AD14电路图绘制与PCB设计全流程指南

简介：这是一套 Altium Designer 14 原理图与 PCB 设计的配套教程资源，主要面向电子工程类学生、PCB 初学者及参加电子设计竞赛的备赛人员。内容围绕电路图绘制与 PCB 设计展开，适合从零开始跟随教程完成项目练习，也可作为课程设计或赛题方案参考。资源共 285 个文件，压缩包约 31MB。其中 schdoc/schlib 用于原理图及元件库，pcbdoc/pcblib 对应 PCB 文件与封装库，prjpcb 为工程文件；另有 DRC 检测报告、log 日志、html/htm 预览页及少量 bmp 图片，便于快速查看电路结构与检查结果。压缩包内包含 LED 心形灯、趣味闪闪灯、低频小信号放大电路等完整工程案例，并配有设计规则检查文件与相关说明，能够帮助读者直观理解从原理图绘制到 PCB 布局布线、再到规则校验的完整流程。资源作者为 zzjlhlcd，已有 90 人浏览学习，适合想要结合实例边做边学的入门读者。

1. 为什么 AD14 这个老版本到现在还能拿来画原理图和 PCB

2014 年发布的 Altium Designer 14 至今仍在不少工程师的电脑上服役：工程文件以 .PrjPcb 为入口，原理图是 .SchDoc，PCB 是 .PcbDoc，三者构成一张板子的全部“电路图绘制文件”。相比 AD20 之后的版本，AD14 的界面更朴素、菜单分层更直白，老工程师留下来的教程和工程模板也大多基于这个版本，新手跟着学不容易被新版的花哨功能带偏。这篇文章就把一条完整的落地路径铺开：文件怎么组织、原理图怎么画、PCB 怎么布局布线、最终怎么输出 Gerber 和 BOM，以及中途最容易翻车的地方在哪里。

2. 工程文件与库文件：一张板子的“电路图绘制文件”到底指什么

刚接触 AD14 的人最容易犯的错，是把“一个原理图”当成“一个完整的工程”。在 AD14 里，任何设计都以文件为最小单位，文件之间靠工程去关联。标题里说的“电路图绘制文件”，实际上包含两个层次：一是可继续编辑的源文件（.SchDoc、.PcbDoc、.SchLib、.PcbLib），二是交付生产的文件（Gerber、钻孔、BOM、PDF）。前者是后悔药，后者是板厂认账的凭证，两者不能混为一谈。

常见的文件体系如下表：

工程文件本身不承载图纸内容，它只记录哪些 .SchDoc 属于这个项目、敷铜规则怎么设置、输出任务到哪里去。所以备份时只拷贝一个 .SchDoc 是没用的，正确的做法是把整个工程目录一起拷走。我一般会在保存工程前先全选所有文档按 Ctrl+S，确认左下角没有未保存的星号标记再关掉 AD14，避免“保存了工程但子文档还是旧版”的尴尬。

2.1 为什么 AD14 用“工程”组织文件，而不是一张图画到底

因为真实项目几乎都是多人协作的。AD14 的工程机制允许一个人画电源页、另一个人画 MCU 页，最后通过一次编译把所有 .SchDoc 合并成一张网表。每张原理图页可以独立保存、独立发给同事评审，编译时 AD14 会按全局网络名把所有页面的同名网络连起来，这就是“分页原理图”的基本逻辑。

新手常踩的坑是把 .SchDoc 直接拖进另一个工程就算完事，结果编译时报一堆“Net has no driving source”或者“Duplicate designator”。原因很简单：工程文件里没有把新加入的文档登记为成员，或者多个页面的位号范围没有做分区。解决方法是先在 Project 面板里右键工程名，选“Add Existing to Project”把文档挂进去，然后在工程选项里给每页分配唯一的“Sheet Number”。

AD14 的工程备份有一个小技巧：不要把库文件放在工程目录之外。很多人习惯把封装库放在 D 盘公共目录，换电脑后 .PcbDoc 显示一堆问号。常见做法是在工程目录下建一个 Library 子目录，把 .SchLib 和 .PcbLib 复制进来再加载，这样整个目录拷走就等于把整套设计资源带走。

2.2 库文件三件套：原理图符号、封装和 3D 模型为什么不能混着用

AD14 里放置元件时，除了元件本身，还要同时确认三样东西：原理图符号、PCB 封装、可选的 3D 模型。符号决定你在原理图上看到什么形状，封装决定焊盘和丝印在 PCB 上长什么样，3D 模型只影响三维视图，不参与电气连接。三者是独立文件，AD14 靠“库内关联”把它们绑在一起，一旦绑定关系断了，原理图更新到 PCB 时就会报“Footprint Not Found”。

自带库存放在安装目录的 Library 文件夹下，最常用的是 Miscellaneous Devices.IntLib 和 Miscellaneous Connectors.IntLib，前者覆盖电阻电容二极管三极管，后者覆盖排针、USB 座、杜邦头。第一次打开 Libraries 面板看不到这些库时，点面板上的“Library”按钮手动加载，路径通常在安装目录下的 Library 文件夹。

如果需要画 STM32F103C8T6、DHT11、TB6612 这类自带库没有的元件，我会自己建库。建库流程分成五步：新建 .SchLib 画符号，引脚放置时注意电气类型要选对，电源引脚设为 Power 类型且编号有命名规则；新建 .PcbLib 画封装，先放焊盘再画丝印，保存后给封装取一个清晰的名字；最后在原理图库的 Footprint Manager 里把这个封装名关联进去。关联时 AD14 按封装名字符串匹配，大小写不同都会失败，所以我习惯统一用小写或统一用大写。

这一步搞清楚了，后面的原理图绘制才能顺畅，否则画到一半发现库不对，回头去改库文件再更新，相当于把已经连好的线全部推翻重来。

3. 原理图绘制实操：从放置元件到编译检查的最小步骤

原理图阶段的目标不是“画得好看”，而是产出一份逻辑上经得起编译的网表。AD14 的编译过程就像一个黑匣子，它会检查引脚连接、位号重复、悬空引脚等问题，所有结果都显示在 Messages 面板里。与其一张图画完直接更新 PCB，不如把时间花在编译检查上，后面会省掉大量返工。

我一般按“电源先行、核心后置、标注收尾”的顺序推进。以最常见的 STM32F103C8T6 最小系统板为例，它能覆盖一个新手会遇到的大部分需求：多组电源网络、晶振电路、复位电路、BOOT 配置、去耦电容。以下每一步都是实操里验证过的做法。

3.1 电源在先、核心在后：一次最小系统的放置顺序

先新建一个 .SchDoc，在 Design 菜单里把图纸大小设为 A4，然后从 Place 菜单放电源端口。AD14 的电源端口在 Place 菜单里叫 Power Port，放置后双击修改 Net 名称，3V3、5V、GND 各放一个。为什么要先放电源？因为后续所有元件都要挂到这些网络名下，先把网络的“骨架”立起来，连线时才不会到处找 GND。

接着从自建库放置 U1，也就是 STM32F103C8T6 的符号。放置后立即修改位号和 Value，位号写成 U1，Value 写实际型号，不要只写“MCU”，否则 BOM 里会很难看。然后是晶振电路：Y1 用 8MHz 无源晶振，C1、C2 各接一个 18pF 到 GND。复位电路用 10k 电阻上拉到 3V3，再接 100nF 电容到 GND。BOOT0 和 BOOT1 各用一个 10k 下拉电阻。最后给每个电源引脚旁边放一个 100nF 去耦电容。

连线时按下 P 再按 W 启动放置导线，把元件引脚连起来。网络标签按 P 再按 N 放置，命名要全局统一，比如 STM32 的 PA0 引脚在网络标签里直接写 PA0，而不写 NetLabel1。不同页面的同名网络标签会自动连通，这是分页原理图的基础。

3.2 位号怎么不重复：标注顺序与图纸编号的配合

原理图画完一遍后，位号往往是乱的，因为放置元件时 AD14 按放置顺序自动编号，而不是按图纸逻辑编号。手动一个个改又慢又容易漏，所以 AD14 提供了 Tools 菜单里的 Annotate Schematics 命令。在弹出的对话框里选择标注顺序，“Up Then Across”表示先按列从上到下、再按行从左到右，适合元件比较规整的图纸；“Across Then Up”则相反。

位号重复是原理图编译最常见的报错。原因通常是多张图没有设置独立的 Sheet Number，AD14 搞不清哪些元件属于哪一页。解决方法是打开工程选项，在工程属性里给每张原理图页分配不同的 Sheet Number，然后在标注设置里勾选按 Sheet 顺序编号。这样 U1 永远是第一页的 MCU，R1 永远是第二页的电阻，不会出现两个 R1 同时存在的局面。

还有一个容易忽略的点：AD14 的元件除了位号之外，还有一个“唯一 ID”，它用于在原理图和 PCB 之间建立一一对应关系。位号可以重排，但唯一 ID 不能随意复制。把一个元件从别的图复制过来时，建议在编辑菜单里选“Change Unique ID”重新生成，否则更新 PCB 时可能会出现两个元件抢同一个封装的怪现象。

3.3 编译工程与 ERC 检查：别把问题留给 PCB

原理图绘制完成后，执行 Project 菜单下的 Compile PCB Project，AD14 会启动电气规则检查，结果全部列在 Messages 面板。最常见的三类问题是：位号重复、引脚类型冲突、网络缺少驱动源。引脚类型冲突通常发生在把一个输出引脚和另一个输出引脚直接相连的时候，比如两个稳压器的输出并在一起，AD14 会报 Error。

双击 Messages 里的错误条目，视图会自动跳到出错的元件上。改完再编译，直到只剩可接受的警告。注意 AD14 的默认检查并不会把所有问题都标红，比如未连接的引脚默认只是 Warning 级别。如果想更严格，可以在工程选项的 Error Reporting 页里把 Unconnected Pin 调整为 Error，让悬空引脚直接阻断编译。

编译通过后，这张原理图才算真正可用的“电路图绘制文件”。很多人跳过这一步直接更新 PCB，结果到了布线阶段发现某个网络根本没有连接，回过头来再改网表，相当于走了一遍弯路。原理图的编译检查，是最便宜的后悔药。

4. PCB 设计：布局、布线与设计规则参数怎么设

原理图编译通过后，PCB 阶段的核心任务是把逻辑网表变成物理铜箔。这一步涉及三件必须做的事：把原理图数据导入 .PcbDoc、设置一套合理的布线规则、按规则完成布局布线和敷铜。规则参数直接决定板厂能不能把板子做出来，也决定板子的电磁兼容性能，是 PCB 设计里最值得花时间的部分。

4.1 从原理图到 PCB 的更新流程：ECO 导入与封装匹配

先新建一个 .PcbDoc，保持打开状态，然后回到原理图执行 Design 菜单下的 Update PCB Document。AD14 会弹出一个 ECO 列表，列出将要执行的变更，比如添加元件、添加网络、添加封装。确认无误后点 Execute Changes，再点 Validate 检查变更是否全部通过。常见失败原因是某个元件没有指定封装，ECO 列表里对应的条目会显示红色叉号。

封装匹配是 AD14 里一个隐蔽的细节：它按原理图元件 Footprint 字段里填写的字符串去匹配 .PcbLib 中的封装名，而不是按库文件名匹配。比如原理图里封装写着“DIP-8”，PCB 库里封装名是“DIP8”，AD14 会认为找不到封装。解决方法是统一命名习惯，或直接在 Library 面板里把库加载后手动拖放一次，让 AD14 记住对应关系。

更新完成后，PCB 里会出现一个 Room 区域，所有元件都堆在一起。这个 Room 可以整体拖到板框旁边再打散，然后在板框内按功能分区摆放。板框本身在机械层 1 画封闭矩形，选中后执行 Design 菜单的 Board Shape 子菜单，Define from Selected Objects，就可以把板子外形截出来。

4.2 布局阶段：功能分区、定位与扇出

布局的黄金法则是“按信号流向排元件”。一个典型的 STM32 最小系统板，我会把它分成四块：电源入口在板子一角，晶振和复位紧贴 MCU，BOOT 电阻放在 MCU 另一侧，对外接口排在板边。分区的依据不是美观，而是让走线尽可能短，尤其是晶振到 MCU 引脚之间的线，越短越好，否则容易引入时钟抖动。

布局时还要考虑散热和机械干涉。DHT11 这类传感器要放在板边或预留通风位置，LAN8720 这类带网络变压器的芯片，布局上要在变压器下方把地平面掏空，以隔离网口侧的共模干扰。DDR 这类高速总线则要求信号线等长，AD14 里可以用交互式长度调整工具逐根拉线，不必一开始就追求完美，先把通道留出来。

扇出是布局到布线之间的过渡动作。对 QFP、BGA 这类引脚密集的封装，先把内排引脚通过过孔引到外层，再统一走线。过孔的位置不要压在焊盘中心，至少留出 0.2mm 的间隙，否则焊接时容易造成虚焊，这是板厂最常抱怨的问题之一。

4.3 布线规则与典型参数：间距、线宽、过孔怎么设

布线之前先设规则，这是 PCB 设计的铁律。AD14 的规则在 Design 菜单的 Rules 里维护，配合优先级机制可以为不同网络设置不同参数。比如电源网络放宽线宽、DDR 网络单独建网络类做等长约束，其余信号按常规宽度走。下面这组参数是 2 层板打样常用的起点，板厂都能做，新手可以直接照抄再微调。

间距 0.25mm 对应 10mil，是国内 2 层板打样的常见极限值，成本和技术难度都适中。如果板子空间充裕，我一般会把间距放到 0.3mm，减少板厂制造误差带来的短路风险。线宽方面，信号线 0.3mm 足够承载常规毫安级电流，电源线放宽到 0.5mm 是为了降低压降和发热。

布线时按 * 键在信号层之间换层，AD14 会自动添加过孔，按 Shift+Space 切换走线角度。电源线先走，信号线后走，最后处理地线。地线尽量不要用跳线解决，如果电源回路跨过地线缝隙，回流面积变大，EMI 会明显恶化。

4.4 敷铜与 DRC：让地平面完整，让报告替你兜底

布局布线完成后，执行 Place 菜单的 Polygon Pour，在顶层和底层分别敷铜，网络选择 GND，勾选 Remove Dead Copper 移除孤岛铜皮。敷铜的目的是给回流信号提供一个连续的低阻抗路径，所以地平面越完整越好。敷铜完毕后按一下快捷键 T 再按 G 重新铺铜？不，AD14 里重铺铜的操作是选中敷铜区域后执行 Tools 菜单的 Polygon Pour 子菜单里的 Repour All，重新计算铜皮。

最后一步是设计规则检查，Design 菜单下的 Rules Check。运行时勾选全部检查项，重点是 Un-Routed Net、Width Violation、Clearance Violation。生成的报告会明确指出哪条走线太细、哪里间距不足。不要忽略任何一个 Error，因为这些问题都会在板厂端变成加急费或者废板。

DRC 通过不代表板子没问题，但至少说明这版 PCB 满足了你设定的所有规则边界。剩下的事情，诸如丝印压焊盘、钻孔文件缺失，需要在输出文件阶段再排查一轮。

5. 生成 Gerber 与 BOM：制造文件输出和四个常见坑

PCB 设计完成后，真正的交付物不是 .PcbDoc，而是板厂能直接用来生产的一套制造文件。AD14 的制造文件主要通过 Gerber、NC Drill、BOM 三者组合完成。Gerber 描述铜箔、丝印和阻焊的形状，NC Drill 描述钻孔的位置与大小，BOM 告诉贴片厂哪些位置放什么元件。这三样缺一不可，缺了任何一样，板厂都会打电话让你补。

5.1 Gerber、钻孔与智能 PDF 的导出步骤

Gerber 的导出路径是 File 菜单 Fabrication Outputs 里的 Gerber Files。关键设置在三个地方：General 页选 RS-274X 格式，Format 选 2:5 精度，这对应 0.01mil 的分辨率，足够应对绝大多数封装；Layers 页勾选需要输出的层，顶层信号、底层信号、顶层丝印、底层丝印、顶层阻焊、底层阻焊，以及机械层 1 的板框；Apertures 页保持默认即可，RS-274X 格式会自动内嵌光圈数据。

钻孔文件在同一个菜单下的 NC Drill Files 里导出，格式同样选 2:5，单位建议选公制 Metric。AD14 生成的钻孔文件后缀通常是 .TXT，里面记录了所有过孔和螺丝孔的坐标与孔径。Gerber 和钻孔是两个独立步骤，经常有人只导出 Gerber 就发走，板厂回信说“没有钻孔文件”，这是最典型的翻车现场。

BOM 的导出路径是 Reports 菜单的 Bill of Materials。在对话框里把 Designator、Footprint、Quantity 三列保留，把 Value 列加入，然后按 Footprint 分组。勾选 Open Excel 后点击 Export，AD14 会生成一份可直接用于贴片的表格。

智能 PDF 在 File 菜单的 Smart PDF 里，适合把原理图和 PCB 图发给不装 AD14 的同事做评审。导出时选择所有源图，AD14 会按图纸顺序生成多页 PDF，每一页对应一张原理图。

5.2 文件清单：给板厂到底要发哪几样

交付板厂前，我会把下面这套清单在文件夹里核对一遍：Gerber 文件夹里至少包含 .GTL（顶层铜）、.GBL（底层铜）、.GTO（顶层丝印）、.GBO（底层丝印）、.GTS（顶层阻焊）、.GBS（底层阻焊）和 .GKO（板框）七个文件；钻孔文件夹里包含 .TXT 和 .DRR；BOM 一份 Excel；装配图一份 PDF。遇到特殊板子，比如半孔工艺或阻抗控制，还需要额外提供叠层说明和阻抗要求。

核对文件清单最省事的方法是打开 Gerber 文件本身，AD14 的 CAMtastic 可以直接读取刚生成的 .GTL 文件。视图里铜箔、丝印、板框都会叠在一起，用鼠标滚轮放大后肉眼检查一遍，比只看报告可靠得多。

5.3 四个容易踩坑的地方：现象、原因、解决

第一个坑是丝印压焊盘。现象是 Gerber 预览里元件标号字符串直接压在贴片焊盘上，板厂贴片时识别位置出错。原因是布局阶段字符位置没调，丝印文本默认在元件中心，焊盘密集时自然重叠。解决方法是统一调整丝印字号，选中所有丝印文本，把字高设置为 1.0mm、线宽 0.2mm，再逐个移到元件外侧空闲位置。

第二个坑是位号重排后 PCB 与原理图对不上。现象是更新 PCB 后，原本摆好的元件位置全部乱掉，或者同一元件出现两份。原因是在原理图里重新标注了位号，但没有重新编译工程，AD14 按旧位号去匹配 PCB 里的元件，产生错位。解决方法是先重新编译工程，再执行 Update PCB Document，并在 ECO 对话框里选择按唯一 ID 匹配元件，而不是按位号匹配。

第三个坑是 BOM 里同一个元件出现多种封装。现象是 100nF 电容在 BOM 里既有 0603 又有 0805，贴片厂打电话问到底用哪种。原因是原理图里同一型号的元件从不同库放置，封装字段不一致。解决方法是导出 BOM 时在对话框里把 Value 和 Footprint 两列都拖入分组区，让表格按这两个字段同时分组，出现多封装时一眼就能看到。

第四个坑是钻孔文件单位错误。现象是板厂的 CAM 软件打开后钻孔位置整体偏移，或者孔径全部变成英制单位对应的值。原因是导出 NC Drill 时没有统一单位，Gerber 用公制而钻孔用英制。解决方法是导出钻孔文件时明确选择 Metric，并在文件夹里和 Gerber 放在同一个子目录，避免混用。

6. 加快 AD14 操作速度的六个手速习惯与最终验证

原理图、PCB、制造文件这条链路走通之后，剩下的问题就是效率。AD14 的菜单层级很深，点鼠标找菜单会很慢，但它的快捷键系统非常完善，记住六个就够用：P 加 W 画导线，P 加 N 放网络标签，Ctrl 加鼠标左键点任意一个引脚可以选中整个网络，Shift 加 S 切换单层显示，布线时按 * 键换层，按 Q 在公制和英制单位之间切换。

最后一个习惯是我个人的血泪经验：打样前把 Gerber 在 CAMtastic 里打开，逐层检查一遍，尤其看板框层有没有闭合、阻焊层有没有覆盖所有贴片焊盘、钻孔文件里是不是多了一个莫名其妙的轮廓。这套检查只需要十分钟，但能避免板厂回传一封“文件有问题，请确认”的邮件，那封邮件往往就意味着至少一天的延误。

AD14 虽然已经是十年前的软件，但它对文件概念的清晰划分反而成了教学上的优势。把 .PrjPcb、.SchDoc、.PcbDoc、.PcbLib 这几类文件的边界搞清楚，再学任何新版本的 EDA 工具都能快速迁移。最实用的一条经验，是把整个工程目录当成一个不可分割的整体来管理，库文件、源文件、输出文件各归其位，每次发板前用上面的检查清单自检一遍。希望帮到你。

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