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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
 

8 {& ~$ b/ m5 P; o$ ^pcb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。3 \/ w( S7 k0 Z  S' t+ {9 b
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
2 {& j% V! d( q& d1,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
, |0 i. K" P8 e2 ^. o" x3 k1 Y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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2,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. o+ I7 g. K$ `' t1 ~  l. r
例如这样布局行吗
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' l8 p. o3 V) M, S# z8 g: @' F6 N8 z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2 T- P1 P, c* y; L6 \6 Z5 N4 I1 R$ K
5分钟后0 V7 T) t  O; I" R+ d

! n" n! m" C% M. C  J1 X4 {' O这样比较合理,就这么办
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, q5 E8 U8 T1 G6 M" `3,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
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甚至是某一块小板作为子板,装配在母板上
4 x6 W/ F2 ~; |6 |; Q5 k2 I比如$ q, |. O1 H( l; b
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. K2 r) H9 _6 Q1 L. W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3 d# v8 Z8 q: b' |, q+ m; G- d7 m

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更多模型效果,正面 背面
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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
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8 s/ U6 `2 e: j2 r* Z3 L. J9 g- J
6 u8 S$ A4 G8 Q3 R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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% e; d+ u; V" Z0 b2 a4 q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
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2 h+ L/ e: x% b2 e2 }( q/ v2 B5 s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" t) y& S2 @/ O8 U

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% Y& b: I8 ]/ r/ C# x, l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" l& ]3 ~. b( T/ P# t, W+ l
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4 Q! [* A3 u9 y4 W下面我们来开始制作一个简单的3D库元件( J/ t! U- K; j7 `
我现在有一个ssop-24的IC元件库封装,但是没有3D模型0 X6 F; S$ y% b/ ^! X$ h! e
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我们到神一般的网站上找找看
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输入ssop-24,出来很多) @  o% M7 I, p5 e. t5 P4 L

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) V+ \* v0 Z( v  U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: Z. k+ D' o$ j& w1 y1 G

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& |$ `* ?% M4 @- Q* estep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7 w  S# x% @4 }$ A' u% [

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. `0 h; w5 v9 w$ r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; [* ]" e! _; F% K. p- e' I+ M
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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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OK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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6 t+ c0 Y/ e8 ~) p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1 ~1 A9 ]/ w" ]2 W
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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
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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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5 l2 W9 t6 c1 g' M* t( ~最后摆多几个造型,再拍几张3 @2 b9 K, u  @3 _6 S% H
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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% s9 t1 `: K+ C. Q' \4 ?
下面给大家简单介绍一下新版的模型制作。9 }0 o/ Q& k* e% ]) t$ `
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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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
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OK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 j! ~9 l) ^/ i+ I
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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
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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。: x1 }' g. c- ]' o4 i. M2 C, p
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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/ W% ^% s7 u# B5 g% a

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好像不一样了,是的,现在变成了STEP格式的那个操作界面了
4 l0 z& m. Z: o3 v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
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- v: L: z2 C3 F/ Q7 l! x" h; v+ ^OK退出之后看看效果
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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。4 d6 }+ t& G6 F- p4 v+ j3 V% b: J7 h+ ^

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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。' B: J8 K' p1 x7 \/ W0 \
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1 h  c  N8 N9 R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。
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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。
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! p  p" b# w0 B- u/ D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9 Q0 H4 D8 ^' {9 r
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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% B' |9 O( |  ~, T: {
画好之后大概就是这个样子了
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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: Q7 t  L' Z* k/ E0 D' \
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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
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1 _* N+ r4 V  W/ ], \- F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2 D+ y' o4 p3 q

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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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嗯,就是这样的,下面开始画鳍片部分,操作方法一样
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2 o  @0 D. z6 c4 X7 E% F! V5 ^第一片,注意设置偏移高度, k+ v" ?0 e% a% |& z) X5 r
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1 N3 v. d0 o  t: a* l( _9 c4 H6 {第二片,注意设置偏移高度依次递减
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0 N+ h3 e1 |7 J" k" F$ a* N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。
6 a3 S* I5 ]8 j# L+ s; |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!& T! F) \/ X1 d6 e( \, y
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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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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?& l  g1 S/ `' z) _. Z6 D
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# G, v3 \5 \6 R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2 I8 k0 F% n! k8 ~& I! s1 q8 k8 H
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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)5 y& ^% v, U, p# v
最后装上螺钉,来几张全家福
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) u- M# k9 [& B' ]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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7 n3 o% U6 X5 e& x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- g8 o/ T0 C7 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9 C* T7 K2 U9 v' `, ]  r0 ?$ b$ |+ n
AD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  |2 k  H( }. f# b
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。
( Q  q5 Y$ k( I& X# O( o; \给大家看看新版的柔性PCB; M$ f0 a# W7 N# @$ Y
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0 \# H1 B8 R0 t5 N; f给大家分享一下之前做的一块板
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9 p2 k" m8 r$ ?) u& JAltium 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。# _- x. a8 M, Q8 n# K9 I& n4 g
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): i3 b3 Q+ N8 Q$ m
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, x$ ^" O3 @# v; R+ O! ^/ Z2 L- R
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, Q" _- ~1 u( Z
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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第四步,找到TeighaX_Setup_3.9.0.msi文件,安装之
# b9 w: w+ L, n/ P+ d. W& p9 C
1 O4 R, @6 K1 S( w

7 X- U/ Q7 x" K, ~- R2 D1 A5 u* p5 z6 L1 F1 F
3 B3 T7 w# L# Y; @
6 w3 b9 A3 r( U: j- f6 U; v. S, G
7 r3 E& n, b& L" H: O
7 H& {2 P' ]- ~2 U5 \$ \0 p
; g$ Q, x& F+ E! r4 U+ Z6 D/ C# p
第五步,如果你是32位系统,复制文件_Program Files.exe到目录C:\Program Files( D( {1 m0 Y1 u4 e; x( s
如果你是64位系统,复制_Program Files.exe到目录C:\Program Files (x86)
- F8 w1 Q- F9 [# ~0 s& j! D我是32位,所以。。。
' M; u2 y1 F( y5 ?- N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
, @+ d; x; }9 V: E+ U4 D8 c/ J8 T

. k" J( M9 V) S3 M4 v' x2 n% x& W  @8 V; T
8 f4 G$ w/ K& U$ P6 R( V
等待解压完成( z3 K; G  y& y0 D! T5 l4 S& U
& ^" K8 j! ^, q! o+ N& T) b4 P

$ Q: ^* f( t6 A3 |( S  Z) u+ X. J* v- Y& X7 j. y5 ?% J/ {

) S  j9 v6 p& n  g+ Y  O# t1 q9 P/ Q* L, H: X, @* G
第六步,如果你是win7或者win8的系统,复制 _ProgramData.exe 到目录 %ProgramData%
' L* B* d& D2 {0 v" p# `5 I1 U. ~. V
3 n6 l# o0 K, d% {# C
如果你是XP系统,复制到 C:\Documents and Settings\All Users\Application Data\
6 y6 t* f' t) m2 h, n6 U复制完成之后还是以管理员身份运行之
& {& f( M5 C% R- ^5 e8 k
0 f/ }& X  E5 h: z1 \3 {
/ C" H; z+ v" g4 p
/ e& m: J* r, I( y4 w
5 N2 @. `  B/ k1 U

$ e) W: T2 H& `3 B+ r1 d% r3 H- q还是自解压,还是默认目录7 x& d/ V/ d, V" e/ [
. m6 x! A- [, J3 P- u

( D; u+ z! O5 p1 P% Q- p; }7 P% u' y( A  ?& h0 q! l- f
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\Documents2 a) x" i/ ^0 X- v4 k# v4 A
1 r* j$ J8 P- Z, L* C$ z: m
# O9 |4 J7 N- y* O, o
如果你是XP系统,复制到C:\Documents and Settings\All Users\Documents\
* S$ A8 P7 j' M还是继续以管理员身份运行/ B. p8 Y0 e  p

* H3 v! E6 n# Z/ a- U& p
1 \: q- r2 H" M3 e9 V" m+ c+ p' e% `2 E
3 S( Y1 W; ~$ `% X; k8 b
还是默认目录,继续自解压
/ Q* ^( [) I5 [5 c+ J- M9 S4 I) x2 K
  T% B- c( I2 I
; m& X% E- ~1 L/ U7 \  B( ]
% e' R8 M0 M' c1 {
$ j2 }9 ?& u7 v' W# S, M8 B

( w$ E/ {% C# {2 k- ]* ~+ e第八步,添加注册表文件
0 r) C7 _5 j$ E2 c下载好的文件里面包含4个注册表文件,9 z. A5 ^, T7 t
32位win7,win8使用Altium_x32.reg
" P1 [5 R! L* C9 x! P64位win7,win8使用Altium_x64.reg
! v0 Z8 R! b7 N- @' l32位XP使用 Altium_x32XP.reg- [+ q; e' ?, }, ]1 o7 @
64位XP使用Altium_x64XP.reg
$ v( ]7 ?6 T$ E1 J! y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
$ k3 ~, ]* k8 d% y第九步,创建快捷方式
  t/ b# \1 _3 a# c. J* Y6 J6 w/ O32位系统,到目录C:\Program Files\Altium\AD14\1 v) c  o$ S: R( b9 o+ k: z
64位系统,到目录C:\Program Files (x86)\Altium\AD14\1 E1 I0 I% f# Z# D
就是上面第五步解压出来的文件夹1 a. @& Q% D* O# H, y* Z) D# ?
找到DXP.EXE文件,右键发送到桌面快捷方式
+ g8 a1 a3 {* W, @0 Q& b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。* G: Q( @; E% v$ {8 |" E
安装完成,运行正常7 p) y: I: M" H) [& K0 E
9 o% ]& F8 z5 q5 [2 B. [8 o
& k* u9 O( {  X
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。
9 Y4 B8 K. Y. P, Z7 I2 Y: a/ \% B9 b5 E  c, N

/ L' k9 H6 w6 F3 v# \: C$ f

 

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