栈。

3. Vault内容库

使用Altium Designer 14和即将发布的Altium Vault，可以将数据可靠地从一个Altium Vault中直接复制

到另一个。它不仅可以补充还可以修改，但基本足迹层集和符号都能自动进行转换，以满足组织的标准。

4. 板设计增强

Altium Designer 14包括一系列要求，增强了电路板设计技术。使用新的差分对布线工具，当跟踪差距

改变时阻抗始终保持。

5. 支持嵌入式元件

PCB层堆叠内嵌的元件，可以减少占用空间，支持更高的信号频率，减少信号噪声，提高电路信号的

完整性。 Altium Designer 14支持嵌入式分立元件，在装配过程中，可以作为个体制造，并放置于内层电路。

6. 改进差分对布线能力

本次发布加强了差分对布线的能力，一个更简化的差分对布线设计规则，交互式或者自动选择的差分

对（宽度-间隙）设置，并且差分对布线器现在服从履行层布线规则（routing layers rule）。

7. 在用户自定义区域定义过孔缝合

PCB 编辑器的过孔缝合能力在Altium Designer 14.0版本中得到了加强，其有能力限制过孔缝合图案到

用户自定义的区域。

8. AutoCAD导入导出功能的提升

Altium Designer 增强了对AutoCAD文件导入和导出的支持，*.DWG和*.DXF等格式的文件都可以导入

/导出到Altium Designer 14.0中。新的导入/导出器不仅能够支持AutoCAD的最新版本，而且对于各种类型的

对象也提供了支持。

9. CAD软件 EAGLE导入器

并不是所有的设计都是在Altium Designer中完成的。如果是刚开始使用Altium Designer，那肯定有其他

格式的设计文件，可能是Altium公司早期的工具，或者是其他EDA工具设计的。即使每天使用Altium

Designer，也可能经常要从其他设计工具中导入设计。为支持从其他格式和设计工具导入的需求，Altium

Designer 14.0新增了导入CADSoft EAGLE（一个简便的图形绘制工具）设计文件和该软件的库文件（*.SCH,

*.brd，*.lbr）。

10. IBIS模型实现编辑器

在信号完整性分析时为了加强IC管脚的模型，Altium Designer早就有能力使用IBIS模型了。然而当在原

理图上为IC元件定义SI执行时，其总是会要求将IBIS模型导成Altium Designer自有的信号完整性模型格式。

为了支持这一功能，需要在信号完整性仿真中用到专门IBIS模型的第三方工具，而不能用Altium Designer

自己的模型格式。

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11. 新安装系统

本次发布让大家看到了新安装系统时代的到来，安装Altium Designer已变得更直观更便捷，这是因为

自带了Altium Designer Installer。当选择初始安装时，基于wizard的安装包流水线式地执行初始化安装进程，

按照安装功能，安装文件现在源于安全的云端Altium Vault。此外，核心安装的修改以及卸载现在已移至

Windows 7标准的Programs and Features内（通过控制面板访问）。

12. Altium Designer 扩展

促进加强Altium Designer功能实体，本次发布通过扩展（Extensions）的概念支持软件的定制化。一个

扩展即软件功能的高效添加，提供延伸的特征和功能。核心特征和功能会引用System Resources作为初始化

安装的一部分进行安装和处理。

13. 参数控制原厂工具的应用

以前的Altium Designer版本在FPGA的构件过程中，得在电脑上安装该器件商的最新版本设计工具。现

在的Altium Designer 14.0可以选择每个原厂的任一工具链。这使得设计师可以在不同的设计中完全自由掌

控电脑里安装的各种版本的原厂工具。

14. 支持 Xilinx Vivado 工具链

本次发布支持使用Xilinx Vivado 14.3，当针对一个FPGA设计构建（Build）写入一个物理器件期间执行

布局与布线（Place & Route）时可作为一个可选工具，Xilinx Vivado 是Xilinx ISE的继任者，它为 7系列Xilinx

器件提供服务。

15. 基于浏览器的 F1资源文档

Altium Designer 14.0提供了重新整修的软件文档。其中一部分提供了非常便捷的基于浏览器的Altium

文档资源——Altium Designer Resource Reference。这些文档包含了软件的对话框和命令，而且也会延伸到

包含所有参考类型的资料。

16. 板级实现

� 导出到 Ansoft HFSS：对于那些需要用到RF和几千兆赫兹频率数字信号的PCB设计，可以直接从

PCB编辑器导出PCB文档到一个 Ansoft Neutral 文件格式，这种格式可以被直接导入并使用 Ansys

ANSOFT HFSS 3D Full-wave Electromagnetic Field Simulation 软件来进行仿真。Ansoft 与Altium合

作提供了在PCB设计以及其电磁场分析方面的高质量协作能力。

� 导出到 SiSoft Quantum-SI：Altium Designer 的PCB编辑器现在支持保存PCB设计时同时包括详细

的层栈信息以及过孔和焊盘的几何信息，并保存为CSV文件，该文件可用于 SiSoft 的 Quantum-SI

系列信号完整性分析软件工具。SiSoft与Altium合作特别为Altium Designer用户提供了最理想的

Quantum-SI 可接受的导入格式。

17. 独特的 3D高级电路板设计工具

软性和软硬复合PCB板的设计支持——新版本能够实现软性和软硬复合板设计，包括先进的层堆栈管

理技术；支持嵌入式PCB元件——标准元件在制造过程中可安置于电路板内层，从而实现微型化设计。

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18. 更为便捷的规则与约束设定

简化高速设计规则，可实现差分对宽度设置的自动和制导调整，从而维持对阻抗的稳定性；增强的过孔

阵列技术（Via Stitching），强化了PCB编辑器的过孔阵列功能，能够将过孔阵列布局约束在用户定义区域。

19. 统一的光标捕获系统

Altium Designer 的 PCB 编辑器已经有了很好地栅格定义系统。通过可视栅格、捕获栅格、元件栅格

和电气栅格等等都有助于有效地放置设计对象到PCB文档中。

20. 新向导提升了通用 E-CAD和 M-CAD格式的互用性

CadSoft Eagle导入工具——由于有些设计并未使用Altium Designer，是出于兼容性的考虑，Altium推出

CadSoft Eagle导入工具，从而方便客户使用其他格式的设计文件。

Autodesk AutoCAD 导入/导出——最新技术支持设计文件在AutoCAD的 *.DWG 和*.DXF格式之间的

相互转换。升级的导入/导出界面支持AutoCAD最新版本及更多对象类型。

直接使用IC管脚的IBIS模型，便于运用Altium Designer进行信号完整性分析。

1.2 Altium Designer 14 软件的安装和卸载

1.2.1 Altium Designer 14 的系统要求

Altium公司为用户定义的Altium Designer 14软件的最低运行环境和推荐系统配置如下。

（1）安装Altium Designer 14软件的最低配置要求如下。

� Windows XP SP2 Professional1；

� 英特尔奔腾 1.8GHz处理器或同等处理器；

� 1GB RAM（内存）；

� 3.5GB硬盘空间（系统安装 + 用户文件）；

� 主显示器的屏幕分辨率至少为 1280×1024；

� 次显示器的屏幕分辨率不得低于 1024×768；

� NVIDIA、Geforce、6000/7000系列，128MB显卡或者同等显卡；

� 并口（连接 NanoBoard-NB1）；

� USB 2.0端口（连接 NanoBoard-NB2）；

� Adobe、Reader 8或更高版本；

� DVD驱动器。

（2）安装Altium Designer 14软件的推荐配置如下。

� Windows XP SP2 Professional或更新版本；

� 英特尔酷睿 2双核/四核 2.66 GHz或更快的处理器；

� 千兆级RAM；

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� 10GB硬盘空间（系统安装+用户文件）；

� 双重显示器，屏幕分辨率至少为 1680×1050（宽屏）或者 1600×1200 (4:3)；

� NVIDIA、GeForce、80003系列，256MB或更高显卡或者同等显卡；

� 并口（连接 NanoBoard-NB1）；

� USB 2.0端口（连接 NanoBoard-NB2）；

� Adobe Reader 8或更高版本；

� DVD驱动器；

� 因特网连接，获取更新和在线技术支持。

1.2.2 Altium Designer 14的安装

Altium Designer 14虽然对运行系统的要求有点高，但安装起来却很简单。

Altium Designer 14安装步骤如下：

将安装光盘装入光驱后，打开该光盘，从中找到并双击AltiumInstaller.exe文件，弹出Altium Designer 14

的安装界面，如图 1-1所示。

图 1-1 安装界面

单击Next（下一步）按钮，弹出Altium Designer 14的安装协议对话框。无需选择语言，选择同意安

装I accept the agreement复选项，如图 1-2所示。

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图 1-2 安装协议对话框

单击Advanced（高级）按钮，弹出Advanced Setting（高级设置）对话框，选择文件安装路径，如图

1-3所示。单击OK按钮，退出对话框。

图 1-3 设置路径

单击Next（下一步）按钮进入下一个画面，出现安装类型信息的对话框，有 5种类型，如果只做PCB

板设计，只选第一个；同样道理，选择所需选项即可，系统默认全选，设置完毕后如图 1-4所示。

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图 1-4 选择安装类型

填写完成后，单击Next（下一步）按钮，进入下一个对话框。在该对话框中，用户需要选择Altium

Designer 14的安装路径。系统默认的安装路径为C:\Program Files\ Altium Designer 14\，用户可以通过单击

Default按钮来自定义其安装路径，如图 1-5所示。

图 1-5 安装路径对话框

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确定好安装路径后，单击Next（下一步）按钮弹出确定安装安装，如图 1-6所示。继续单击Next（下

一步）按钮，此时对话框内会显示安装进度，如图 1-7 所示。由于系统需要复制大量文件，所以需要等待

几分钟。

图 1-6 确定安装

图 1-7 安装进度对话框

安装结束后会出现一个Finish（完成）对话框，如图 1-8所示。单击Finish按钮即可完成Altium Designer

14的安装工作。安装完成，先不要运行软件，把图 1-8所示那个钩去掉，完成安装。

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图 1-8 Finish对话框

在安装过程中，可以随时单击Cancel按钮来终止安装过程。安装完成以后，在Windows的“开始”→

“所有程序”子菜单中创建一个Altium级联子菜单和快捷键。

1.2.3 Altium Designer 14的汉化

安装完成后界面是英文的，调出中文界面，选择菜单栏中的DXP→“参数选择”，在打开的“参数选

择”对话框中选择System→General命令在“本地化”选项组中选中“使用本地资源”复选框，如图 1-9 所

示，保存设置后重新启动程序就有中文菜单了，如图 1-10所示。

图 1-9 “参数选择”对话框

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图 1-10 中文界面

1.2.4 Altium Designer 14的卸载

软件卸载步骤如下：

选择“开始”→“控制面板”选项，显示“控制面板”窗口。

双击“添加/删除程序”图标后选择Altium Designer选项。

单击“删除”按钮，开始卸载程序，直至卸载完成。

1.3 Altium 电路板总体设计流程

为了让用户对电路设计过程有一个整体的认识和理解，下面介绍PCB电路板总体设计流程。

通常情况下，从接到设计要求书到最终制作出PCB电路板，要经历以下几个步骤。

1. 案例分析

这个步骤严格来说并不是PCB电路板设计的内容，但对后面的PCB电路板设计又是必不可少的。案例

分析的主要任务是决定如何设计原理图电路，同时也将影响到PCB电路板如何规划的问题。

2. 电路仿真

在设计电路原理图之前，有时候会对某一部分电路设计并不十分确定，因此需要通过电路仿真来验证，

还可以用于确定电路中某些重要元器件的参数。

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3. 绘制原理图元器件

Altium Designer 14虽然提供了丰富的原理图元器件库，但不可能包括所有元器件，必要时需动手设计

原理图元器件，建立自己的元器件库。

4. 绘制电路原理图

找到所有需要的原理图元器件后，就可以开始绘制原理图了。根据电路复杂程度决定是否需要使用层

次原理图。完成原理图后，用ERC（电气规则检查）工具查错，找到出错原因并修改原理图电路，重新查

错到没有原则性错误为止。

5. 绘制元器件封装

与原理图元器件库一样，Altium Designer 14也不可能提供所有元器件的封装。需要时自行设计并建立

新的元器件封装库。

6. 设计 PCB电路板

确认原理图没有错误之后，开始PCB板的绘制。首先绘出PCB板的轮廓，确定工艺要求（使用几层板

等）。然后将原理图传输到PCB板中，在网络报表（简单介绍来历功能）、设计规则和原理图的引导下布

局和布线，最后利用DRC（设计规则检查）工具查错。此过程是电路设计时另一个关键环节，它将决定该

产品的实用性能，需要考虑的因素很多，不同的电路有不同的要求。

7. 文档整理

对原理图、PCB图及元器件清单等文件予以保存，以便以后维护、修改。

1.4 Altium Designer 14 的集成开发环境

1.4.1 Altium Designer 14的启动

启动Altium Designer 14 的方法很简单。在Windows操作系统的桌面上选择“开始”→“所有程序”

→Altium Designer命令，即可启动Altium Designer 14。启动Altium Designer 14后，系统会出现如图 1-11所

示的启动画面，稍等一会后，即可进入Altium Designer 14的集成开发环境中。

图 1-11 Altium Designer 14的启动画面

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1.4.2 Altium Designer 14的集成开发环境

Altium Designer 14 的所有电路设计工作都是在集成开发环境中进行的，同时集成开发环境也是Altium

Designer 14 启动后的主工作接口。集成开发环境具有友好的人机接口功能，而且设计功能强大、使用方便、

易于上手。如图 1-12所示为Altium Designer 14集成开发环境窗口。Altium Designer 14的集成开发环境窗

口类似于Windows的资源管理器窗口。设有主菜单、工具栏，左边为文件面板（文件工作面板），中间对

应的是主工作面板，右边对应的是“库”面板，同时可分别在两侧加载其余面板，以方便操作。最下面的

是状态条。

图 1-12 Altium Designer 14集成开发环境窗口

下面来简单介绍Altium Designer 14的集成开发环境。

和很多基于Windows操作系统的软件相同，Altium Designer 14也有菜单栏。Altium Designer 14的菜单

栏包括“文件”、“视图”、“工程”、“窗口”、“帮助”等 5个下拉菜单，如图 1-13所示。

图 1-13 菜单栏

（1）“文件”下拉菜单

“文件”下拉菜单主要用于文件的建立、保存、打开以及关闭等，其菜单如图 1-14所示。

下面介绍“文件”下拉菜单中的各个命令的功能。

� New（新建）：用于新建文件，可以新建原理图、PCB、VHDL文件等，详细情况如图 1-15所示。

� 打开：打开已存在的文件。只要是Altium Designer 14能识别的文件都可以打开。

� 关闭：关闭已打开的文件。

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� 打开工程：打开已经存在的工程文件。

� 打开设计工作区：打开工程工作空间。

� 检出：用于从设计储存库中选择模板。

� 保存工程：保存当前的工程文件。

� 保存工程为：另存当前的工程文件。

� 保存设计工作区：保存工程。

� 保存设计工作区为：另存工程工作空间。

� 全部保存：保存当前所有打开的文件。

� 智能PDF：用于生成PDF格式设计文件的向导。

� 导入向导：可以将其他版本的文件（如Protel 99 se下创建的DDB文件）转换成Altium Designer 14

文件。

� 元件发布管理器：用于设置发布文件参数及发布文件。

� 当前文档：查看最近打开过的文件。

� 最近的工程：查看最近打开过的工程文件。

� 当前工作区：查看最近打开过的工作空间。

� 退出：退出Altium Designer 14。

（2）“视图”下拉菜单

“视图”下拉菜单主要用于进行视图管理，如工具栏、状态栏和命令栏的显示和隐藏等，其下拉菜单如

图 1-16所示。

图 1-14 “文件”下拉菜单 图 1-15 “新建”子菜单 图 1-16 “视图”下拉菜单

� 工具栏：用于控制工具栏的显示与隐藏。在其下一级菜单中，若选中“导航”命令项，将显示

；若选中“没有文档工具”命令项，工具栏中将显示 ；“自定制”

为资源个性化修改命令，若选中此命令项，将弹出如图 1-17所示对话框。

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图 1-17 资源个性化修改对话框

� 工作区面板：用于控制工作窗口的显示与隐藏。

� 桌面布局：桌面版面配置。

� Key Mappings（映射）：用于快捷键与软件功能的映射，提供了两种映射方式供用户选择。

� 器件视图：设备视图管理。

� PCB发布视图：用于发布PCB文件。

� 首页：用于控制Altium Designer 14主页的显示与隐藏。

� 状态栏：用于控制状态栏和标签栏的显示与隐藏。

� 命令状态：用于控制命令行的显示与隐藏，若选中该命令，在主页下方将出现

命令行。

（3）“工程”下拉菜单

“工程”下拉菜单主要用于整个设计工程的编译、分析和版本控制，其下拉菜单如图 1-18所示。

（4）“窗口”下拉菜单

“窗口”下拉菜单主要用于窗口的管理，包括调整窗口的大小、位置等，其下拉菜单如图 1-19所示。

� 水平平铺展示所有的窗口：若选中此命令项，所有的窗口水平平铺。

� 垂直平铺展示所有的窗口：若选中此命令项，所有的窗口纵向平铺。

� 关闭所有文档：关闭所有窗口。

（5）“帮助”下拉菜单

“帮助”下拉菜单主要用于打开帮助文件，其下拉菜单如图 1-20所示。

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图 1-18 “工程”下拉菜单 图 1-19 “窗口”下拉菜单 图 1-20 “帮助”下拉菜单

在Altium Designer 14的集成开发环境窗口中可以同时打开多个设计文件。各个窗口会叠加在一起，根

据设计的需要，单击设计文件顶部的文件提示项，即可在设计文件之间来回切换，如图 1-21所示为同时打

开多个设计文件的集成开发环境窗口。

图 1-21 打开多个设计文件的集成开发环境窗口

1.4.3 Altium Designer 14的原理图开发环境

下面来简单了解一下Altium Designer 14的几种具体的开发环境。

如图 1-22所示为Altium Designer 14的原理图开发环境。

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图 1-22 Altium Designer 14的原理图开发环境

1.4.4 Altium Designer 14的印制板电路的开发环境

如图 1-23所示为Altium Designer 14的印制板电路的开发环境。

图 1-23 Altium Designer 14印制板电路的开发环境

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1.4.5 Altium Designer 14仿真编辑环境

如图 1-24所示为Altium Designer 14仿真编辑环境。

图 1-24 Altium Designer 14仿真编辑环境

1.4.6 Altium Designer 14 VHDL编辑环境

如图 1-25所示为Altium Designer 14 VHDL编辑环境。

图 1-25 Altium Designer 14 VHDL编辑环境

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1.5 本章小结

本章主要介绍Altium Designer 14的发展历程和特点、安装、卸载，以及简要了解了Altium Designer 14

的各种开发环境。由于其具有强大的设计功能，Altium Designer 14受到了广大电路设计人员的喜爱。

通过本章的学习，用户应该对Altium Designer 14软件有了初步的认识，能为今后的学习奠定一个良好

的基础。

1.6 课后思考与练习

（1）动手安装Altium Designer 14软件，熟悉其安装及汉化过程。

（2）打开Altium Designer 14的各种编辑环境，尝试操作相应的菜单和工具栏。