ProteusARES的PCB設(shè)計

1、第9章 Proteus ARES的PCB設(shè)計v9.1 Proteus ARES編輯環(huán)境9.1.1 Proteus ARES工具箱圖標(biāo)按鈕9.1.2 Proteus ARES菜單欄v9.2 印制電路板(PCB)設(shè)計流程v9.3 為元件指定封裝v9.4 元件封裝的創(chuàng)建9.4.1 放置焊盤9.4.2 分配引腳編號9.4.3 添加元件邊框v9.5 網(wǎng)絡(luò)表的導(dǎo)入v9.6 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置9.6.1 設(shè)置電路板的工作層9.6.2 環(huán)境設(shè)置9.6.3 柵格設(shè)置9.6.4 路徑設(shè)置v9.7 編輯界面設(shè)置 9.4.4 元件封裝保存v9.8 布局與調(diào)整9.8.1 自動布局9.8.2 手工布局9.8.3 調(diào)整元件標(biāo)注v

2、9.9 設(shè)計規(guī)則的設(shè)置9.9.1 設(shè)置設(shè)計規(guī)則9.9.2 設(shè)置默認(rèn)設(shè)計規(guī)則v9.10 布線9.10.1 手工布線9.10.2 自動布線9.10.3 自動整理v9.11 設(shè)計規(guī)則檢測v9.12 后期處理及輸出9.12.1 PCB敷銅9.12.2 PCB的三維顯示9.12.3 PCB的輸出v9.13 多層PCB電路板的設(shè)計vProteus不僅可以實現(xiàn)高級原理圖設(shè)計、混合模式SPICE仿真，還可以進(jìn)行PCB(Printed Circuit Board)系統(tǒng)特性設(shè)計以及手動、自動布線，以此來實現(xiàn)一個完整的電子系統(tǒng)設(shè)計。本章將舉例(以SAMPLESSchematic & PCB LayoutCp

3、u.DSN為例)講述怎樣針對一個完成了的原理圖進(jìn)行PCB設(shè)計。內(nèi)容基本按照PCB的設(shè)計順序來安排。v基于高性能網(wǎng)表的ARES PCB(ARES，Advanced Routing and Editing Software)設(shè)計軟件完全補足了ISIS。ARES PCB設(shè)計系統(tǒng)是一個具有32位數(shù)據(jù)庫，能夠進(jìn)行元件自動布局、撤銷和重試的，具有自動布線功能的超強性能的PCB設(shè)計系統(tǒng)，其自動布局和自動布線工具使PCB的設(shè)計盡可能地簡便，復(fù)雜的工作盡量都由計算機(jī)來完成。同時，ARES也支持手動布線，系統(tǒng)限制相對較少。ARES PCB設(shè)計系統(tǒng)的主要特性表現(xiàn)在以下幾個方面：有16個銅箔層，2個絲印層和4個機(jī)械層

4、；能夠?qū)⒃M(jìn)行任意角的布置；在放置元件時能夠自動生成飛線(Ratsnest)和力向量；具有理想的基于網(wǎng)表的手工布線系統(tǒng)；物理設(shè)計規(guī)則檢測功能可以保證設(shè)計的完整性；具有超過1000種標(biāo)準(zhǔn)封裝的元件庫；具有完整的CADCAM輸出以及嵌板工具；當(dāng)用戶修改了原理圖并重新加載網(wǎng)表，ARES將更新相關(guān)聯(lián)的元件和連線。同理，ARES中的變化也將自動地反饋到原理圖中。運行“開始”“程序”“Proteus 7 Professional”“ARES 7 Professional”，出現(xiàn)如圖9-1所示的Proteus ARES編輯環(huán)境。點狀的柵格區(qū)域為編輯窗口，左上方為預(yù)覽窗口，左下方為元器件列表區(qū)，即對象選擇器

5、。其中，編輯窗口用于放置元器件，進(jìn)行連線等；預(yù)覽窗口可顯示選中的元件以及編輯區(qū)。同Proteus ISIS編輯環(huán)境相似，在預(yù)覽窗口中有兩個框，藍(lán)框表示當(dāng)前頁的邊界，綠框表示當(dāng)前編輯窗口顯示的區(qū)域。在預(yù)覽窗口上單擊，并移動鼠標(biāo)指針，可以在當(dāng)前頁任意選擇當(dāng)前編輯窗口。下面分類對編輯環(huán)境作進(jìn)一步介紹。9.1 Proteus ARES編輯環(huán)境9.1.1 Proteus ARES工具箱圖標(biāo)按工具箱圖標(biāo)按鈕鈕Proteus ARES編輯環(huán)境當(dāng)中提供了很多可使用的工具，如圖9-1左側(cè)所示，選擇相應(yīng)的工具箱圖標(biāo)按鈕，系統(tǒng)可提供相應(yīng)的操作工具。圖9-1 Proteus ARES編輯環(huán)境圖9-1 Proteus

6、ARES編輯環(huán)境 (1) 放置和布線工具按鈕Selection按鈕 ：光標(biāo)模式，可選擇或編輯對象。Component按鈕 ：放置和編輯元件。Package按鈕 ：放置和編輯元件封裝。Track按鈕 ：放置和編輯導(dǎo)線。Via按鈕 ：放置和編輯過孔。Zone按鈕 ：放置和編輯敷銅。Ratsnest按鈕 ：輸入或修改連線。Connectivity Highlight按鈕 ：以高亮度顯示連接關(guān)系。(2) 焊盤類型圖標(biāo)按鈕Round Through-hole Pad按鈕 ：放置圓形通孔焊盤。Square Through-hole Pad按鈕 ：放置方形通孔焊盤。DIL Pad 按鈕 ：放置橢圓形通孔焊盤

7、。Edge Connector Pad按鈕 ：放置板插頭(金手指)。Circular SMT Pad按鈕 ：放置圓形單面焊盤。Rectangular SMT Pad按鈕 ：放置方形單面焊盤，具體尺寸可在對象選擇器中選。Polygonal SMT Pad按鈕 ：放置多邊形單面焊盤。Padstack按鈕 ：放置測試點。 (3) 二維圖形(2D graphics)模式圖標(biāo)按鈕2D Graphics Line按鈕 ：直線按鈕，用于繪制線。2D Graphics Box按鈕 ：方框按鈕，用于繪制方框。2D Graphics Circle按鈕 ：圓形按鈕，用于繪制圓。2D Graphics Arc按鈕 ：

8、弧線按鈕，用于繪制弧線。2D Graphics Closed Path按鈕 ：任意閉合形狀按鈕，用于繪制任意閉合圖形。2D Graphics Text按鈕 ：文本編輯按鈕，用于插入各種文字說明。2D Graphics Symbols按鈕 ：符號按鈕，用于選擇各種二維符號元件。2D Graphics Markers按鈕 ：標(biāo)記按鈕，用于產(chǎn)生各種二維標(biāo)記圖標(biāo)。Dimension按鈕 ：測距按鈕，用于放置測距標(biāo)識。9.1.2 Proteus ARES菜單欄菜單欄Proteus ARES主菜單欄如圖9-2所示。圖9-2 Proteus ARES菜單欄各菜單說明如下?！拔募辈藛斡糜谛陆ā⒈４?、導(dǎo)入文件

9、等?！拜敵觥辈藛斡糜趯⒃O(shè)計好的PCB文件輸出到圖紙或保存為其他格式的文件?！安榭础辈藛斡糜诓榭唇缑嬖丶翱s放視圖等?！熬庉嫛辈藛斡糜诔蜂N或重復(fù)操作、復(fù)制粘貼元件、新建及編輯元件。圖9-2 Proteus ARES菜單欄 “庫”菜單用于從庫中選擇元件/圖形或?qū)⒃?圖形保存到庫?！肮ぞ摺辈藛翁峁┝硕鄠€用于對元件/圖形元素進(jìn)行調(diào)整和編輯的命令，如自動軌跡選擇、自動元件名管理、自動布線、斷線檢查等。“系統(tǒng)”菜單提供了多個屬性設(shè)置命令，如設(shè)置層顏色、環(huán)境設(shè)置、板層設(shè)置、模板設(shè)置、繪圖設(shè)置等?！皫椭辈藛翁峁┝吮姸鄮椭鷥?nèi)容和條目，讀者在學(xué)習(xí)過程中遇到問題時，可從中查找相應(yīng)的解決方法。9.2 印制電路板印

10、制電路板(PCB)設(shè)計流程設(shè)計流程印制電路板設(shè)計的一般步驟如下：1. 繪制原理圖這是電路板設(shè)計的先期工作，主要是完成原理圖的繪制，包括生成網(wǎng)絡(luò)表。當(dāng)然，有時也可以不進(jìn)行原理圖的繪制，而直接進(jìn)入PCB設(shè)計系統(tǒng)。原來用于仿真的原理圖需將信號源及測量儀表的接口連上適當(dāng)?shù)倪B接器。另外，要確保每一個元器件都帶有封裝信息。2. 規(guī)劃電路板在繪制印制電路板之前，用戶要對電路板有一個初步的規(guī)劃，比如說電路板采用多大的物理尺寸，采用幾層電路板(單面板、雙面板或多層板)，各元件采用何種封裝形式及其安裝位置等。這是一項極其重要的工作，是確定電路板設(shè)計的框架。 3. 設(shè)置參數(shù)參數(shù)的設(shè)置是電路板設(shè)計中非常重要的步驟。設(shè)

11、置參數(shù)主要是設(shè)置元件的布置參數(shù)、層參數(shù)、布線參數(shù)等。一般說來，有些參數(shù)采用其默認(rèn)值即可。4. 裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝網(wǎng)絡(luò)表是電路板自動布線的靈魂，也是原理圖設(shè)計系統(tǒng)與印制電路板設(shè)計系統(tǒng)的接口，因此這一步也是非常重要的環(huán)節(jié)。只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入之后，才可能完成對電路板的自動布線。元件的封裝就是元件的外形，對于每個裝入的元件必須有相應(yīng)的外形封裝，才能保證電路板設(shè)計的順利進(jìn)行。 5. 元件的布局元件的布局可以讓軟件自動布局。規(guī)劃好電路板并裝入網(wǎng)絡(luò)表后，用戶可以讓程序自動裝入元件，并自動將元件布置在電路板邊框內(nèi)。當(dāng)然，也可以進(jìn)行手工布局。元件布局合理后，才能進(jìn)行下一步的布線工作。6. 自動布線如果相關(guān)的參數(shù)

12、設(shè)置得當(dāng)，元件的布局合理，自動布線的成功率幾乎是100% 7. 手工調(diào)整自動布線結(jié)束后，往往存在令人不滿意的地方，需要手工調(diào)整。8. 文件保存及輸出完成電路板的布線后，保存完成的電路線路圖文件。然后利用各種圖形輸出設(shè)備，如打印機(jī)或繪圖儀輸出電路板的布線圖。 9.3 為元件指定封裝為元件指定封裝為正確完成PCB設(shè)計，原理圖的每一個元件，必須帶有封裝信息。在ISIS軟件中添加元器件時，多數(shù)已自動為元件配置了一個封裝，但這個封裝并不一定很適合你的設(shè)計。另外，有部分元件可能沒有封裝信息，因此就需要重新為元件添加合適的封裝。下面以SAMPLESSchematic & PCB LayoutCpu.

13、DSN(如圖9-3所示)中元件C1為例來說明。圖9-3 原理圖Cpu.DSN打開C1的屬性對話框，如圖9-4所示。單擊“PCB Package”后面的按鈕，打開封裝選擇對話框(前提是已經(jīng)安裝了ARES)，如圖9-5所示。把“Keywords”中內(nèi)容刪掉，在右邊封裝列表中選擇一個合適的內(nèi)容，單擊“OK”按鈕完成。圖9-4 元件屬性對話框圖9-5 封裝選擇對話框采用同樣的方法，對原理圖中所有元件定義或修改封裝信息。調(diào)整好元件的封裝后，選擇菜單【Tools】【Netlist Compiler】，接著打開“Netlist Compiler”設(shè)置對話框，上面的設(shè)置保持默認(rèn)就行了，單擊“OK”生成網(wǎng)表文件

14、。 9.4 元件封裝的創(chuàng)建元件封裝的創(chuàng)建系統(tǒng)提供的封裝庫包含了較豐富的內(nèi)容，有通用的IC、三極管、二極管等大量的穿孔元件封裝庫，有連接器類型封裝庫，還有包含所有分立元器件和集成電路的SMT類型封裝庫。但是對于系統(tǒng)元件庫中沒有的封裝，就需要自行創(chuàng)建新的元件封裝。下面以如圖9-6所示封裝為例，來介紹元件封裝的創(chuàng)建方法。 圖9-6 八段LED數(shù)碼顯示器封裝及安裝尺寸(單位：th)9.4.1 放置焊盤放置焊盤(1) 在Proteus ISIS編輯環(huán)境下，選擇【Tools】【Netlist to ARES】(“Alt+A”)，或是單擊ARES圖標(biāo)，進(jìn)入PCB設(shè)計軟件ARES界面。當(dāng)然也可以直接運行Pro

15、teus ARES，進(jìn)入其編輯界面。(2) 在ARES窗口左側(cè)的工具箱中選擇“Square Through-hole Pad”圖標(biāo)，這時對象選擇器中列出了所有正方形焊盤的內(nèi)徑和外徑尺寸，這里選擇S-70-30(其中S表示正方形焊盤，70為其外徑尺寸，30為其內(nèi)徑尺寸)，將其擺放于原點處，作為引腳1的焊盤。單擊列表框上面的，彈出如圖9-7所示對話框，設(shè)置完成后單擊“OK”，可建立新的焊盤；選中列表中其中一焊盤尺寸，單擊按鈕，彈出如圖9-8所示對話框，可對選中的焊盤進(jìn)行修改。圖9-7 創(chuàng)建新焊盤對話框 圖9-8 修改方形焊盤對話框(3) 在ARES窗口左側(cè)的工具箱中選擇“Round Through

16、-hole Pad”圖標(biāo)，在坐標(biāo)(150，0)處單擊擺放焊盤C-70-30。(4) 單擊工具欄，切換為光標(biāo)操作，再單擊放置的圓形焊盤使其處于選中狀態(tài)，選擇【Edit】【Replicate】菜單項，彈出復(fù)制對話框，具體設(shè)置如圖9-9所示。在圖9-9中，“X-Step”為X方向步進(jìn)尺寸，這里設(shè)置為150th；“Y-Step”為Y方向步進(jìn)尺寸，這里設(shè)置為0；“No. of Copies”為復(fù)制的數(shù)目，這里選為3個；“Re-Annotation”為重新標(biāo)注設(shè)置，當(dāng)復(fù)制元器件時使用此項，如果設(shè)為1，可使復(fù)制的元件標(biāo)注增1。單擊“OK”后系統(tǒng)自動復(fù)制出兩個圓形焊盤，在第一個圓形焊盤的基礎(chǔ)上以此間距150t

17、h，如圖9-10所示。 圖9-9 復(fù)制對話框 圖9-10 復(fù)制焊盤 (5)單擊最右側(cè)的圓形焊盤，使其被選中，選擇【Edit】【Replicate】菜單項，彈出“Replicate”對話框，“X-Step”設(shè)為0，“Y-Step”設(shè)為800th，“No. of Copies”設(shè)為1，單擊“OK”按鈕，擺放右上角焊盤，如圖9-11所示。圖9-11 復(fù)制出右上角焊盤(a) Replicate對話框 (b) 復(fù)制出左上角的四個焊盤圖9-12 放置上面左邊的焊盤v (6) 按照同樣的方法選中圖9-11中右上角焊盤，選擇【Edit】【Replicate】菜單項，按照圖9-12(a)設(shè)置“Replicate

18、”對話框，即可復(fù)制出上面左邊的四個焊盤，如圖9-12(b)所示。圖9-13 編輯引腳編號對話框 圖9-14 分配好編號的焊盤 v9.4.2 分配引腳編號分配引腳編號如圖9-12所示，放置焊盤之后，各個引腳沒有編號，下面為各引腳分配編號。(1) 右鍵單擊方形焊盤，選擇快捷菜單中的“Edit Properties”選項，彈出“Edit Single Pin”對話框，按如圖9-13進(jìn)行設(shè)置。其中，“Layers”表示所在的層，“Style”表示焊盤類型，“Relief”為熱風(fēng)焊盤尺寸，“Net”為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，“Number”為引腳標(biāo)號，“Lock Position”為鎖定位置。(2) 單擊“OK”按鈕

19、，完成第一個引腳的編號分配。(3) 按照同樣方法，為其他引腳分配編號。分配好編號的焊盤如圖9-14所示。9.4.3 添加元件邊框添加元件邊框v完成了焊盤的放置，接著需要為元件添加邊框。v(1) 在ARES工具欄中選中 ，并將左下角當(dāng)前層設(shè)為絲印層 ，在編輯區(qū)內(nèi)按照圖9-6所示尺寸畫一個元件邊框，如圖9-15所示。圖9-15 添加絲印層邊框 v注意：編輯區(qū)的下方，中間是X方向坐標(biāo)，v靠右邊是Y方向坐標(biāo)。v(2) 單擊工具欄中 按鈕，在左側(cè)“MARKERS”列表框中選擇“ORIGIN”，單擊方形焊盤(或元件的第一個引腳)，確定封裝原點。v(3) 在“MARKERS”列表框中選擇“REFERENCE

20、”，在絲印框中單擊添加“REF”。v(4) 在“MARKERS”列表框中選擇“VALUE”，在絲印框中單擊添加“VAL”。9.4.4 元件封裝保存元件封裝保存v完成一個元器件的封裝設(shè)計之后，需要將其保存起來以便今后調(diào)用。(1) 單擊右鍵并拖動鼠標(biāo)指針，選中設(shè)計完成的封裝，選擇【Library】【Make Package】菜單項，彈出“Make Package”對話框，按如圖9-16所示進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。圖9-16 保存封裝對話框v其中，“New Package Name”為新封裝名稱，“Package Category”為封裝類別，“Package Type”為封裝類型，“Package Sub-

21、category”為封裝子類別，“Package Description”為封裝描述，“Advanced Mode(Edit Manually)”為高級模式(手工編輯)，“Save Package To Library”為保存封裝到指定庫中。(2) 單擊“OK”按鈕，將該封裝保存于“USERPKG”庫中。(3) 在拾取封裝的窗口中即可找到此元件，如圖9-17所示。這時此元件封裝就可以正常使用了。(4) 退出ARES編輯界面。圖9-17 拾取封裝對話框9.5 網(wǎng)絡(luò)表的導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表的導(dǎo)入v生成網(wǎng)表文件之后緊接的工作就是將網(wǎng)表文件導(dǎo)入到ARES。具體有以下兩種方法。v方法一：單擊菜單【Tools】【N

22、etlist to ARES】，這樣系統(tǒng)會自動啟動ARES(也可以利用工具欄的相應(yīng)按鈕來完成這一操作)，同時將網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入。如圖9-18所示。v如果在ISIS中存在未指定封裝類型的元件，在導(dǎo)入ARES時會出現(xiàn)一個“Package Selector”對話框，允許為未指定封裝的元件選擇封裝。例如，將上例圖9-13中電容C1的封裝屬性刪除，則在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表時會出現(xiàn)如圖9-19所示元件封裝選擇對話框。圖中，“Package”為封裝類型，“Libraries”為封裝所在的庫，“Component”為元器件的參數(shù)，“Abort”為不指定封裝類型，“Skip”為忽略指定某個元器件的封裝。用戶可以在“Librar

23、ies”中選擇一個合適的庫，然后在“Package”的封裝類型列表中選擇一個封裝類型，單擊“OK”即可為該元件指定一個封裝，如圖9-19所示。圖9-18 ARES界面圖9-19 元件封裝選擇對話框v方法二：在為原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表文件時，如果已將網(wǎng)絡(luò)表保存為“*.TXT”文件或是“*.SDF”文件，則導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表的方法也可以按照下面步驟操作。v選擇“開始程序Proteus 7 ProfessionalARES 7 Professional”，打開ARES系統(tǒng)，然后選擇【File】【Load Netlist】，出現(xiàn)一個“Load Netlist”對話框，如圖9-20所示。 在圖9-20中找到所保存的網(wǎng)

24、絡(luò)表文件(“*.TXT”文件或“*.SDF”文件)，即可導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，同樣可以得到如圖9-18所示界面。圖9-20 Load Netlist對話框9.6 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置9.6.1 設(shè)置電路板的工作層設(shè)置電路板的工作層v進(jìn)入ARES并導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表之后，需要對PCB的工作層面進(jìn)行設(shè)定。v1. 設(shè)置電路板層數(shù)選擇【System】【Set Layer Usage】菜單項，彈出“Set Layer Usage”對話框，如圖9-21所示。圖9-21 設(shè)置板層對話框v這里顯示了電路板的14個內(nèi)部層(不包括電路板的頂層(Top Copper)和底層(Bottom Copper)和4個機(jī)械層，可根據(jù)需要進(jìn)

25、行勾選。比如我們需要設(shè)計一個雙層板，則圖9-21中的內(nèi)部層都不用選擇，機(jī)械層可以選擇一個(如圖9-21所顯示那樣)。v然后，單擊“OK”確定，并關(guān)閉對話框。v2. 設(shè)置層的顏色v選擇【System】【Set Colours】菜單項，彈出“Set Colours”對話框，如圖9-22所示。圖9-22 板層顏色設(shè)置 這里給出了所有工作層的默認(rèn)顏色。單擊顏色塊，可出現(xiàn)一個選擇顏色的顯示框，用于改選其他顏色，不過這里建議用戶一般還是使用默認(rèn)顏色比較好，這樣可增加圖的易讀性。3. 定義板層對ARES系統(tǒng)可以將兩個板層定義為一對，例如頂層(Top Copper)和底層(Bottom Copper)，這樣在

26、設(shè)計Top Copper時，可以用空格鍵將系統(tǒng)切換到Bottom Copper，反之亦然。具體步驟如下：選擇【System】【Set Layer Pairs】菜單項，彈出“Edit Layer Pairs”對話框，如圖9-23所示。在“Top”后面的方框內(nèi)可選擇與“Top”成對的工作層，默認(rèn)為“Bottom Copper”，在“Bottom”后面的方框內(nèi)可選擇與“Bottom”成對的工作層，默認(rèn)為“Top Copper”。其他選擇方法一樣。圖9-23 Edit Layer Pairs對話框9.6.2 環(huán)境設(shè)置環(huán)境設(shè)置選擇【System】【Set Environment】菜單項，彈出“Envir

27、onment Configuration”對話框，如圖9-24所示。圖9-24 環(huán)境設(shè)置對話框主要可對以下內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。自動保存的時間間隔；可撤銷操作的次數(shù)；對選擇工具延時時間；File欄顯示文件個數(shù)；飛線(Ratsnest)的再連接延時。 9.6.3 柵格設(shè)置柵格設(shè)置選擇【System】【Set Grids】菜單項，彈出“Grids Configuration”對話框，如圖9-25所示?？煞謩e對英制和公制的柵格尺寸進(jìn)行設(shè)置。無論是公制還是英制，系統(tǒng)都提供了三種快捷方式對其尺寸可以進(jìn)行實時調(diào)整，分別使用的是F2、F3、F4。圖9-25 柵格設(shè)置對話框9.6.4 路徑設(shè)置路徑設(shè)置選擇【Syste

28、m】【Set Paths】菜單項，彈出“Path Configuration”對話框，如圖9-26所示。圖9-26 默認(rèn)路徑設(shè)置對話框此對話框可用于設(shè)置初始文件夾及庫文件夾的默認(rèn)路徑。另外，在使用第三方軟件時，需在此分別增加“model”和“l(fā)ibrary”。此外，選擇【System】【Set Template】System菜單項，還可進(jìn)行模板設(shè)置，這里不再詳細(xì)說明。9.7 編輯界面設(shè)置編輯界面設(shè)置1. 編輯器界面的縮放編輯界面的大小可以通過菜單的【View】【Zoom】命令或者是下述的功能鍵進(jìn)行控制。按“F6”鍵，可以放大電路圖，連續(xù)按會不斷放大，直到最大；按“F7”鍵，可以縮小電路圖，連續(xù)

29、按會不斷縮小直到最??；(以上兩種情況無論哪種都以當(dāng)前鼠標(biāo)位置為中心重新顯示。)按“F8”鍵，可以把一整張圖縮放到完整顯示出來。無論在任何時候，都可以使用此功能鍵控制縮放，即便是在滾動和拖放對象時也可以。按著“Shift”鍵，同時在一個特定的區(qū)域用鼠標(biāo)左鍵拖一個框，則框內(nèi)的部分就會被放大，這個框可以是在編輯窗口內(nèi)拖，也可以是在預(yù)覽窗口內(nèi)拖。v2. 編輯器界面的其他設(shè)置v選擇【View】【Redraw】菜單項，或者使用快捷鍵“R”，也可以使用工具欄中 按鈕，能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行刷新顯示。v選擇【View】【Flip】菜單項，或者使用快捷鍵“F”，也可以使用工具欄中 按鈕，能夠使整個電路鏡像翻轉(zhuǎn)。v選擇【

30、View】【Grid】菜單項，或者使用快捷鍵“G”，也可以使用工具欄中 按鈕，能夠使編輯區(qū)顯示柵格或取消柵格。v選擇【View】【Layers】菜單項，或者使用快捷鍵“Ctrl+L”，也可以使用工具欄中 按鈕，可以打開一個如圖9-27所示層的顯示設(shè)置框，可以選擇哪些層被顯示，哪些不需顯示。其中右下角“Ratsnest”和“Vectors”不選中時，不顯示飛線和向量。v選擇【View】【Metric】菜單項，或者使用快捷鍵“M”，也可以使用工具欄中 按鈕，能夠使編輯區(qū)內(nèi)坐標(biāo)單位在公制和英制之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。v選擇【View】【Origin】菜單項，或者使用快捷鍵“O”，也可以使用工具欄中 按鈕，然后

31、在編輯區(qū)內(nèi)某處單擊鼠標(biāo)，將該點設(shè)為原點。v選擇【View】【X Cursor】菜單項，或者使用快捷鍵“X”，可以使光標(biāo)的顯示形式在三種形式之間改變。v選擇【View】【Goto XY】，【View】【Goto Component】或【View】【Goto Pin】菜單項，可以將光標(biāo)快速移動到一個坐標(biāo)點、某一個元件，或某個元件的某個引腳(例如：C1的第一個引腳。注意輸入格式為C1-1)。圖9-27 層的顯示設(shè)置框9.8 布局與調(diào)整布局與調(diào)整Proteus軟件提供自動布局和手工布局兩種方式。在進(jìn)行布局時，推薦使用自動布局和手工布局相結(jié)合的方式，即先使用自動布局，然后進(jìn)行手工調(diào)整。 v9.8.1 自

32、動布局自動布局v我們首先針對如圖9-18所示已導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表之后的ARES界面進(jìn)行層的設(shè)置和相關(guān)系統(tǒng)設(shè)置，然后，進(jìn)行如下具體操作。v(1) 在自動布局之前需要先畫一個板框。在ARES左側(cè)的工具箱中選擇 ，從主窗口底部左下角下拉列表框中選擇“Board Edge”(黃色)，在適當(dāng)?shù)奈恢卯嬕粋€矩形，作為板框。如果以后想修改這個板框的大小，需要再次單擊“2D Graphics Box”中的矩形符號 ，在板框的邊框上右鍵單擊，這時會出現(xiàn)控制點，拖動控制點就可以調(diào)整板框的大小了。 (2) 選擇【Tools】【Auto Placer】菜單項，或單擊工具按鈕，彈出“Auto Placer”對話框，如圖9-28所

33、示。圖9-28 自動布局對話框在圖9-28所示對話框中，左側(cè)列出了網(wǎng)絡(luò)表中的所有元器件，一般是選擇所有的器件。右側(cè)主要包括以下內(nèi)容：Design Rules 設(shè)計規(guī)則Placement Grid 布局的格點Edge Boundary 元器件距板框的距離Preferred DIL Rotation 元器件的方向Horizontal 水平Vertical 垂直O(jiān)ptions 選項Push & Shove 推擠元器件Swap Parts 交換元器件Trial Placement Cost Weightings 嘗試擺放的權(quán)值Grouping 群組Ratsnest Length 飛線長度Rat

34、snest Crossing 飛線交叉Congestion 密集度DIL Rotation 90 元器件旋轉(zhuǎn)90DIL Rotation 180 元器件旋轉(zhuǎn)180Alignment 排列Restore Defaults 恢復(fù)默認(rèn)值 (3) 單擊“OK”按鈕，元器件就會被逐個擺放到板框當(dāng)中，如圖9-29所示。圖9-29 自動布局的結(jié)果9.8.2 手工布局手工布局手工布局時，一般先擺放連接器，然后放置集成電路(先放核心部件，如處理器)，最后放置分立元件。具體步驟如下：(1) 在左側(cè)工具箱中單擊按鈕，在元件列表框中分別選擇J1J5，各自擺放在板框內(nèi)靠近板框的位置，這樣便于通過連接器和其他電路板相連。

35、(2) 需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的元器件，將鼠標(biāo)放在元件上，單擊右鍵，如圖9-30所示，選擇相應(yīng)旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。或者用“+”、“-”等快捷方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，也可選中圖9-31中“3D Visualization”選項，查看元件的三維效果。(3) 按照同樣方法放置U1U6，然后是其他分立元器件。擺放元器件時可以進(jìn)行層的切換，以方便把元件放在適當(dāng)?shù)膶?。注意，“Component Side”為頂層，也叫元件面，“Solder Side”為底層，也叫焊接面。常用的進(jìn)行層切換的快捷方式有下面幾個?！癝pace”在層對之間切換；“PgDn”選擇當(dāng)前層的下一層；“PgUp”選擇當(dāng)前層的上一層；“Ctrl+PgDn”

36、選擇當(dāng)前層的最后一層；“Ctrl+PgUp”選擇當(dāng)前層的第一層。另外，有幾點需要補充說明:v光標(biāo)放在任意元件的任一引腳時，顯示屏底部的狀態(tài)欄將顯示該引腳的相關(guān)信息。如光標(biāo)放在J1的第9引腳處，狀態(tài)欄顯示為按鈕后，可直接單擊元件編輯其屬性。v選中元件屬性中的“Lock Position”選項時為鎖定其位置。圖9-30 編輯元件下拉框 圖9-31 J2的三維顯示效果v工具可對已選中元件進(jìn)行復(fù)制、移動、旋轉(zhuǎn)和刪除。(4) 手工布局的最終效果如圖9-32所示。圖9-32 手工布局的最終效果9.8.3 調(diào)整元件標(biāo)注調(diào)整元件標(biāo)注如果元件的標(biāo)注不合適，雖然大多不會影響電路的正確性，但是對于一個有經(jīng)驗的電路設(shè)

37、計人員來說，電路板的版面的美觀也是很重要的。因此，用戶有必要按如下步驟對元件標(biāo)注加以調(diào)整。(1) 右鍵單擊元件U2，單擊元器件序號，則彈出“Edit Part Id”對話框，如圖9-33所示?？尚薷膬?nèi)容有：“String”元器件序號；“Layer”所在的層；“Rotation”旋轉(zhuǎn)角度；“Height”標(biāo)注的高度；“Width”標(biāo)注的寬度。 (2) 按照以上內(nèi)容修改后，單擊“OK”確定，并關(guān)閉對話框。(3) 需要移動元器件標(biāo)注時，單擊并按住鼠標(biāo)不放，拖動標(biāo)注到適當(dāng)?shù)奈恢眉纯?。圖9-33 編輯元件標(biāo)注對話框9.9.1 設(shè)置設(shè)計規(guī)則設(shè)置設(shè)計規(guī)則完成了印制電路板的布局，便進(jìn)入電路板的布線過程。一般來

38、說，用戶先是對電路板布線提出某些要求，然后按照這些要求來設(shè)置布線設(shè)計規(guī)則，設(shè)置完布線規(guī)則后，程序?qū)⒁罁?jù)這些規(guī)則進(jìn)行自動布線。因此，自動布線前，首先要進(jìn)行設(shè)計規(guī)則的參數(shù)設(shè)置，預(yù)置布線規(guī)則的合理與否將直接影響布線的質(zhì)量和成功率。9.9 設(shè)計規(guī)則的設(shè)置設(shè)計規(guī)則的設(shè)置具體步驟如下。(1) 選擇【System】【Set Strategies】菜單項，彈出“Edit Strategies”對話框，如圖9-34所示。其主要包括以下內(nèi)容：Strategy 策略，可以選擇POWER層、SIGNAL層或BUSPriority 優(yōu)先級Trace Style 導(dǎo)線類型Via Style 過孔類型Neck Style

39、頸型導(dǎo)線的類型 Pair1(Hoz) 層對1的水平布線 (Vert)層對1的垂直布線 Vias 過孔 Normal 一般過孔 Top Blind 頂層盲孔圖9-34 設(shè)置設(shè)計規(guī)則對話框 Bottom Blind 底層盲孔 Buried 埋孔Tactics 策略 Power 電源屬性的層 Bus 總線 Signal 信號層Corners 導(dǎo)線的拐角 Optimize 最優(yōu)化 Diagonal 斜線Design Rules 設(shè)計規(guī)則 Pad-Pad Clearance 焊盤與焊盤的間距 Pad-Trace Clearance 焊盤與導(dǎo)線的間距 Trace-Trace Clearance 導(dǎo)線與導(dǎo)線

40、的間距 Graphics Clearance 圖形間距 Edge/Slot Clearance 板邊沿/槽間距 Apply Default 使用默認(rèn)設(shè)置 Copy To All 復(fù)制到所有層Ratsnest Colour 飛線的顏色 Hidden 是否隱藏飛線(2) 在“Strategy”的下拉列表中選擇“POWER”，“Trace Style”的下拉列表中選擇“T25”，“Via Style”的下拉列表中選擇“V50”。(3) 在“Strategy”的下拉列表中選擇“SIGNAL”，“Trace Style”的下拉列表中選擇“T10”，“Via Style”的下拉列表中選擇“V40”。(4)

41、 設(shè)置后，單擊“OK”，關(guān)閉“Edit Strategies”對話框。 9.9.2 設(shè)置默認(rèn)設(shè)計規(guī)則設(shè)置默認(rèn)設(shè)計規(guī)則如果對電路板沒有特殊要求，就可以使用默認(rèn)設(shè)置，具體方法是選擇圖9-34中的“Apply Default”，但默認(rèn)的設(shè)計規(guī)則也可以由用戶進(jìn)行設(shè)定，具體方法如下：選擇【System】【Set Default Rules】菜單項，彈出“Default Design Rules”對話框，如圖9-35所示。在圖9-35的對話框中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，然后單擊“Apply to All Strategies”，即可應(yīng)用該對話框中的默認(rèn)設(shè)計規(guī)則。圖9-43 默認(rèn)設(shè)計規(guī)則對話框9.10 布布 線線布線就

42、是在電路板上放置導(dǎo)線和過孔，并將元件連接起來。前面講述了設(shè)計規(guī)則的設(shè)置，當(dāng)設(shè)置了布線的規(guī)則后，就可以進(jìn)行布線操作了。Proteus ARES提供了交互手動布線和自動布線兩種方式，這兩種布線方式不是孤立使用的，通?？梢越Y(jié)合在一起使用，以提高布線效率，并使PCB具有更好的電氣特性，也更加美觀。9.10.1 手工布線手工布線Proteus ARES提供了許多有用的手工布線工具，使得布線工作非常容易。另外，盡管自動布線器提供了一個簡單而強大的布線方式，然而自動布線的結(jié)果仍有不盡如人意之處，所以很多專業(yè)的電路板布線人員還是非常青睞手動去控制導(dǎo)線的放置。下面仍以圖9-32所示電路為例來講述如何進(jìn)行手動布線

43、。(1) 選擇【View】【Layers】菜單項，彈出“Displayed Layers”對話框，選擇“Ratsnest”和“Vectors”，顯示飛線和向量。 (2) 在ARES窗口左側(cè)工具欄中單擊按鈕，到列表框中選擇合適的導(dǎo)線類型(如T10)，再從主窗口底部左下角下拉列表框中 選擇當(dāng)前編輯層，然后單擊一個焊盤，作為布線的起點，沿著飛線的提示開始布線。與該焊盤連接的飛線以高亮顯示，到達(dá)目標(biāo)引腳后左鍵單擊完成布線。(3) 需要刪除導(dǎo)線時，在ARES窗口左側(cè)工具欄中單擊按鈕， 然后選中需要刪除的導(dǎo)線，按“Delete”鍵刪除?；蚴褂糜益I快捷菜單，選擇“Delete Route(s)”刪除導(dǎo)線。

44、(4) 單擊已布好的線，該Trace以高亮顯示，點右鍵彈出如圖9-36所示快捷菜單。Drag Route(s) 拖動連線Modify Route 修改連線Delete Route(s) 刪除導(dǎo)線Edit Via Properties 編輯過孔屬性Delete Via 刪除過孔Copy Route 復(fù)制連線Move Route 移動連線Change Layer 改變層 Change Trace Style 改變連線類型 Change Via Style 改變過孔類型 Mitre 轉(zhuǎn)折帶倒角v Unmitre 轉(zhuǎn)折不帶倒角v Set Mitre Depth 設(shè)定倒角的寬度 v Trim to vi

45、as 截取到過孔v Trim to current layer截取到當(dāng)前層v Trim to single segment 截取一段v Trim manually 手動截取 (5) 當(dāng)同一層中出現(xiàn)交叉線時，需要添加過孔。添加過孔的方法一般有兩種，一種是在手工放置導(dǎo)線的過程中，走到需要添加過孔的位置，雙擊添加過孔；另一種方法是，選擇ARES窗口左側(cè)工具欄中按鈕，然后在編輯區(qū)內(nèi)雙擊也可添加過孔。光標(biāo)放在過孔上，右鍵單擊，在彈出的快捷菜單中選擇“Edit Via Properties”，即可打開過孔的屬性對話框，如圖9-37所示，具體包括過孔的起始層和結(jié)束層，過孔類型，過孔的網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。設(shè)計人員可根

46、據(jù)需要對其進(jìn)行修改。圖9-37 過孔屬性對話框 (6) 按照同樣的方法將所有的線一一布完。圖9-36 連線屬性框 vProteus ARES基于網(wǎng)格的布線既靈活又快速，并能使用任何導(dǎo)線密度或孔徑寬度，以90或45在18層上布線。在電子世界最近的PCB軟件評論上排列A類。v布線參數(shù)設(shè)置好后，就可以利用Proteus ARES提供的布線器進(jìn)行自動布線了，執(zhí)行自動布線的方法如下。 v(1) 選擇【Tools】【Auto Router】菜單項，或者單擊工具按鈕 即可彈出如圖9-38所示的自動布線設(shè)置對話框。9.10.2 自動布線自動布線 圖9-38對話框中主要包含以下內(nèi)容： Grid 柵格 Route

47、s 布線的對象 All 全部自動布線 Tagged 對做標(biāo)記部分進(jìn)行自動布線 Untagged 對沒做標(biāo)記部分進(jìn)行自動布線 Router Options 布線器選項 Routing Pass 要求布線通 Tidy Pass 整理線路圖9-38 自動布線設(shè)置對話框Protect manual track 保護(hù)手工布線(即保持手 工布的線不變)Rip-up and Retry Routing 撤銷與重新布線Enable Rip-up and Retry 允許撤銷和重新布線Auto-tidy on Stalemate 遇到僵局自動整理Infinite Retry 無窮次重試Edit Strategi

48、es 編輯設(shè)計規(guī)則可根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)置。另外，單擊“Set Strategies”按鈕，設(shè)置布線策略(即設(shè)計規(guī)則)，打開如圖9-34所示對話框，按照此圖也可分別設(shè)置“POWER”和“SIGNAL”的設(shè)計規(guī)則。(2) 按照上圖完成設(shè)置之后，單擊“OK”關(guān)閉對話框，并開始自動布線，布完之后的效果如圖9-39所示。圖9-39 自動布線之后的效果(3) 在布線的過程中，狀態(tài)欄實時顯示當(dāng)前的操作，按下“Esc”鍵即可隨時停止布線。布線過程中有時會遇到無法處理的連線沖突，使布線陷入僵局，這時系統(tǒng)將停止布線，并給出相應(yīng)的錯誤報告。設(shè)計者可根據(jù)錯誤報告的提示，調(diào)整元件的位置，再進(jìn)行手工布線或自動布線。9.1

49、0.3 自動整理自動整理vARES還具有整理線路(Tidy Pass)的功能。設(shè)計者能通過運行一個整理過程來減少導(dǎo)線的長度以及穿孔的數(shù)目，同時提高電路板的美感。v具體操作方法如下：v選擇【Tools】【Auto Router】菜單項，彈出“Auto Router”對話框，將其內(nèi)容設(shè)置成如圖9-40所示，即選中“Tidy Pass”選項。然后，單擊“OK”按鈕，系統(tǒng)自動進(jìn)行整理，完成后的電路如圖9-41所示。圖9-40 自動調(diào)整的設(shè)置圖9-41 自動整理后的電路9.11 設(shè)計規(guī)則檢測設(shè)計規(guī)則檢測v手工布線時，ARES將自動檢測用戶布置的每一條導(dǎo)線，一旦違反設(shè)計規(guī)則，將發(fā)出警告。另外，設(shè)計者也可以

50、在任何時候運行電氣設(shè)計規(guī)則檢測，出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)將給以提示，雙擊設(shè)計規(guī)則錯誤提示，ARES將在板上的相應(yīng)位置進(jìn)行標(biāo)注。v具體進(jìn)行設(shè)計規(guī)則檢測的方法如下：v選擇【Tools】【Connectivity Checker】菜單項，系統(tǒng)進(jìn)行斷線檢測(CRC)，同時也運行設(shè)計規(guī)則檢測(DRC)。v其中，CRC檢測主要側(cè)重于電學(xué)錯誤的連通性檢查，如是否有多余的、遺漏的連接等；DRC檢測主要側(cè)重于物理錯誤設(shè)計規(guī)則檢測，即是否有違反設(shè)計規(guī)則的情況發(fā)生(設(shè)計規(guī)則的設(shè)置參見本章第9節(jié))。v這里，將圖9-41所示電路當(dāng)中D4人為向右移動一下，造成斷線，同時D3和D4焊盤間距發(fā)生重疊，然后選擇【Tools】【Conne

51、ctivity Checker】菜單項，執(zhí)行設(shè)計規(guī)則檢測，系統(tǒng)很快檢查完畢，編輯區(qū)上方彈出如圖9-42所示的CRC錯誤提示框，斷線處以高亮度顯示，狀態(tài)欄中產(chǎn)生如圖9-43所示CRC、DRC錯誤提示，同時在電路圖中用紅圈標(biāo)注錯誤之處，如圖9-44所示。圖9-42 CRC錯誤提示圖9-43 狀態(tài)欄錯誤提示單擊圖9-44中的DRC錯誤標(biāo)注，系統(tǒng)彈出如圖9-45所示的DRC提示框。 設(shè)計者可根據(jù)錯誤提示進(jìn)行電路板的修改。修改后，需要再次進(jìn)行以上檢測，直到?jīng)]有錯誤提示出現(xiàn)為止。這時，狀態(tài)欄顯示如圖9-46所示。圖9-44 DRC錯誤標(biāo)注 圖9-45 DRC錯誤提示另外，單擊窗口左側(cè)的 按鈕，在網(wǎng)絡(luò)選項列

52、表框中選擇一個網(wǎng)絡(luò)號，然后單擊列表框上方的“T”，可以高亮顯示該網(wǎng)絡(luò)，以便檢查其連接情況。圖9-46 狀態(tài)欄無錯誤提示 9.12 后期處理及輸出后期處理及輸出9.12.1 PCB敷銅敷銅為了提高PCB的抗干擾性，通常需要對性能要求較高的PCB進(jìn)行敷銅處理。接著，以上面的電路板為例，講述敷銅處理，并且頂層和底層的敷銅均與GND相連。(1) 選擇【Tools】【Power Plane Generator】菜單項，彈出放置敷銅對話框，如圖9-47所示。 (2) 按照圖9-47中所示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。其中“Net”表示敷銅的網(wǎng)絡(luò)，“Layer”表示為哪一個層進(jìn)行敷銅，“Boundary”表示敷銅邊界的寬度

53、，“Edge clearance”表示與板子邊緣的間距。然后單擊“OK”確定，即在底層完成敷銅，如圖9-48所示。圖9-47 放置敷銅對話框 圖9-48 在低層敷銅后效果v(3) 按照同樣的方法可以在頂層(Top Copper)進(jìn)行敷銅，所不同之處是，如圖9-55中的“Layer”需要設(shè)為“Top Copper”。v另外，也可以使用ARES中左側(cè)工具 來完成敷銅。具體操作如下。v(1) 單擊 ， 在列表框中選擇敷銅邊界的寬度，將當(dāng)前層切換到，這時光標(biāo)變成筆頭。v(2) 在PCB板上拖出需要敷銅的區(qū)域，這時，彈出如圖9-49所示編輯區(qū)域的對話框。按照圖示進(jìn)行設(shè)置。v(3) 單擊“OK”，完成底層

54、(Bottom Copper)的敷銅，如圖9-50所示。v(4) 同樣可對頂層(Top Copper)進(jìn)行敷銅，不同的是，當(dāng)前層需切換為“Top Copper”。圖9-49 編輯區(qū)域?qū)υ捒?圖9-50 對底層進(jìn)行局部敷銅9.12.2 PCB的三維顯示的三維顯示Proteus ARES具有PCB3D顯示功能。使用該功能可以顯示清晰的PCB三維立體效果，并且可以隨意旋轉(zhuǎn)、縮放等。選擇【Output】【Visualization】，即可顯示如圖9-51所示的三維效果圖。另外，利用三維顯示頁面左下角的等工具，可以對視圖進(jìn)行縮放和改變視圖的角度等操作。圖9-51 三維顯示效果9.12.3 PCB的輸出的

55、輸出vProteus ARES具有多種輸出方式，這里主要介紹一下CADCAM輸出，步驟如下。v(1) 選擇【Output】【CADCAM Output】菜單項，彈出如圖9-52所示對話框。v(2) 對圖9-52中所示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置后，單擊“OK”，即可生成頂層的光繪文件。v(3) 選擇【Output】【Gerber View】菜單項，打開一個瀏覽窗口，選中前面所產(chǎn)生的“CADCAM READ-ME”文件(Cpu-CADCAM READ-ME.TXT)，彈出“Gerber View”對話框，如圖9-53所示。圖9-52 CADCAM輸出對話框 圖9-53 查看Gerber文件對話框(4) 單擊“OK”確定。由于在圖9-53所示對話框中選擇了幾乎所有內(nèi)容，所以顯示的“Gerber”文件如圖9-54所示。圖9-54 顯示出的Gerber文件也可以針對某一項內(nèi)容進(jìn)行顯示。例如將查看“Gerber”文件對話框設(shè)置為如圖9-55所示情況，則顯示出的“Gerber”文件如圖9-56所示。圖9-55 查看Gerber文件對話框圖9-56 頂層Gerber文件9.13 多層多層PCB電路板的設(shè)計電路板的設(shè)計v印制板種類很多，根據(jù)導(dǎo)電層數(shù)目的不同，可以將印制板分為單面電路板(簡稱“單面板”)、雙面電路板(簡稱“雙面板”)和多層電路板。v單面板由于成本低、設(shè)計簡單而被廣泛采用于簡