本书为“十四五”职业教育国家规划教材，书中全面系统地介绍了Altium Designer 20.1电子电路设计与制板技术，通过精心设计的项目化教学体系，深入解析电路设计全流程。全书共7个项目，包含AltiumDesigner 20.1简介、PCB工程及相关文件的创建、PCB电路设计快速入门、原理图元件和PCB元件的制作、心形灯电路的制作、交通信号灯的设计与制作、层次电路图及四层电路板（高速电路板）的设计与制作等内容，重点突破层次电路图设计、四层板布局布线及电源优化等关键技术。
本书适合作为职业本科院校、高职高专院校电子信息技术、应用电子技术等相关专业学生的教材，也可作为中等职业学校、技工院校电子技术应用专业学生的教材，还可供电子电路设计领域的初、中级工程技术人员参考。

2023 年 7 月 25 日，教育部副部长吴岩在国家轨道交通装备行业产教融合共同体成立大会上提出，要加快建设现代教育体系的新基建“五金”——“金专”“金课”“金师”“金地”“金教材”。这一重要论述为职业教育教材建设指明了方向。为深入贯彻落实全国职业教育大会精神，积极响应教育部关于“五金”新基建的部署要求，编者紧跟产业发展步伐和职业教育改革方向，编写了这本新形态活页式数字化转型教材。
本教材在编写过程中着力体现以下特点 ：
一、紧扣“金教材”建设要求
以新型活页式教材为载体，通过项目化教学设计和丰富的数字化资源，实现教材内容与产业需求的无缝对接，为培养高素质技术技能人才提供有力支撑。
二、服务专业数字化转型
顺应电子设计行业数字化、智能化发展趋势，将新的 EDA 设计理念和技术融入教材，助力电子类专业数字化升级改造。
三、强化实践能力培养
通过 7 个循序渐进的项目，从 Altium Designer 基础操作到四层电路板设计与制作，全面提升学生的工程实践能力和创新意识。学生通过本教材的学习，不仅能够掌握 Altium Designer 软件的核心技能，而且能够在项目实践中培养精益求精的工匠精神、团队协作意识和科技报国的责任感。
四、采用“项目引领”，遵循“项目载体，任务驱动”的编写模式
本书打破了传统的知识体系结构，以项目为载体重构理论与实践知识，以典型、具体的实例操作贯穿全书，遵循“项目载体，任务驱动”的编写模式，充分体现“做中学，做中教”的职业教育教学特色。每个项目由多个典型任务组成，每个任务下面又以多个小任务的形式展开。
五、采用活页方式编排，形式灵活方便
本书采用活页方式进行编排，使用十分方便。主要表现在 ：
（1）页码编排体现工作任务导向。为了方便在教材中增删和替换内容，页码采用“项目号 - 页码号”两级编排方式，如“1-2”表示项目 1 的第 2 页。
本书采用了新形态活页式教材的编写方式，每个项目可以拆分和自由组合，并配套了微课教学视频，读者在学习时可以先扫描二维码进行在线学习，然后参考书中介绍的方法上机操作。每个项目在相关知识后都提供了测验内容，可对学习效果进行检验。
（2）过程性评价贯穿始终。书中设计了评价表，评价表中有学生自评、小组互评、教师评价等信息，表格中有“班级”、“小组”和“评语”等信息栏，从活页式教材中取出评价表填写后可以单独提交。
（3）内容更新灵活。使用者可以项目活动为单位，根据行业、企业发展的特点及新技术、新工艺的发展特点，增加或者删减教学资源。本书提供数字式、立体化教学资源，包括教案、PPT 课件、教学计划、课程标准、案例源文件、原理图和 PCB 练习源文件、原理图和 PCB 元件库供教材使用者选用。
（4）学科知识适时学习。学生在“做中学”的过程中，需要学习大量的学科知识，为了方便学生学习，同时为了知识更新，体现新工艺、新技术，通过中国铁道出版社教育资源数字化平台（https://www.tdpress.com/51eds）更新需要的微课、项目案例文件、PCB 设计技巧、PCB 设计技术文档等。
六、思政元素融入教材，提高政治站位
（1）思政教育贯穿始终，从项目 1 的 Altium Designer 20.1 简介，到项目 7的层次电路图及四层电路板（高速电路板）的设计与制作，每个项目都蕴含着丰富的思政元素。
（2）通过我国电子设计工作者在航天工程 PCB 设计、集成电路研发等领域克服国外技术封锁、突破难题的案例，激发学生的爱国情怀与科技报国的责任感，培养其面对困难时勇于挑战、坚持不懈的精神。以高端医疗设备、智能灯具、交通信号灯等产品的设计过程为例，强调在电子电路设计中严谨认真、注重细节的重要性，树立精益求精的工匠精神和正确的职业道德观。
（3）多个项目中的团队协作案例，让学生深刻理解团队合作的力量，提升团队协作与沟通能力，鼓励其在电子设计领域积极创新，为推动行业发展贡献力量，肩负起时代赋予的责任。
七、教材更新情况
（1）本版教材相对于第三版，每一个项目细化了项目描述、项目目标（含知识、能力、素质目标），补充了项目分析、思政案例（以二维码形式呈现）。
（2）每一个任务补充了任务描述、任务分析、任务验证、任务小结，形成任务闭环。
（3）配套制作了全套教学资源，含课程标准、授课计划、教案、电子课件、微课视频、工程案例、大赛案例。
（4）紧跟电子信息电路设计发展前沿，新增了集成元件库的管理、层次电路图及四层电路板（高速电路板）的设计与制作。
（5）配套制作了教材数字资源网站。同时在超星平台也配备了在线课程。书中电路图均为仿真软件原图，其图形符号与国家标准符号不符，二者对
照关系参见附录 A。
本书由重庆电子科技职业大学的陈学平、童世华任主编，重庆电子科技职业大学廖金权任副主编，重庆电子科技职业大学李响、陈学昌和重庆吉芯科技有限公司魏亚峰、姜伟参与编写。具体分工如下：陈学平、童世华编写了项目 1、项目 2、项目 4，廖金权编写了项目 3，李响编写了项目 6，陈学昌编写了项目 5，魏亚峰、姜伟编写了项目 7。
本书在编写过程中得到了笔者家人的支持，还得到了中国铁道出版社有限公司相关编辑的支持，在此一并表示感谢。
限于编者水平，书中难免存在疏漏与不妥之处，恳请广大读者批评指正。
编 者 
2025 年 10 月

项目 1 Altium Designer 20.1 简介
任务 1 认识印制电路板设计流程 1-2
任务描述1-2
任务分析1-2
相关知识 1-2
一、印制电路板（PCB）的定义 1-2
二、PCB 的层次组成 1-3
三、常用的 EDA 软件1-5
四、PCB 设计流程1-5
任务实施  1-8
描述印制电路板的设计流程1-8
任务验证  1-8
任务小结1-8
任务 2 初识 Altium Designer 20.1 .1-9
任务描述 1-9
任务分析 1-9
相关知识  1-9
一、Altium Designer 20.1 概述 1-9
二、Altium Designer 20.1 特性 1-10
任务实施  1-17
了解 Altium Designer 20.1 1-17
任务验证  1-19
任务小结  1-19
任务 3 Altium Designer 20.1 的安装、注册、汉化  1-19
任务描述  1-19
任务分析  1-20
相关知识  1-20
一、Altium Designer 20.1 的安装 1-20
二、Altium Designer 20.1 软件的注册1-22
三、Altium Designer 20.1 软件英文转为中文 1-24
任务实施  1-25
Altium Designer 20.1 的安装、注册、汉化操作 1-25
任务验证  1-26
任务小结  1-26
任务 4 启动 Altium Designer 20.1 1-26
任务描述  1-26
任务分析  1-27
相关知识  1-27
一、启动 Altium Designer 20.1 的方法 .1-27
二、工作面板管理 1-27
三、窗口管理 1-29
任务实施  1-31
Altium Designer 20.1 中的窗口切换和面板管理 1-31
任务验证  1-31
任务小结  1-31
项目 2 PCB 工程及相关文件的创建
任务 1 认识 Altium Designer 20.1文件结构和文件管理系统 2-2
任务描述 2-2
任务分析 2-2
相关知识 2-3
一、Altium Designer 20.1 的文件结构 2-3
二、Altium Designer 20.1 的
  文件管理系统 2-3
任务实施 . 2-5
一、建立和保存工程文件 2-5
二、自由文档和工程文件的变换 2-6
任务验证 2-7
任务小结  2-7
任务 2 认识 Altium Designer20.1 的原理图和 PCB设计系统  2-8
任务描述2-8
任务分析2-8
相关知识 2-8
任务实施 2-9
一、新建一个工程文件 2-9
二、在工程文件中新建原理图文件 .2-10
三、在工程文件中新建原理图元件库文件 2-11
四、在工程文件中新建 PCB文件 2-12
五、在工程文件中新建 PCB封装库文件 2-13
任务验证  2-14
任务小结  2-15
项目 3 PCB 电路设计快速入门
任务 1 比较原理图用导线连接和用网络标号连接 PCB 效果3-2
任务描述3-2
任务分析 3-2
相关知识 3-3
一、工程文件的建立 3-3
二、安装原理图库文件 3-5
三、原理图的简单绘制 3-6
四、PCB 的制作 3-7
任务实施 3-9
比较两种方法连接原理图元件并转换为 PCB 3-9
任务验证 3-11
任务小结  3-12
任务 2 555 定时电路原理图的 基本操作  3-12
任务描述  3-12
任务分析  3-12
相关知识  3-12
一、555 定时电路绘制任务简介3-12
二、建立工程文件 3-13
三、元件的放置和搜索 3-14
任务实施  3-19
对原理图进行基本操作 3-19
任务验证  3-19
任务小结  3-19
任务 3 元件的绘制 3-20
任务描述  3-20
任务分析  3-20
相关知识  3-20
一、建立原理图元件库 3-20
二、绘制元件的方框 3-21
三、放置元件的引脚并对引脚进行设置 .3-21
任务实施  3-24
绘制 555 元件 3-24
任务验证  3-24
任务小结  3-24
任务 4 元件库的安装、原理图的封装检查及连接线路操作 3-24
任务描述  3-24
任务分析  3-25
相关知识  3-25
一、元件的放置与封装管理器操作 3-25
二、给元件增加封装 3-26
三、原理图元件的布局和连线3-31
任务实施  3-33
元件库安装、元件封装增加及检查 3-33
任务验证  3-33
任务小结  3-33
任务 5 建立 PCB 文件，并绘制板子形状 3-33
任务描述  3-33
任务分析  3-33
相关知识  3-34
一、PCB 板子的外形3-34
二、在禁止布线层绘制走线 3-34
三、PCB 板子形状的定义 3-36
四、PCB 板子安装孔的添加3-36
任务实施  3-38
绘制 PCB 板子的形状 3-38
任务验证  3-39
任务小结  3-39
任务 6 PCB 的布局和自动布线 3-39
任务描述  3-39
任务分析  3-40
相关知识  3-40
一、PCB 布局 .3-40
二、元件的自动布线 3-41
三、PCB 添加滴泪 3-43
四、PCB 覆铜 .3-44
任务实施  3-46
PCB 的自动布线 3-46
任务验证  3-46
任务小结  3-46
任务 7 PCB 手动布线 3-47
任务描述  3-47
任务分析  3-47
相关知识  3-47
一、PCB 的手动布线 .3-47
二、给 PCB 覆铜 3-52
任务实施  3-53
对 PCB 进行手动布线操作 3-53
任务验证  3-53
任务小结  3-53
项目 4 原理图元件和 PCB 元件的制作
任务 1 全新制作原理图元件和 PCB 封装元件 4-3
任务描述 4-3
任务分析  4-3
相关知识 4-3
一、建立原理图元件库和 PCB
  封装库 4-3
二、建立一个三极管元件 4-4
三、绘制电感元件 4-8
四、RAD0.3 元件封装的制作 4-10
五、CAP0.2 圆形封装的绘制 4-13
任务实施  4-16
元件的全新制作 .4-16
任务验证  4-16
任务小结  4-16
任务 2 通过修改集成元件库来制作元件 4-17
任务描述  4-17
任务分析  4-17
相关知识  4-17
任务实施  4-18
一、绘制发光二极管 4-18
二、修改集成元件库的封装 4-21
任务验证  4-23
任务小结  4-23
任务 3 自己制作集成元件库 4-24
任务描述  4-24
任务分析  4-24
相关知识  4-24
任务实施  4-25
一、建立集成库 .4-25
二、绘制原理图元件库的元件 .4-26
三、绘制 DIP 的封装 .4-27
四、给原理图元件增加封装 4-28
五、检测集成库是否制作成功 .4-30
任务验证  4-32
任务小结  4-33
任务 4 集成元件库的管理与优化 4-33
任务描述  4-33
任务分析  4-33
相关知识  4-34
任务实施  4-35
一、学习集成元件库管理基础知识 .4-35
二、了解元件分类和整理的原则和方法 4-35
任务验证  4-37
任务小结  4-37
项目 5 心形灯电路的制作
任务 1 心形灯的元件和封装制作 5-3
任务描述 . 5-3
任务分析 . 5-3
相关知识 . 5-3
任务实施 . 5-4
一、心形灯的元件制作 5-4
二、心形灯的封装制作 5-7
任务验证  5-15
任务小结  5-16
任务 2 心形灯原理图和 PCB 的制作 5-16
任务描述  5-16
任务分析  5-16
相关知识  5-17
任务实施  5-18
一、心形灯原理图制作 .5-18
二、绘制 PCB 心形板子 5-21
三、原理图更新到 PCB 5-23
四、 PCB 的布局布线 5-25
五、PCB 添加泪滴和覆铜 5-32
任务验证  5-35
任务小结  5-35
项目 6 交通信号灯的设计与制作
任务 1 交通信号灯电路原理图和 PCB 简介 6-3
任务描述 . 6-3
任务分析 . 6-3
相关知识 . 6-3
一、交通信号灯电路简介 6-3
二、交通信号灯 PCB 简介 6-5
任务实施 . 6-7
任务验证 . 6-7
任务小结 . 6-7
任务 2 交通信号灯的原理图元件和封装元件制作 6-8
任务描述 . 6-8
任务分析 . 6-8
相关知识 . 6-8
任务实施 . 6-9
一、交通信号灯原理图元件制作 6-9
二、交通信号灯封装元件制作 .6-15
任务验证  6-28
任务小结  6-29
任务 3 交通信号灯原理图和 PCB 的制作 .6-29
任务描述  6-29
任务分析  6-30
相关知识  6-30
任务实施  6-31
一、交通信号灯原理图绘制 6-31
二、交通信号灯 PCB 形状制作 6-35
三、交通信号灯原理图更新到PCB 文件 .6-36
四、PCB 布线规则设置和自动布线 .6-37
五、PCB 添加泪滴和覆铜 6-40
任务验证  6-42
任务小结  6-42
项目 7 层次电路图及四层电路板 （高速电路板）的设计与制作
任务 1 层次电路图方块电路总图绘制 7-2
任务描述 . 7-2
任务分析 . 7-2
相关知识 . 7-2
一、层次电路图设计理念 7-2
二、四层电路板板层功能 7-2
任务实施 . 7-3
任务验证 . 7-6
任务小结 . 7-6
任务 2 层次电路图的原理图元件制作 .7-6
任务描述 . 7-6
任务分析 . 7-6
相关知识 . 7-6
一、建立原理图元件库 7-6
二、设置图纸大小 7-6
三、绘制矩形 .7-6
四、放置引脚及设置引脚属性 7-7
任务实施 . 7-7
任务验证  7-13
任务小结  7-13
任务 3 层次电路图 PCB 元件封装制作 7-13
任务描述  7-13
任务分析  7-13
相关知识  7-14
一、新建 PCB 封装库 7-14
二、设置图纸参数及格点 7-14
三、创建封装元件 7-14
四、手动绘制 SMD 封装如 0805 电阻） 7-14
任务实施  7-15
任务验证  7-20
任务小结  7-20
任务 4 层次电路原理图总图
    和子图绘制7-20
任务描述  7-20
任务分析  7-21
相关知识  7-21
一、由总图生成子图 7-21
二、子图中的操作 7-21
三、检查错误 7-21
任务实施  7-21
任务验证  7-26
任务小结  7-26
任务 5 层次电路 PCB 布局布线及电源网络加宽设计 7-26
任务描述  7-26
任务分析  7-26
相关知识  7-26
一、在工程中建立 PCB 文件 7-26
二、元件布局 7-26
三、布线 .7-27
任务实施  7-27
任务验证  7-31
任务小结  7-31
任务 6 层次电路 PCB 四层板的板层添加与管理 7-31
任务描述  7-31
任务分析  7-31
相关知识  7-32
一、进入板层管理 7-32
二、设置层叠参数 7-32
三、管理层显示 .7-32
任务实施  7-32
任务验证  7-34
任务小结  7-34
任务 7 导出四层电路板制板文件 7-34
任务描述  7-34
任务分析  7-34
相关知识  7-35
一、Gerber 文件 .7-35
二、NC Drill 文件 .7-35
三、导出制板文件时，确保文件准确性和完整性的方法 7-35
四、检查导出的制板文件与设计是否一致的方法 7-36
五、生成制板文件报告的步骤 .7-37
任务实施  7-39
任务验证  7-42
任务小结  7-42
附录 A 图形符号对照表

陈学平，男，重庆电子科技职业大学教授，研究方向：电子通信及计算机技术、职业教育。 参加工作以来主要从事电子、通信、计算机相关专业课程的教学，写作出版50多部教材和著作，公开发表论文42篇，其中，全国中文核心期刊13篇（教研教改论文3篇），15篇EI检索论文，1篇ISTP检索论文。主持了15个省部级科研课题并结题。重庆市《电子信息技术》市级优秀教学团队的核心成员。

童世华，男，重庆电子科技职业大学教授，人工智能与大数据学院副院长，主要从事电子技术，电子产品开发，电机控制等教学。

本书为“十二五”“十三五”“十四五”职业教育国家规划教材，配有丰富的立体化资源。