proteus简明教程(下).doc

第3章 基本布局/布线技术3.1 概述在介绍从网络表到设计板之前，我们要先通过下图的极为简单的板子来了解基本的布局布线知识。 简单布板实例的不同视图在开始解释ARES怎样在布板期间帮助你了解发生的事情前。需要了解两个技术准则：ARES的选择过滤器将对当前鼠标下的对象进行过滤选择，能够被选择的对象将使用一个虚线框标示，表明这个对象可以被选中。ARES提供了动态光标，它识别任何时候左键单击操作（放置对象，选择对象，移动对象，等等）并改变其形状。光标类型列表如下： 标准光标放置光标左键单击根据工作模式放置一个对象 选择光标左键单击将选择鼠标指向的对象移动光标左键拖曳将移动一个被选择的对象在本指南中实际上任何时候使用ARES时都可以使用此可视化的指示器来帮助了解本软件。3.2封装选择建立一个粗略的PCB版图，最直接的方法是在封装模式（Package Mode）下使用ARES。在此模式下，可以直接从库中选择封装并放置到工作区域。这种工作模式并不推荐使用，除非是价值不大的电路板。ISIS的基于网络表的设计是推荐的工作模式，它具有额外的功能（可校验的连接布线，策略配置，完全支持电源平面，等等）。 在这里，仅使用这种方法来熟悉ARES的各种操作。下面，将开始我们的练习：在我们的简单样例中，用到三个封装：可以从封装库选取它们。首先左键单击“封装（Package）”图标，然后左键点击对象选择器左上方的P，将显示Library Pick表： Library Pick表 也可以使用快捷键来选择库浏览器（Library Browser）。默认的是映射到P键，但是可以在“系统（System）”菜单的“设置键盘映射（Set Keyboard Mappings）”来映射到其他按键。库浏览器（Library Browser）是一个极为强大的工具，它能以很多不同的方式搜索给定的库部件。最简单（或许也是最强大）的方法是键入描述需要找的部件的某些关键词。这个有点像Google网络搜索引擎，搜索条件与库中封装描述进行匹配。以一个电容为例，在关键词（Keywords）栏输入搜索条件200th pitch radial capacitor，就可以看到CAP20部件现在陈列在下图表中： 选取CAP20时的库选择表通过右键可以定制列表显示内容。双击CAP20，就可以把它放进对象选择器中，如下图所示：对象选择器中的CAP20封装如果你知道要找的部件的名称，你可以使用部件名作为关键字进行搜索。在这个例子里，输入CAP20作为关键字也能得到想要的结果。你可以使用相同的方法去查找本例子要用到的其它封装。在这里，我们将介绍其它方法的使用。在关键字文本框下面是一些选择过滤器，可以独立使用。这在你不知道哪个关键字对搜索部件合适时非常有用。以DIL08为例，我们先清除关键字，然后选择“Integrated Circuits”目录，“Through Hole”类型和“Dual Inline”子目录。现在，在经过了列表栏就可以找到DIL08的封装，双击将可以将它加入到对象选择器中。使用过滤器选择DIL08封装最后，我们使用以上两种方式的综合来查找和提取RES40封装。选择“Discrete Components”目录，输入RES40作为关键字。在这种情形下，关键字搜索只在“Discrete Components”目录中进行。在结果列表框中双击RES40把该封装添加到对象选择器中。3.3封装放置现在，对象选择器中应该有了这三种封装，如下图所示，最后选择的将会高亮显示。对象选择器中的所选择的封装我们先把DIL08的封装放置到版图中。先在对象选择器中使用左键选择DIL08的封装。在预览窗口中将显示该封装。可以使用旋转按钮（下图所示）对封装进行旋转，到合适的角度，预览窗口将显示旋转后的效果。ARES中的旋转按钮在编辑窗口中的合适位置单击左键，将显示一个绿色轮廓的8脚IC封装，这个封装将粘在你的鼠标上，并随鼠标的移动而移动。移动鼠标到编辑窗中间的位置，然后单击左键，就可以放置封装并且退出放置模式。在放置模式下移动DIL08当处于放置模式下，单击鼠标右键将取消放置操作。当处于放置模式下，你也可以通过数字键盘中的“”和“”按键动态旋转封装。现在选择RES40的封装，在IC的第8个引脚上方放置两个电阻，间隔为0.1（2个网格）。同样，在第1个引脚的西方放置一个电容。 除非你非常熟练，否则可能经常要重新调整元件的位置。3.4选择及移动封装移动鼠标到footprint的轮廓上，如果鼠标指向一个焊盘（Pad），则焊盘周围会有一个虚线框，或者鼠标指向footprint，则footprint周围有一个虚线框，表示当前鼠标指向的对象。另外，鼠标光标此时也将变成一个手形（动态改变到选择光标）。鼠标指向焊盘 鼠标指向元件 当出现这种光标时，单击左键将选择整封装（在封装的部件上单击将选中它）。这时，封装将被标记，鼠标光标也改为移动对象光标，表示可以移动当前选择的对象。标记封装按下鼠标左键，就可以拖拉部件到合适的位置，然后释放左键。在板的空白位置单击左键将释放对封装的选择。另外，你也可以在封装的轮廓上单击右键，它将选中封装，并且弹出一个菜单，菜单上列出了可以对当前对象进行操作的命令。显然，这里我们要选择“拖曳对象(Drag Object)”命令。通过右键菜单拖曳封装我们推荐大家在重新定位封装时进行上面这些技巧的实验。3.5布线布线是从左键单击“Trace icon”按钮开始的。这时，对象选择器将列出“走线风格(Trace Styles)”列表，可以选中默认的走线风格。我们现在要使用20th的导线，所以选择T20的走线风格。在ARES中选择20th的Trace在焊盘上单击左键开始布线，在布线路径的拐点单击放置拐点，直到终点焊盘，最后在终点焊盘单击右键完成布线。依照本指南前面的布线图，进行手工布线，确保每条布线都是从一个焊盘开始，在另一个焊盘结束。布线模式下其它需要注意的地方：1. 在同一点双击就可以放置一个过孔（via），并且把当前层转换到由系统（System）菜单的“设置板层对（Set Layer Pairs）”命令设置的对应层。可以单击过孔图标按钮查看过孔类型。2. 在布线过程中，可以通过PGUP和GPDN按键变换当前层。另外，CTRL-PGUP组合键将选择顶层（Top layer），而CTRL-PGDN组合键将选择底层（Bottom layer）。3. 在布线过程中，按住CTRL键，可以绘制曲线段。曲线弯转的方向（水平然后垂直或者相反）由你从固定点移开鼠标的方式决定。最好先按下CTRL键，然后再移动鼠标，然后单击鼠标左键，确定曲线，最后再释放CTRL键。3.6标注当使用封装模式放置元件时，元件都是没有相关的标注信息的。后面的章节你将会看到，通过网络表的方式，元件将自动标注。标注元件时，首先要离开布线模式，例如选择“选择模式（Selection Mode）”，然后在元件上双击（第一次单击将选择元件，第二次单击将打开编辑封装对话框）。另外，也可以在进入选择模式后，在封装上右键单击，在弹出的菜单中，选择编辑属性“Edit Properties”子菜单。从菜单中选择编辑封装属性命令弹出的对话框如下，需要输入元件编号（Part ID）和元件值（Value）字段值。编辑元件对话框另外，也可以使用自动命名（Auto Name Generator）命令对元件编号进行数字序列的标注。元件编号（Part ID）和元件值（Values）也可以移动，方法如下：先选中元件，然后把鼠标指向元件编号或元件值，最后再使用鼠标左键拖曳它们。记住，可以使用Display菜单中的命令或者使用快捷键设置不同的捕捉网格，捕捉不同的对象。标签文字的默认大小由系统（System）菜单中的设置模板（Set Template）命令决定。3.7板的外框ARES有一个特殊的层，即板边（EDGE）层，它描绘了板的轮廓。放在EDGE层的所有对象都将在所有层中出现。在这个例子中，板的轮廓是一个方框。放置一个规则现状的板框的步骤：1选择“Box icon”2从层选择器（Layer Selector）中选择EDGE层。3在合适的位置单击并保持，确定方框的左上角。4拖拉鼠标，得到合适的板框大小，然后再次单击鼠标左键绘制图形。5如果需要调整方框的大小，先使用右键（忽略弹出的菜单）选中它，然后拖拉绿色的调整大小的手柄到合适的位置，最后释放鼠标左键。在版图（layout）中绘制一个电路板边框完全支持绘制曲线的或不规则的电路板。边界可以由直线和弧线组成，或者使用路径（Path）对象绘制边界。当你完成以上练习后，保存你的设计，然后使用文件（File）菜单的新建版图（New layout）命令新建一个版图（layout）。3.8 块编辑我们已经知道可以通过指向一个对象然后单击左键来选中它，当然也可以使用右键（会出现一个相应的菜单）。当我们选中一个对象以后，我们就可以拖动它（使用左键），或者删除它（使用右键）。然而，我们还有其它的选择对象的方法。如果你的鼠标没有指向任何一个对象，按住左键或右键，然后拉出一个框，当你释放鼠标时，所有在方框内的对象都会被选中。从Proteus安装路径的samples目录下装载“PPSU.LYT“设计文件，然后拉出一个方框，包含整个版图，对这种框选方法进行实验。 使用选择过滤器进行精选当你选中了整个版图后，你可以通过选择过滤器来对已选择的对象进行精选。选择过滤器控制特定模式下可以被选择的对象。例如，我们可以通过关闭元件选择按钮，打开飞线（ratsnest）选择按钮，来取消所有的封装的选择，并选择所有的飞线（ratsnest）。默认的选择过滤器 打开连线选择和关闭元件选择按钮选择按钮最左边的是对层选择的控制。可以在所有层（默认状态）和只有当前层两者之间进行切换。你可以切换到封装模式（Package mode）进行试验。封装模式下的默认选择过滤器 只选择当前层层选择与对象选择的组合是功能最强大的。选择过滤器根据你所选择的模式（如布线模式、封装模式、焊盘模式等），有不同的默认值，但你可以非常简单快捷地定制自己的选择过滤器组合，以符合需要。你也可以通过System菜单的设置选择过滤器（Set Selection Filter）命令定制默认的过滤器。除非你对整个系统非常熟悉，否则我们并不推荐你这么做。 使用拖曳手柄进行精选你也可以通过改变选框的大小来对当前选中的对象进行精选。拖曳手柄是一些绿色的小方框，你可以把鼠标放到这些手柄上，然后按键左键进行拖动，改变选框的大小。改变拉选框的大小来进行对象精选另外，布线的选择还有一个“Trace bound selection”的选择过滤器。当选择全包围模式（Fully enclosed）时，布线必须整个都被包围时才能选中；而选择部分包围（Partially enclosed）模式时，布线只要有一部分被包围时即可被选中。全包围模式 部分包围模式很显然，只有在布线选择过滤器选中时，这个选项才起作用。对象选择，特别是对象选择过滤器，是一个非常难于描述的东西，但却特别容易高效地使用。下面这些规则仅仅提供了一些基本的指引： 当选择一个单独的对象时，使用可视化的指示器（即虚线框）来选择。对象通过闪动的虚线框表示鼠标经过，光标变化指示左键单击将会执行的操作。 如果不管你怎样改变模式、选择过滤器都没有出现虚线框，这时你就应该使用鼠标左键或者右键拉出一个方框来进行选择。现在，我们把选择对象的基本原则描述完了，我们再来看看怎样进行块操作。在我们之前打开的PPSU版图中使用鼠标框选对象。注意，当鼠标在标记框内时（鼠标光标变为十字交叉箭头），按下鼠标左键即可移动标记的对象。你按下鼠标进行移动的位置我们称之为提取点。提取点是用来对块进行移动、复制和旋转的基点。使用鼠标左键进行块移动操作所有的块移动操作也可以通过右键的菜单进行操作。同样，你按下鼠标右键进行操作的点也称为提取点。使用右键进行块操作现在，你可以进行上面描述的各种操作练习，包括选择过滤器、标记框、块操作等技术。在操作的过程中，你可以通过Edit菜单的Undo命令、工具栏的 按钮或CTRL+Z组合键撤销操作。3.9布线编辑3.9.1概述功能强大的布线工具是ARES的一大特色，现在我们来看看这些特性。与其它PCB设计软件不同，ARES中的布线编辑方法是基于现有布线的拓扑的，而不依靠于这些布线段是怎样放置的。另外，可以对布线的任意一部分进行修改，而不仅仅是节点之间的部分。在继续学习本指南之前，请你重新打开PPSU.LYT设计文档。3.9.2右键菜单如果你在布线上单击右键，布线将会被高亮显示，并弹出一个菜单，有以下几个选项：l 删除，复制和移动导线（Delete, Copy and Move the route）.l 改变板层和走线风格（Change the layer and trace style）.l 改变过孔风格（Change the via style）.l 控制导线的斜化（Control the Mitring for the route）.l 截取选择(Trim the selection as required for further operations).复制命令提供了复制布线的方法，你可以通过单击左键，复制出多条曲线，单击右键完成复制。布线操作的完整右键菜单3.9.3过孔放置在几乎所有的情形下，过孔（Via）是自动放置的。以下操作展示了这种技术：先选择布线对象按钮，处于布线模式，使用鼠标左键，在任意两点之间放置一条布线，现在在等二个点上再次单击，ARES将在这个点上自动放置一个过孔，移动鼠标，在第三个点上单击左键，然后再单击右键，结束布线。使用板层对自动放置过孔在同一点上双击鼠标左键将放置一个过孔，并且改变当前布线层。使用哪一个布线层将由System菜单中的Set Layer Pairs命令设置的层对决定。通过这个命令对话框，可以设置层对，层组，甚至你想要的任意多层。你也可以通过PGDN和PGUP按键手动改变布线层。在手工放置Via时，可以通过过孔按钮切换到过孔模式，然后从对象选择器中选择一种过孔类型进行放置。在这种操作模式下，你可以象操作其它对象一样对过孔进行替换、标记、移动、删除等操作。对于多层板，你可以通过层选择器来选择放置标准过孔、盲孔或埋孔三种类型的过孔。3.9.4标记走线在进行重布、删除、编辑或复制布线时，先要进行标记。与对象编辑工具风格相似，你可以使用右键对布线进行标记。但当要要选中一小段布线时，就需要额外的工具来实现。在布线上单击右键，将选中整条布线，并弹出一个菜单，菜单的最下面有四个选项用于线段选择。如下图所示：布线精选菜单第一个是截取过孔与过孔之间的布线。第二个是截取当前层中的布线。第三个是截取单段布线。最后一个是手动截取。解释起来非常费劲，读者只需稍加练习体验即会明白。手工选择一段布线希望你能熟练掌握这些操作后，再学习下面的内容，因为它非常重要，虽然它非常简单，容易掌握。3.9.5移动/拖曳走线当你标记了一段布线后，它将以高亮显示，你可以使用鼠标左键拖拉它的任何一部分。对布线的编辑是非常直观的，也非常容易的。如下图所示，详细的操作细节请参考相应章节。在ARES中拖拉布线段你也可以通过鼠标右键快速进行“标记和拖拉”布线的操作，如下图，在布线上单击右键，在弹出菜单中选择“Drag Routes(s)”子菜单即可。这个操作只可对当前选择的布线进行，否则你先要通过右键菜单中的“截取（Trim）”子菜单选择部分布线。拖拉当前布线的右键菜单3.9.6删除走线有几种方法删除布线：l 可以使用块删除按钮 或者使用右键菜单中的块删除命令，删除所有标记的对象。你可以先标记要删除的布线，然后使用块删除按钮进行删除。注意：在这种情形下，键盘的Delete键与块删除按钮的功能是相同的。l 也可以先标记整条或布线的一段，然后再通过右键菜单中的“删除导线（Delete Routes）”命令进行删除操作。此时也可以使用键盘的Delete键进行删除，或者双击右键进行删除。3.9.7改变走线宽度当你想要改变一段布线的线宽时，需要先选择一段布线，然后通过右键菜单中的“改变导线风格（Chang Trace Style）”子菜单，选择可用的导线风格。如下图所示：右键菜单中的布线类型配置选项当然，你也可以创建自己的导线风格，可以通过Edit菜单的“新建导线风格（New Trace Style）”命令进行创建。这部分的内容将在后面进行详细讨论。记住，当你要全局修改布线的线宽时，你可以通过编辑相应的导线风格来修改。注意，这个操作对整个版图中所有使用这种导线风格的布线都起作用。 布线模式按钮 编辑布线类型按钮3.9.8自动缩颈在很多情形下，如有时当布线从两个焊盘之间