购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

1.4 PADS基本概念与操作

PADS Logic、PADS Layout与PADS Router属于同一体系的设计工具,所以很多基本概念与操作是相似的,本节以PADS Layout为例进行详细阐述。

1.4.1 栅格

栅格(Grid)是工作区域内用来方便设计人员观察、定位、设计的网格,就像写字本中的网格能够辅助对齐一样。大多数电路绘图或仿真工具(例如AutoCAD、OrCAD、Multisim等)都存在栅格,只不过由于针对的设计领域不同,定义的栅格类别会有所差异。

PADS Layout提供工作栅格(Working Grids)与显示栅格(Display Grids),前者主要协助定位或移动设计对象,虽然你无法使用肉眼看到,但其会影响PCB设计过程中的每个环节,合理的工作栅格能够极大提升设计效率。根据影响对象的不同,工作栅格可划分为设计(Design)、过孔(Via)、扇出(Fanout)及填充(Hatch)共4种,设计栅格影响元器件、导线及绘图对象(例如2D线、板框、铜箔、禁止区域等)的移动距离。过孔栅格仅影响第一次添加的过孔,后续过孔的移动仍然以设计栅格为准。

PCB设计过程中所谓的“扇出”,是指从贴片器件(Surface Mounted Devices,SMD)焊盘引出的那一小段导线(或铜箔),其通常用来连接器件管脚与过孔,以方便信号从外层连接到一个或多个内层 (插件器件焊盘并无扇出概念,因为其本身就是一个通孔,与所有板层均可直接相连), 图1.78所示区域包含10个扇出导线与过孔。需要特别注意的是,你可以在PADS Layout中设置扇出栅格,但其只能在PADS Router中使用。

图1.78 扇出过孔

填充栅格决定了铜箔与禁止区域的填充间隙。以铜箔为例,你肯定见过很多PCB上存在的大面积铜箔,具体形式可能是实心或网格状,填充栅格能够调整网格的间距(网格间距足够小时即为实心填充状态),图1.79展示了填充栅格分别为10mil与100mil的铜箔效果。

不同于工作栅格,显示栅格是PADS中肉眼可见的惟一栅格。在实际PCB设计过程中,通常会将显示栅格与设计栅格设置为相同或倍数关系。如果需要关闭显示栅格,将其设置为0即可(PADS Layout的所有栅格设置详情见8.3节)。

1.4.2 无模命令

在PCB设计过程的某些阶段中,某些操作的执行会非常频繁。例如,PCB布局时更改栅格,PCB布线时更改导线宽度。当随着设计阶段的变更而进行无数次相同的循环操作时,你可能会因极其低下的设计效率而感到非常泄气,PADS当然不会仅提供半套解决方案,其提供的大量无模命令(Modeless Commands)可以高效地解决此问题。

所谓“无模命令”,就是当你需要定义或更改一些设计参数时,不需要使用鼠标多次进行菜单、工具栏、对话框选项的选中操作,仅仅通过键盘输入几个字符即可。无模命令的执行方法非常简单:在英文输入法状态下,直接键入命令即可(不区分大小写)。以调整显示栅格为例,通常的方式是执行【工具】→【选项】→【栅格和捕获】→【栅格】→【显示栅格】,而无模命令则可将该操作简化到极致。例如,现在需要调整当前 X Y 轴的显示栅格均为20mil,直接在键盘上输入“GD 20” (以当前设计单位为准,此处单位为mil,空格在PADS Layout中可选,但有些版本PADS Router中必须有) ,再按回车键(Enter)即可,图1.80分别展示了PADS Logic、PADS Layout、PADS Router中执行该无模命令时的状态。如果需要设置的 X Y 轴栅格不相同,则可以跟随两个数字(数字之间使用空格隔开)。例如,执行无模命令“GD20 40”表示将 X Y 轴的显示栅格分别设置为20mil与40mil。

图1.79 不同填充栅格时的铜箔效果

图1.80 不同工具中执行更改设计栅格的无模命令

类似地,如果需要调整设计栅格大小为20mil,执行无模命令“G 20”即可。值得一提的是,无模命令“G”将同时修改设计栅格与过孔栅格,如果需要单独设置,可以分别使用无模命令“GR”与“GV”,其使用方法与“GD”“G”相同。附录已经列出PADS Layout相关的无模命令,你不必死记硬背,需要的时候当作手册查看即可,多使用几次自然能够记住,因为常用的无模命令并不多。

1.4.3 取景和缩放

在使用网络在线地图查找某个目标地区时,通常需要进行多次地图平移或缩放的操作,该操作即取景与缩放。同样,PCB设计过程中进行对象查看与选择的操作也必不可少,若对象由于缩放原因变得很小(或很大)而导致未合适显示在当前工作区域时,就必须使用取景与缩放操作。本书详细讨论PADS Layout中实现取景与缩放的多种不同方式,你可以选择自己习惯的操作方式。

1.缩放命令

单击标准工具栏上的“缩放”按钮(或执行【查看】→【缩放】)后,光标会变成带“+”与“-”符号的放大镜,表示目前已经处于缩放状态,此时左击为放大,右击为缩小,并且会以光标为中心进行视图居中。再次执行缩放命令(或快捷键“ESC”)即可退出缩放状态。

值得一提的是,在缩放状态下拖动鼠标左键也能够实现视图缩放功能。如果需要放大视图,按住鼠标左键的同时往上方拖动鼠标即可,此时将出现一个随鼠标移动而越来越大的内矩形(外矩形是工作区域),表示你越来越接近视图,松开鼠标左键后即可放大视图(就像人从洞中往外跑一样,看到的洞外景物也会越来越大)。相反,按住鼠标左键的同时向下方拖动,内矩形的大小将保持不变,而外矩形会越来越大,表示你越来越远离视图,松开鼠标左键后即可缩小视图,缩放比例则会显示在放大镜旁边,如图1.81所示。

图1.81 缩放状态下拖动鼠标实现视图缩放

2.鼠标中键

绝大多数鼠标都有鼠标中键的功能(滚轮的按下功能),利用中键也可以方便地进行视图的缩放操作,其功能与缩放状态下拖动鼠标左键的操作相同。也就是说,按住鼠标中键的同时往上方拖动为放大视图,按住鼠标中键的同时向下方拖动为缩小视图。另外,单次按下鼠标中键可以将视图平移并以当前光标位置为中心显示(与快捷键“Insert”功能相同)。

3.鼠标滚轮

滚轮也是一种非常方便的缩放工具,正常情况下可以上下移动视图,如果按住Ctrl键的同时操作滚轮,视图即可随滚动方向的不同而进行相应的缩放,是一种常用的缩放操作。

4.小键盘

与计算机配套的商用键盘的右侧一般都有小键盘,主要用于快速输入数字或进行光标控制,你可以通过数字锁定键(NumLock)来切换。当数字锁定键处于锁定状态时,小键盘为数字输入功能,与PADS Layout视图缩放相关的命令对应关系如图1.82所示。

图1.82 数字锁定键锁定状态下的小键盘命令

当数字锁定键未处于锁定状态时,小键盘为光标控制功能,与PADS Layout视图缩放相关的命令对应关系如图1.83所示。

图1.83 数字锁定键未锁定状态下的小键盘命令

5.状态窗口

状态窗口默认情况下只能通过执行快捷键“Ctrl+Alt+S”才能打开,如图1.84所示,下方预览区域中的矩形即对应工作区域,从中单击某个位置即可进行视图平移(“斜交”项表示绘图或布线角度的调整开关,“禁用推挤”项表示元件重叠时的推挤开关,“对”表示当前设置的布线层对,具体的含义可参考第8章)。

1.4.4 筛选条件

当取景和缩放工作完成后,对象即处于适合选择的状态,此时即可进行对象的选择操作。在PCB设计过程的很多阶段中,你也许仅希望选中某些特定的目标。例如,在PCB布局阶段,仅希望选中元件,而在PCB布线阶段,则仅希望选中导线。为了在非常复杂(例如,对象布局密度大、重叠率较高)的环境下也能够快速准确地选中需要的对象,你可以预先确定某个筛选条件以限制对象的选择范围。例如,当你确定“元器件”为筛选条件时,则后续只能选中元器件,而无法选中其他类别的对象,除非重新确定其他筛选条件。

图1.84 状态窗口

在PADS PCB设计过程中,确定筛选条件的应用非常频繁,也是最重要的操作之一,PADS Layout中可以通过以下2种方式实现(PADS Logic与PADS Router中还可以通过“选择筛选条件工具栏”实现,此处不再赘述)。

1.右键菜单过滤器

本书将当前系统未执行任何命令且未选择任何对象的状态称为空闲状态。如果想进入空闲状态,只需要单击工具栏上的“选择模式”按钮(或快捷键“ESC”)即可。在空闲状态下,执行【右击】即可弹出如图1.85所示的快捷菜单,从中确定所需对象类别即可确定筛选条件。

2.筛选条件对话框

执行【编辑】→【筛选条件】(或选择图1.85中的“筛选条件”项)后即可弹出如图1.86所示“选择筛选条件”对话框,其中包含图1.85中的所有筛选条件,但是提供了更多的筛选条件,并且还可以针对某层对象进行筛选。例如,图1.85所示快捷菜单中不存在“胶粘元件(Glued Parts)”项,这样在PADS Layout中就无法对胶粘元件进行选择与处理操作,如果你发现无法选中某个元器件,此处的不合理设置可能正是症结所在。

1.4.5 对象的选择

完成对象类别的筛选操作后,就可以进行具体对象的选择操作。要选择一个对象很简单,只需要单击相应的对象即可,这与其他PCB设计工具相似,但PADS Layout也提供一些特殊的方法,以方便你在不同环境下进行各种对象的选择。

1.鼠标左键

单击对象即可选择对象,执行“Ctrl+单击”可选择(或取消选择)多个(不连续)对象,执行“Shift+单击”即可选择多个连续或相关的完整对象(例如2D线、板框、禁止区域、覆铜平面等)。如果需要选择的对象比较集中,使用光标拖动一个矩形框包围起来即可。

图1.85 右键菜单方式确定筛选条件

图1.86 “选择筛选条件”对话框

2.循环选择(Cycle Pick)

前面已经提过,筛选条件能够在对象密度大、重叠度高等复杂环境下有效甄别不同对象类别,但是如果多个重叠的对象属于同一类别,该如何选择呢?逐个选中元器件,再把不需要的元器件依次移开是一个办法,但也可以使用循环选择的方式。假设现在有A、B、C、D共4个元器件重叠在一起,单击第1次后选中的可能是对象A(也可能不是A,但无关紧要),但如果对象A并非你所需,可以多次单击标准工具栏上的“循环”按钮(或快捷键“Tab”),则对象A、B、C、D会随着循环命令的执行而逐个被选中,图1.87所示为多次执行循环命令后的效果(4个完全相同的电解电容元器件重叠)。

图1.87 对象循环选择

3.快捷菜单

如果当前选中的对象只是想要选择对象的一部分,你可以执行【右击】,在弹出的快捷菜单中进一步确定选择对象即可,具体可供选择的命令项取决于执行【右击】的对象。例如,你想选中整个板框(或2D线、铜箔、禁止区域等绘图形状),可以先选择属于形状的某条线段,再执行【右击】→【选择形状】即可(等同于对某个形状的线段执行“Shift+单击”),如图1.88a所示。如果你想选中某个网络,可以先选中属于网络的某导线段,再执行【右击】→【选择网络】(等同于对某段导线执行“Shift+单击”),如图1.88b所示。如果你想选中某个元件所在的组合,可以先选中属于组合的某个元件,再执行【右击】→【选择组合】即可,如图1.88c所示。当然,具体选择的对象还有很多,但基本操作仍然相似,此处不再赘述。

图1.88 选中对象某一部分后再右击弹出的快捷菜单

4.“查找”对话框

执行【编辑】→【查找】即可弹出如图1.89所示“查找”对话框,其中可以查找当前PCB文件中所有对象,并对其执行选择、高亮、旋转等操作,本节以查找并选中元器件U1为例阐述其使用方法,主要步骤如下:

(1)确定对象的查找依据(Find by):PADS中任何一个对象都可以归为某一个类别。例如,你想要查找某个网络,则应该以“网络”类别为查找依据,你想要查找某个过孔,则应该以“过孔类型”作为查找依据。本例需要查找元器件U1,可以选择“参考编号”为查找依据,之后在“参考编号前缀”列表(该列表名称随查找依据而异)中将显示当前PCB文件中所有元器件的参考编号前缀(从中可以选择一项或多项)。由于U1的前缀是U,所以应该单击列表中的“U”项(此时会高亮显示),同时“参考编号”列表将会显示当前PCB文件中所有以“U”为前缀的参考编号(从中可以选择一项或多项),需要查找到的“U1”即在该列表中。

(2)确定针对对象的操作(Action):确定好查找对象依据后,你可以选择针对对象的执行操作。例如,对象被查找到后,PADS Layout应该将其选择、亮显、取消亮显、90°旋转、翻面还是按顺序移动呢?本例需要选中U1,所以从“操作”下拉列表中选择“选择”项即可。

(3)应用(Apply):单击“应用”按钮,PADS Layout即可开始执行元器件U1的查找与选中操作,“选定的项目(Selected items)”预览区域中将会显示该元器件在PCB文件中大体所处位置,同时U1也将处于选中状态。如果你需要选择多个元器件,也可以勾选“添加到选择中”复选框,再依次查找需要选中的对象即可,这样前一个对象的选中状态不会因下一个对象的选中而取消。

图1.89 “查找”对话框

5.项目浏览器

项目浏览器也是一种查找对象的方式,但仅限于元器件、PCB封装与网络对象,此处不再赘述。

6.无模命令

PADS Layout提供“能够快速查找(Search)或选中(Select)元器件或管脚”的无模命令。“查找元器件或管脚”的无模命令为“S”,其使用格式为“S元器件标识符或管脚号”。例如,你现在要查找元器件U1,只需要执行无模命令“S U1”或“SU1”(无空格)即可,此时光标会定位到该元器件的中心。如果需要查找元器件U1的第10个管脚,可以执行无模命令“S U1.10”或“SU1.10”,此时光标会定位到U1的第10脚。

“查找并选中”的无模命令为“SS”,其使用方法与查找无模命令“S”类似,有所不同的是,后者仅会将光标定位在对象上,而前者还可以将对象选中。例如,你现在要选中元器件U1,只需要执行无模命令“SS U1”或“SSU1”即可。当然,你也可以同时选中多个对象。例如,执行无模命令“SS U1U2 U3”即可同时选中U1、U2、U3。

值得一提的是,有些无模命令在特殊情况下需要添加空格,因为空格的缺失可能会导致无模命令的含义不明确。例如,当前PCB文件中存在参考编号分别为“SW1”与“W1”的两个元器件,那么执行无模命令“SSW1”到底代表查找SW1还是查找并选中W1呢?此时应该使用空格!

7.原理图驱动(schematic-driven)

前面虽然已经详述PADS Layout中各种查找或选择元器件的可用方法,但是在实际PCB设计过程的某些阶段,这些方法可能并不适用。以PCB布局为例,通常元器件布局时应该以功能模块为单位,但元器件PCB封装导入到PCB文件后处于完全无序状态,可并不像原理图设计那样按模块进行摆放,此时应该如何进行模块布局呢?难道周而复始地在原理图中逐个查看某元器件参考编号,再从PCB文件中选择对应PCB封装进行布局吗?很显然,这并不是高效选择对象的方式! 原理图驱动 便是此时的最佳选择方案,当你在PADS Logic中选择一个或多个元器件时,在PADS Layout中对应的元件将会被选中,相反,PADS Layout中选择的PCB封装对应的元器件也会在PADS Logic中处于选择状态。当然,原理图驱动方式也可以选择管脚、网络等对象,详情见5.6节。

1.4.6 对象的操作

当对象通过“千辛万苦”被找到并选中后,你就可以对其进行相应的操作。与Windows平台下大多数工具一样,你可以采用“先选择对象,再执行命令”的操作方式。另外,PADS Layout也提供“先执行命令,再选择对象”的操作方式,这两种操作在不同的设计阶段各有一定的应用。

1.先选择对象,再执行命令

此种方式也称为选择模式(Select Mode),适用于仅需要执行一次命令的场合,换言之,如果你需要多次执行相同的操作,则需要多次执行相应的命令。以移动元器件U1为例,首先保证当前处于空闲状态,将U1选中后再拖动(或快捷键“Ctrl+E”),此时U1将会粘在光标上并随之移动,在合适的位置单击即可放置。 如无特别说明,本书均采用此模式统一行文。

2.先执行命令,再选择对象

此种方式也称为动作模式(Verb Mode),适用于需要连续多次执行相同命令的场合(此时状态栏最左侧会出现相应的命令名称提示,光标的右下角也会出现一个字母“V”)。同样以移动元器件U1为例,单击设计工具栏上的“移动”按钮即可进入移动元器件状态,然后单击U1,该元器件将粘在光标上并随之移动,在合适位置单击即可放置。PADS Layout在完成一次元器件移动后仍然还处于移动状态,你可以继续单击其他元器件进行移动操作。单击工具栏上的“选择模式”按钮(或快捷键“ESC”)即可退出元器件移动状态。

需要特别注意的是,动作模式下执行的命令可以针对的对象仅由命令本身决定,而不取决于筛选条件。例如,“先将‘导线’确定为筛选条件,然后试图单击设计工具栏上的‘移动’按钮来移动导线”的操作将不会成功,因为动作模式下的移动命令仅对元器件有效,而选择模式下则不然。 xxO+12vwEF400JBujwUd/GSHmcZ/TG0B2cdV4mSLNmq12kSBdtdDCE/PbghPZkCz

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×