2.3 Proteus ARES的PCB设计

尽管PCB设计的软件较多，但是能够在仿真原理图的基础上进行PCB操作的软件并不是很多。而使用Proteus软件可在仿真原理图的基础上绘制PCB。Proteus的PCB设计是在ARES（Advanced Routing and Editing Software）软件中完成的。

1. Proteus ARES简介

在计算机中安装好Proteus 7.8软件后，单击“开始”→“程序”→“Proteus 7 Profes-sional”→“ARES 7 Professional”或在桌面上双击图标 ，进入图2-73所示的用户窗口，该窗口由菜单栏、主工具栏、方向工具栏、预览窗口、工具箱、PCB编辑窗口等部分组成。

1）菜单栏 Proteus ISIS共有9项菜单，下面介绍一些主要菜单。

【File（文件）】 包括新建、保存、导入等操作，如图2-74所示，快捷键为“Alt+F”。

【Output（输出）】 包括打印、设置、导出、效果预览等操作，如图2-75所示，快捷键为“Alt+O”。

【View（查看）】 对编辑窗口进行定位、栅格的调整及图形的缩放等操作，如图2-76所示，快捷键为“Alt+V”，图中栅格尺寸1in=2.54cm。

【Edit（编辑）】 对编辑窗口中的元件进行撤销、恢复、剪切、复制等操作，如图2-77所示，快捷键为“Alt+E”。

【Library（库）】 如图2-78所示，它具有选择封装、制作封装、制作符号等功能，快捷键为“Alt+L”。

【Tools（工具）】 如图2-79所示，它具有角度锁定、自动特性选择、设计规则检查、查找、自动布局设置等功能，快捷键为“Alt+T”。

【Technology（工艺）】 如图2-80所示，它具有一些设计规则、设计层等设置功能，快捷键为“Alt+E”。

【System（系统）】 如图2-81所示，它具有系统信息、设置系统环境、设置路径等功能，快捷键为“Alt+S”。

2）主工具栏 Proteus ARES的主工具栏包括File Toolbar（文本工具条）、Output Toolbar（输出工具条）、View Toolbar（查看工具条）、Edit Toolbar（编辑工具条）、Library Toolbar（库工具条）和Tools Toolbar（调试工具条）等部分。这些工具条的打开与关闭均执行菜单命令“View”→“Toolbar…”，在弹出的对话框中进行设置即可（复选框中显示“√”表示该工具条打开）。Proteus ARES的主工具栏按钮功能如表2-4所示。

3）工具箱 ARES 7工具箱中各图标按钮的功能如表2-5所示。

2. Proteus ARES参数设置

在ARES 7的System菜单栏中可进行相应的参数设置，如层面颜色设置、默认设计规则设置、环境设置、层面设置、策略设置等。

1）层面颜色设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Colours…”，弹出如图2-82所示对话框，在此对话框中可设置工作层、机械层、丝光层、栅格等的颜色。

2）默认设计规则设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Default Rules…”，弹出如图2-83所示对话框，设置相应规则，然后单击“Apply to All Strategies”按钮，应用该对话框。

3）环境设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Environment…”，弹出如图2-84所示对话框，在该对话框中可设置自动保存时间、最大恢复次数等。

4）层面设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Layer Usage…”，弹出如图2-85所示对话框，在该对话框中可设置工作层面和机械层面。

5）策略设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Strategies…”，弹出如图2-86所示对话框，在该对话框中可设置约束规则。

★ Strategy：策略，可选择Power层或Signal层。

★ Priority：设置优先级。

★ Trace Style：Trace样式选择。

★ Via Style：过孔样式选择。

★ Neck Style：细线样式选择。

★ Pair 1：层对1，顶层水平布线，底层垂直布线。

★ Vias：过孔设置，Normal为一般过孔；Top Blind为顶层盲孔；Buried为埋孔。

★ Tactics：策略设置，Power为电源属性层；Bus为总线；Signal为信号层。

★ Corners：走线拐角设置，Optimize为最优化；Diagonal为斜线。

★ Design Rules：设计规则设置，Pad-Pad Clearance为焊盘间距；Pad-Trace Clearance为焊盘与Trace之间间距；Trace-Trace Clearance为Trace与Trace间的间距；Graphics Clearance为图形间距；Edge/Slot Clearance为板边沿/槽间距。

3. Proteus ARES中PCB制作实例

下面以ISIS 7中实际绘制的电路图图2-42为例，讲述PCB电路的制作，具体操作步骤如下。

1）统计电路原理图中使用的元件 在ISIS 7中执行菜单命令“Tools”→“Bill of Mate-rials”→“2 ASCII Output”，生成元件清单如下：

2）将网络表导入到PCB中 在ISIS 7中，分别右击K1、K2，在菜单中选择“Edit Component”，在弹出的对话框中将“Other Properties：”栏清空，如图2-87所示。

在ISIS 7中执行菜单命令“Tools”→“Netlist to ARES”，系统自动打开ARES软件（前提条件是计算机系统中已安装好Proteus的ARES软件）。由于在ISIS 7中有些元件没有指定封装形式，因此弹出如图2-88所示对话框。在此对话框中输入相应的封装形式，对于发光二极管使用的封装形式为“LED”，按钮K1、K2的封装形式为“SW-PUSH1”。指定元件封装后，单击“OK”按钮，弹出如图2-89所示对话框，要求选择版图。一般选择单层版图，单击“OK”按钮。

3）放置元件 选择版图后，进入ARES 7的工作界面，如图2-90所示。该界面右边的工作区是空的，用户要使用的全部元件放在元件列表中。

开始放置元件，元件的放置可采用手动或自动方式来操作。手动放置元件的方法是：在主工具箱中单击 按钮，在元件列表中选择某个元件，然后在编辑区中的合适位置单击鼠标左键，即可放置该元件。在放置元件前，通过单击 按钮可更改元件放置方向。使用 可进行自动放置元件。放置好的元件如图2-91所示。

有些元件在ISIS原理图中没有指定封装，可能会被导入到ARES中，所以在ARES中还需要添加元件封装。

在主工具箱中单击 按钮，并在器件选择按钮 中单击“P”按钮，弹出“Pick Packages”对话框。在此对话框的Keywords栏中输入相应的封装名称如，sw-push1（按钮）、pwr-02-m（电源插座），然后将这两个元件封装也放入图2-91所示界面中。

4）布线 ARES像其他软件一样，也能进行手工布线和自动布线。

【手工布线】 在ARES 7中执行菜单命令“View”→“Layers”，弹出Displayed Layers对话框，选择Ratsnest和Vectors显示飞线和向量。在工具箱中单击 按钮，在列表中选择某个元件，在编辑界面上相应高亮显示进行布线。

【自动布线】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Auto Router”，弹出如图2-92所示对话框。在此对话框中单击“Begin Routing”按钮，在编辑界面上将进行自动布线。自动布线后，有些元件的导线可能还没有连接，所以还需手动进行修改。布好线的PCB电路图如图2-93所示。

5）规则检查

【CRC检查】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Connectivity Checker”，系统进行连接性检查，状态栏提示是否发生CRC错误。

【DRC检查】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Design Rule Checker”，系统进行DRC检查。DRC检查侧重于物理错误设计规则检查，若有DRC错误，出错地方将用红圈和白线突出提示。如果没有错误，状态栏将显示“NO DRC errors”。

6）敷铜

【顶层敷铜】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Power Plane Generator”，弹出“Power Plane Generator”对话框，在此对话框的Net下拉列表中选择GND=POWER，Layer下拉列表中选择Top Copper，Boundary下拉列表中选择T10，如图2-94所示。设置好后单击“OK”按钮，进行顶层敷铜。

【底层敷铜】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Power Plane Generator”，弹出“Power Plane Generator”对话框，在此对话框的Net下拉列表中选择GND=POWER，Layer下拉列表中选择Bottom Copper，Boundary下拉列表中选择T10，设置好后单击“OK”按钮，进行底层敷铜。

7）3D效果显示 在ARES 7中执行菜单命令“Output”→“3D Visualization”，可显示其3D效果。按住鼠标左键并拖动鼠标可显示不同的3D效果，如图2-95所示为正面3D效果图，图2-96所示为背面3D效果图。

8）输出CADCAM 在ARES 7中执行菜单命令“Output”→“Gerber/Excellon Out-put”，弹出如图2-97所示对话框。在此对话框中设置相应参数后单击“OK”按钮，生成顶层的光绘文件。