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Altiumdesigner开关电源PCB设计之3D封装设计!

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朱威斯 发表于 2018-2-23 14:29:48 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

9 L) q6 S. `& V8 k* s: |& t1 Epcb设计从来就不是简单的2D平面设计,因为作为母板,上面会装载很多奇形怪状的电子元件,这样都使得2D设计却成为决定3D产品成败的基本因素。3D应用于PCB设计早在十几年前的protel99时代就已经被提出,但是当时碍于设计平台处理能力及标准模型不健全等因素的限制,在当时应用被定位成一个群众演员,几乎一直到DXP甚至后来的AD时代,才开始慢慢日趋成熟,龙套角色慢慢过度成了大咖,现在AD系列软件里面的3D设计几乎成了必不可少的模块,甚至软件商用来作为招牌菜加以宣传,在与其他同类软件PK的时候加分不少。在使用该软件的时候你如果用过几次之后,你就会发现你越来越离不开它了。1 v( l( i* ?9 Z
那么这么招牌的功能对于我们设计者来说到底有什么用呢,根据我现在使用的体会来说,基本可以总结成一下几点
* [" \! j. p) z( F* c' S& G1,很多器件空间比如长宽高,甚至在一些中空的地方下面摆一些东西,可以直观的知道有没有空间干涉问题,兄弟们有没有遇到过设计一块PCB,画完怎么检查都没问题,等实物做回来之后发现元件之间有冲突,元件与外壳之间有冲突等等问题" |: ]3 R5 h4 H5 M* B4 \4 d8 i: P
比如这个LED我要放在变压器磁芯下方的中空位置
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# @$ m5 x" E; |, i2 i0 E- j2,可以在设计开始之初就可以看到产品最终效果,比如PCB元件布局是否合理,电磁辐射设计,热设计等是否合理,这些问题设计者本人心里自然是有数,更妙的是作为PCB设计人员,可以初步设计一个大致布局结构给领导审批,省去很多精力一个个的讲解,甚至在千里之外也能让领导一目了然,如果你花了三天画板然后领导否了,重新来过,你是不是想撞墙呢。这样做带来的好处就不用我多说了! W- Z( S$ n( `- d0 B4 m
例如这样布局行吗
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不行,前面的2个变压器不应该这样摆,会导致发热集中,并且PFC到母线电容回路太长/ W$ O9 ~1 C% }+ `& {
5分钟后
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- c* Y. x- M+ H& r% M% `这样比较合理,就这么办, p8 S9 `2 g: T1 y0 C
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2 B0 d  ^- a( Z- D% j# I* h+ l1 z1 R3,在一些特殊客户,比如定制产品,尤其在电源设计这一块更是有很多的定制产品,客户在洽谈之初就需要知道一些合作的细节,比如产品尺寸外形,有了3D功能,传统的纸上谈兵瞬间变成实物操作  l1 x5 K1 H1 \" ]% h
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甚至是某一块小板作为子板,装配在母板上
) S; ~8 [" `% ]* E/ h0 D: P比如
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2 C; a( o+ S4 U& m大家要支持正版,打击盗版,嗯,我不会告诉你我的电脑装的是不是正版& N6 ~/ ]3 @$ E' _2 [" w2 ~: ]  `3 b

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更多模型效果,正面 背面
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. K* ~7 a$ o7 O: G4 ?怎么把下面这张图中小板装配到第二张图示意的母板上?

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先打开小板的PCB文件,选择另存为SETP格式导出标准SETP格式的模型: T8 R9 [& k$ y0 `( O# \4 s
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然后在母板界面放置3D模型,找到刚才导出的小板模型
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确定之后模型会跟随鼠标到母板PCB界面,找个适当位置单击放下$ X$ m6 E1 ^( r0 @/ {( I* l  A- [

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双击小板模型进入属性界面,调整各轴角度使小板模型方向正确
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然后各种对齐,装配好的效果,小板上的铜皮在转换导出模型的时候已经丢失了,所以我们之看到一块光溜溜的小板,只有上面的模型没有铜箔
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下面我们来开始制作一个简单的3D库元件
$ }3 Y1 ~3 {8 Y0 E0 v* m, p! u我现在有一个ssop-24的IC元件库封装,但是没有3D模型2 I: b$ ~$ n/ Z& E
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* v, I- ?7 O# X# M. t3 m我们到神一般的网站上找找看
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9 _- y) }1 G, \/ X* Z/ i输入ssop-24,出来很多# M  q8 p! U  I- J! y0 n) b0 q  u

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- B2 t' i3 Q  L' j5 z2 i! c选择第三个进去下载,安装插件之后会有个预览窗口显示当前的模型图
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9 x5 r) B( `# C/ wstep的214格式设置好,服务器会自动帮你配置好需要的模型文件
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然后回到AD的库文件编辑界面,快捷键P-B,进入加载3D模型菜单
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选择Generic STEP Model,表示加载STEP格式的模型文件,下方的Embed STEP Model按钮进去找到刚才下载好的文件
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  v$ b! g, q/ k2 f1 g+ FOK之后模型文件会跟随你的鼠标到设计窗口,随便找个地方单击摆好
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+ ~4 I) Q, e: W6 C/ ^, B此时按快捷键3进入3D模式,会发现有时候模型方向及高度会不对,这是由于设计模型的人建模的时候选择的参考基准面不一样造成的,我们需要自己调节一下,双击模型回到刚才的编辑页面6 F1 B+ t( I; _; d) d
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修改X方向角度90度,OK返回,发现模型已经正常方向了9 g8 P* I, _. m  @0 f
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- I9 T2 Z/ O+ ?6 G. ?( t充分利用AD强大的各种对齐功能把模型摆好,大功告成,保存之后在原理图库里面指定该封装,编译集成库,然后在设计PCB的时候调用集成库,软件就自动把3D模型带入到PCB编辑器,设计PCB的时候就可以随时参照实物模型了
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1 G/ z& w$ y5 Q最后摆多几个造型,再拍几张
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在14版中,在PCB环境建模有了新的一套思路,模型活了
8 J- k0 f* n5 u9 }- m4 \1 d% e下面给大家简单介绍一下新版的模型制作。8 V$ f: W; V! H4 c; ?
还是以这个散热器为例,我们先绘制一个散热器的截面图,由于是绘制截面图,我们可以加入更多的细节,比如鳍片上的圆角,甚至鳍片上的波纹。
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  ^1 r  v! q; K  o- m然后我们P-B放置模型,依然选择Extruded,下面颜色还是选那个颜色,高度变成了我们需要的散热器长度了,假定是200mm长8 M" ~/ V! u6 s/ g
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7 A0 f! Z9 {' GOK之后开始围绕刚才绘制的边线放置模型,画线过程中可以按shift+空格来切换走线模式,这点跟交互布线是一样的,完成之后的样子0 x1 U# f5 b8 Z( a5 a0 O

  |7 \8 J/ l4 `, `进入3D模式看看效果,性感的圆角,鳍片与本体之间由宽到窄的角度,是不是感觉很舒服呢,这些在旧版里面几乎是不可完成的任务$ b, W% m& F1 b( ]$ Y

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0 Z7 B' H- G6 t9 a! P: M/ U1 o然后我们双击模型区域,进入刚才放置模型的界面,这里不再是放置模型了,而是编辑模型的属性。
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# V% X5 v0 N; L7 a* @点一下右上角的Convert To STEP,意思就是吧这个模型转换成STEP格式的通用模型,这样我们就可以把这个模型当成普通模型来随便蹂躏了,哈哈,OK退出之后,再次双击模型,又进入了这个界面
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' ~& Q! }* W  L0 j1 R$ r8 n/ A好像不一样了,是的,现在变成了STEP格式的那个操作界面了
& u; [$ z" z+ E7 R+ S/ |现在我们要让这个竖立起来的散热器倒下去,当然就是把Y轴方向旋转90度( v4 l; p( F& ^- r5 H( w
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" n2 [' }- y' l" x" fOK退出之后看看效果8 }2 F+ ?. u- ]# X. h8 Y" K

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1 X5 m9 A( ?+ U4 p/ C爽吧,我们再利用AD里面的各种对齐命令,把散热器摆到想要的地方。
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2 d8 M7 o, C: {- d+ O7 ~1 ^% w然后就可以过河拆桥了,删除掉那些截面图的线,删除掉对齐的参考线,然后再把散热器和MOS管组合。大功告成了,来看看效果,螺钉我就不加了,要加的兄弟可以自己动手加上去。2 J, S  [3 V0 y- i' u7 j

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怎么样,简单吧,光说这个散热器模型制作,14版确实至少可以比之前的版本节约80%的时间。5 U2 i1 M' n) \1 E" e( M

$ \1 Y8 j2 d+ [/ M下面给大家简单介绍一下在AD环境用AD自己制作模型,由于电源行业会用到非常多的非标准器件,其中电感,变压器,散热器这几样东西定制性非常强,基本很难找到有现成的模型来直接使用,这时候就需要自己动手做,下面我们一步一步来做一个散热器,假定现在需要用到这样的一款散热器。. C4 Z  |$ E0 V/ V  ?9 F( @

  o' g  R+ p# ]  ?$ q7 H+ H; L第一步,我们要在AD的PCB编辑环境里面绘制出散热器的长度和宽度,另外还可以画出一条表示散热器本体厚度的参考线
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0 v# X/ `- H. p' Z这个尺寸可以找供应商提供,可以自己动手用卡尺量,当然,也可以目测哈
% @! Q1 w6 Q. S4 l! K画好之后大概就是这个样子了( O" s% C" ~; u+ `" k  H
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第二步,快捷键P-B,调出放置3D模型界面,单选模型类型Extruded,设置模型颜色及透明度,这里白色散热器就选这个白里透点黄的颜色,目的是在实物之后方便与其他模型区分开,透明度当然是拉到最大,表示不透明  D9 v! W# a! t. N2 P

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设置好模型的相对高度及绝对高度,相对高度是指将要产生的这个模型在软件界面上垂直PCB方向上的高度,也就是PCB编辑器中3维基准0点的相对高度,绝对高度是指将要产生的这个模型本身的高度,也就是这个散热器型材的高度,我需要绘制的这个散热器高度是75mm! C1 Z& a8 l6 E' B; @

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设置好之后其他的不用管,按OK之后鼠标变成十字,然后围着以前画好的散热器本体部分点一圈,有点类似PCB画铺铜的那种操作,点完之后右键结束
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1 a% @; b9 p: y, G+ S" H这时候这部分模型就自动出来了,进入3D视图模式看看效果吧
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: Z2 P1 b# b0 N. ?$ {* O
% m% g0 u! k7 N嗯,就是这样的,下面开始画鳍片部分,操作方法一样# }8 J# V: m* |! p1 m. w2 m
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第一片,注意设置偏移高度, y1 F' S' g8 o# y& _0 N7 N8 W
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# s7 Y' `2 {: X4 `  F3 U& J第二片,注意设置偏移高度依次递减
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1 r5 U( @: n5 ?1 A; D3 E第N片,鳍片画完了
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散热器本体和鳍片都画完了,但是散热器还没用完,因为这时候你会发现,鼠标可以随意移动散热器上的任何部件,根本不是一个整体,在设计PCB的时候这当然是不行的,因为这应该是一个整体,在布线或者布局的时候随时有需要调整位置,这样调整位置就杯具了,总不可能一片一片的鳍片移过去吧,除非全部鳍片选中了,整体剪切下来再粘贴到想要的地方。
2 y  b# {" n+ D6 w  A4 s5 x这样不行,根本没有效率可言,对了,PCB不是有个组合功能吗?来试一下!  f7 U0 |+ n6 l, h- ?0 |2 L+ q
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全选之后组合,好了,来移动一下看看效果,按住MOS移动一下,果然组合好了,MOS和散热器边框的丝印都整体移动了,等等,怎么模型还在那,看来AD这个组合根本不支持模型组合。
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% P: X8 F, V) P不对啊,库里面带出来的模型怎么就可以捆绑在一起移动呢,原来软件认为那本来就是元件的一部分,就像焊盘一样,模型只是其中的一个部件,这种后天性的组合不能识别模型,尽管在组合的时候选中了他们,但是软件还是没把他当自家人,这是软件的BUG?
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聪明的设计人员怎么会没有想到呢,其实这个不能用简单的组合,要把他们捆绑在元件里面需要其他的方法,下面我们来操作一遍,把其中一个元件属性打开,比如Q1,去掉其中的Lock Primitives,OK返回6 Y7 z/ ?' b1 c+ m& I

. c0 J/ f5 z& X/ r重新选中所有需要组合的部件,包括MOS,散热器模型和边框线,然后快捷键T-V-A,具体的菜单兄弟们自己去找了哈,之后鼠标变成十字,在Q1(刚才去掉Lock Primitives的元件)上单击一下,会弹出一个对话框,直接确认。然后再试试移动,随便按住散热器什么地方,直接拖动整体都可以一起移动了,散热器已经被认为是Q1的一部分了,为了以防以后误操作,再次进入Q1属性页面,重新勾上Lock Primitives即可,同样的方法,你也可以不捆绑在Q1,可以捆绑成其他某个元件(因为Q1在散热器上的位置也许也要调整呢)
, U3 {, _5 j" Q; K  S. W最后装上螺钉,来几张全家福
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2 Z! L+ t# H# s6 ]6 h看到这些五颜六色,abccba是否有压力?这些元器件是否需要自己一个一个一个地量尺寸建立,如是,是否需要花费很多很多…很多时间呢?
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/ |" o: g6 W' W0 X7 {9 _( o一些标准的器件,比如0805 1206 sot23 TO220以及一些IC器件,都可以在供应商或者其他3D模型论坛及网站有现成的可以下载,但是下载之后还要仔细校对尺寸这是必须的( S/ j5 {0 E6 N+ W
一些非标准的器件,尤其在电源行业,非标准器件非常多,比如各种各样的磁芯,骨架,电感线圈,散热器,接插件等这些,大多需要自己来绘制模型,好在都是一劳永逸的,这次花时间做好模型,下次再做其他产品需要用到同类东西的时候直接调用就行
4 {# ]7 d5 k6 g5 S; ?) ?( s( jAD在这方面相对完善一些,在PCB环境下就可以直接绘制一些3D模型,复杂点的还是需要第三方的专业3D软件来完成,并且可以把下载好的模型或者自己制作的模型,统一编译成AD的标准集成库,这样在设计的时候,就可以像绘制原理图和PCB一样直接调用就可以了0 Y& f0 t, t$ k, G( b1 y4 a
花费时间多不多完全看自己对软件的熟练程度,而且时间这个东西完全是仁者见仁智者见智的,有人愿意蹲在那里连续玩几个小时游戏,觉得时间一点都不多,反而觉得花10分钟做一个模型完全是在浪费青春,嗯,这怎么解。6 ]% h7 V1 H9 ?2 a
给大家看看新版的柔性PCB$ q2 G+ n0 B1 r* A" Y4 U7 Y. S3 t

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给大家分享一下之前做的一块板
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) ~( r, G5 [5 H; `" LAltium designer 14的安装我大概介绍一下步骤,由于手上只有win7的32位的电脑,就无法演示XP32,xp64,win764等系统,具体会有什么问题也无法验证了,但是我相信只要按照步骤一步一步来,应该不会出错的。1 v6 }2 e; |& O9 @
由于这个属于破解软件,无法像正版软件一样提供标准的安装程式(也许是破解的人觉得麻烦了不像费那么多心思重新打包,反正我们最终的目的是运行软件,而不是安装软件)
+ w7 K. c  M6 H! B第一步,下载我上面提供的网盘下载连接,提取码和解压密码也有/ `& H/ k7 G% N7 E" R/ s0 p7 c! \6 A
第二步,找一个硬盘空间足够的地方来解压,解压出来大概也是1.6G的样子
- ~9 X2 N' ]+ m: F/ d第三步,在解压出来的文件夹找到dotNetFx40_Full_x86_x64.exe文件,安装之,这个需要比较久的时间。
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2 @. y& U. P- k! i: h第四步,找到TeighaX_Setup_3.9.0.msi文件,安装之3 d- T, d/ q7 M6 _

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第五步,如果你是32位系统,复制文件_Program Files.exe到目录C:\Program Files  y3 t$ ^7 O( U2 m$ E8 Z3 G) ?
如果你是64位系统,复制_Program Files.exe到目录C:\Program Files (x86). S& a" a# O2 m  x, U8 ]
我是32位,所以。。。
+ j5 C: q9 g+ J+ }( l! L复制完成之后以管理员身份运行,其实这是一个自解压文件,破解者把正常安装时需要安装到这个目录的文件打包成一个exe,然后复制过来运行就是把文件解压出来到这个目录而已
4 j) B* ]+ H6 J( G9 E+ ^' K7 x* C3 P7 n% m' ?: G- N8 d* ~  b
! u" T) T" o) w0 r2 f. v0 O
# ~7 f0 b* ]: _* W/ Y; o( B' p' y1 V
2 P1 U. O, ?4 `7 r
等待解压完成9 e" [# m5 C9 d

% `. O+ I3 h( w. b

' L' e/ r: x( u- K& K, u9 v5 E% b; w) p5 ?

  _/ c8 D8 ^+ u; R8 Q* S  B" q: x8 ]. K
第六步,如果你是win7或者win8的系统,复制 _ProgramData.exe 到目录 %ProgramData%
" x# M7 g6 \/ Q. L9 ~8 q2 I# Z7 e* J2 l4 Q
" m+ b  p* c: |! G% i" W/ {  ?
如果你是XP系统,复制到 C:\Documents and Settings\All Users\Application Data\
5 O) w5 q  s0 M0 Y4 j  ?' @复制完成之后还是以管理员身份运行之% o- k% O& ~1 u. C1 Q
6 s1 \+ S, @) Z# k

! R2 a) {5 l9 Z# @7 j" i
" y/ H  g; P1 ^( @0 R$ x
' C8 W2 s7 p! O, }/ U
9 Q2 \# \( @% Q! q' ~
还是自解压,还是默认目录
3 W" B/ I$ i9 q; o& E
$ e3 q' Q, Y0 ?, e

8 k1 A4 D( X# X) w
5 C! X6 R9 ^" i) V: M" K* W第七步,如果你是win7,win8系统,复制文件 _Users_Public_Documents.exe到目录 C:\Users\Public\Documents
! ~: I2 w: a: a! K+ ~- b" p& Q
" I0 U; ^8 v; J  B  t1 x

  w2 K& \- k( z如果你是XP系统,复制到C:\Documents and Settings\All Users\Documents\
- @/ I6 X2 ]$ n还是继续以管理员身份运行+ Z, j) u& j# g# _* B' O7 [

" q2 b% }+ m( l$ D0 @- q. R
, R6 r; n3 C0 N' d# j" Y
! K5 y. s- I9 O- Z
还是默认目录,继续自解压
) |) P7 p  Y% \% g4 l$ t' W' Z0 D$ U. @
5 N! x9 h$ g4 [. N7 B9 h. ?
( P0 a8 Z4 x7 k- e& v7 C. f
/ w0 p& z% D9 V. y1 E- ~9 u
5 p# n! S0 X6 |! Q9 v+ G
第八步,添加注册表文件
+ d2 p# h; r2 V; d7 N) P: @下载好的文件里面包含4个注册表文件,8 R: J/ y9 l' F' }! k  v
32位win7,win8使用Altium_x32.reg
' _, B; d" x+ k; t1 K64位win7,win8使用Altium_x64.reg
/ p! {& ?/ r/ Z# y0 H1 ?8 J+ J2 c32位XP使用 Altium_x32XP.reg6 s4 R7 Y9 f5 a( w! w, w
64位XP使用Altium_x64XP.reg3 `5 o, ]) J( r$ I
找到对应自己系统的注册表文件,直接双击,中途会弹出确认对话框,确认添加即可9 V( K; I; E4 T$ m. F" h
第九步,创建快捷方式  `5 `( X7 |4 A8 K1 h$ {  s( l
32位系统,到目录C:\Program Files\Altium\AD14\. M6 A7 w. p1 o7 V7 z
64位系统,到目录C:\Program Files (x86)\Altium\AD14\0 T! T, b, q' H/ j. ~& K) T8 V
就是上面第五步解压出来的文件夹9 _! k6 z" J* ?0 E0 X
找到DXP.EXE文件,右键发送到桌面快捷方式
: y, i7 m# I& G% p& l6 k第十步,运行DXP.EXE文件,添加许可文件,许可文件在下载解压出来的文件夹Licenses里面找,一共有14个,选择其中一个添加即可,然后就没有然后了。2 c" ]5 }: i( c8 f2 A) Q+ ?5 h
安装完成,运行正常+ n: W) v$ j$ G- g* b  ]6 K

& n; B1 V5 R% K3 l* u
& Z) i' J2 D- C' O; [, D0 r. d友情提示,由于是破解版软件,且都是傻瓜式的复制解压到目录的安装方法,然后直接导入注册表,所以不要擅自更改安装目录,以免安装失败或以后有些莫名其妙的问题。( j0 y9 K/ k) N( m1 y1 D- G, ^2 I

+ K0 k+ g9 w+ g  k! Y/ p/ p$ {2 M4 i7 @' q

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摇滚孤魂 发表于 2018-10-13 18:45:34 | 显示全部楼层
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如此VS甚好 发表于 2018-12-21 14:10:51 | 显示全部楼层
模型在哪里下的?
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sk454968999 发表于 3 天前 | 显示全部楼层
那里下载啊
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