教你學(xué)用Proteus做PCB

ID:142127 · 發(fā)表于 2017-12-13 02:44

時(shí)下，利用Keil C51和Proteus來(lái)進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)已成為眾多單片機(jī)愛(ài)好者的首選。Keil C51和Proteus的結(jié)合可以進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和硬件的仿真調(diào)試，可大大縮短單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，也可降低開(kāi)發(fā)調(diào)試成本。當(dāng)仿真調(diào)試成功后，我們便可利用Proteus 6 Professional 中的ARES 6 Professional進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)與制作。有很多文章或書(shū)籍都談及如何用Keil C51 + Proteus進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真開(kāi)發(fā)，但是，用Proteus來(lái)制作印制電路板（PCB）卻少有提及。本文結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單的廣告燈的設(shè)計(jì)電路（如圖1所示）為例，談?wù)勅绾斡肞roteus 制作PCB。

用Proteus 制作PCB通常包括以下一些步驟：（1）繪制電路原理圖并仿真調(diào)試；（2）加載網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝；（3）規(guī)劃電路板并設(shè)置相關(guān)參數(shù)；（4）元件布局及調(diào)整；（5）布線并調(diào)整；（6）輸出及制作PCB。

一、繪制電路原理圖并仿真調(diào)試

在Proteus 6 Professional 中用ISIS 6 Professional 設(shè)計(jì)好電路原理圖，并結(jié)合Keil C51進(jìn)行軟件編程和硬件的仿真調(diào)試，調(diào)試成功后，便可開(kāi)始制作PCB。在此不再贅

圖1 廣告燈的設(shè)計(jì)電路述調(diào)試過(guò)程。

二、加載網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝

（一）加載網(wǎng)絡(luò)表

在ISIS 6 Professional 界面中單擊Design Toolbar中的

圖標(biāo)或通過(guò)Tools菜單的Netlist to ARES 命令打開(kāi)ARES 6 Professional 窗口如圖2所示�？梢钥吹�，在圖2中左下角的元器件選擇窗口中列出了從原理圖加載過(guò)來(lái)的所有元器件。若原理圖中的某些器件沒(méi)有自動(dòng)加載封裝或者封裝庫(kù)中沒(méi)有合適的封裝，那么在加載網(wǎng)絡(luò)表時(shí)就會(huì)彈出一個(gè)要求選擇封裝的對(duì)話框，如圖3所示。這時(shí)就需要根據(jù)具體的元件及其封裝進(jìn)行手動(dòng)選擇并加載。圖2 ARES 6 Professional 窗口

圖3 要求選擇封裝的對(duì)話框圖4 完成后的按鈕封裝的設(shè)計(jì)

（二）設(shè)計(jì)元件封裝

對(duì)于封裝庫(kù)中沒(méi)有的封裝或者是與實(shí)際的元件不符的封裝，就需要自己畫(huà)。那么，怎么畫(huà)封裝呢？這里以示例中的按鈕開(kāi)關(guān)為例，設(shè)計(jì)一個(gè)元件的封裝。

1、放置焊盤(pán)

在圖2所示的界面中根據(jù)按鈕的引腳間距放置4個(gè)焊盤(pán)，并修改焊盤(pán)的標(biāo)號(hào)，使之與原理圖中的元件引腳標(biāo)號(hào)一致，否則，會(huì)彈出沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接的錯(cuò)誤提示，或者加載后沒(méi)有連線。

2、放置外邊框

利用2D畫(huà)圖工具中的

圖標(biāo)根據(jù)按鈕的實(shí)際大小加一個(gè)外邊框，如此便完成了按鈕封裝的設(shè)計(jì)（如圖4所示）。

圖5 保存封裝對(duì)話框圖6 加載封裝對(duì)話框

3、保存封裝

選中封裝，用左鍵單擊

圖標(biāo)，出現(xiàn)保存對(duì)話框（如圖5示），在New Package Name中鍵入要保存的元件封裝名稱(chēng)（在此用KS）；在Package Category（保存范疇）中選中Miscellaneous；在Package Type（封裝類(lèi)型）中選中Through Hole；在Package Sub-Category（保存子范疇）中選中Switches；單擊OK，就把按鈕封裝保存到了USERPKG（用戶自建封裝庫(kù)）庫(kù)中。

4、加載封裝

自建封裝保存后，再到庫(kù)中加載，就可以把自己制作的元件封裝加載到PCB中了（如圖6所示）。

按照上面的方法把需要的元件封裝都畫(huà)好以后，再?gòu)脑韴D單擊Design Toolbar中的

圖標(biāo)，重新加載網(wǎng)絡(luò)表，這樣，就把所有的元件都加載到了PCB中。

三、規(guī)劃電路板并設(shè)置相關(guān)參數(shù)

（一）規(guī)劃電路板

在ARES 6 Professional 窗口中選中2D畫(huà)圖工具欄的

圖標(biāo)，在底部的電路層中選中Board Edge層（黃色），即可以單擊鼠標(biāo)左鍵拖畫(huà)出PCB板的邊框了。邊框的大小就是PCB板的大小，所以在畫(huà)邊框時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際，用測(cè)量工具

來(lái)確定尺寸大�。ㄈ鐖D7所示）。

圖7 規(guī)劃電路板方框圖圖圖8 電路板相關(guān)參數(shù)的設(shè)定

（二）設(shè)置電路板的相關(guān)參數(shù)

PCB板邊框畫(huà)好以后，就要設(shè)置電路板的相關(guān)參數(shù)。單擊System中的Set Default Rules項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中設(shè)置規(guī)則參數(shù)，有焊盤(pán)間距、線與焊盤(pán)間距、線與線間距等一些安全允許值。然后在Tools中選中

(布線規(guī)則)項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中單擊Edit Strategies項(xiàng)，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框如圖8所示。在左上Strategy欄中分別選中POWER和SIGNAL，在下面的Pair1中選同一層。這樣，就完成了在單層板中布線的設(shè)置。到此，對(duì)一些主要的參數(shù)設(shè)置就完成了。別的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，可以在System和Tools中去設(shè)置完成。

四、元件布局及調(diào)整

（一）元件布局

電路板的規(guī)則設(shè)計(jì)好以后，就可導(dǎo)入元件并布局。布局有自動(dòng)布局和手動(dòng)布局兩種方式。若采用自動(dòng)布局方式，只要在界面的菜單欄中選中

項(xiàng)，彈出對(duì)話框，單擊OK，就自動(dòng)把元件布局于PCB板中了。而如果采用手動(dòng)布局的方式，則在左下角的元件選擇窗口中選中元件，在PCB板邊框中適當(dāng)位置單擊左鍵，就可以把元件放入。

（二）元件調(diào)整

無(wú)論是自動(dòng)布局還是手動(dòng)布局，都需要對(duì)元件進(jìn)行調(diào)整。主要是對(duì)元件的移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)等操作。對(duì)元件的布局原則是：美觀、便于布線、PCB板盡可能小。PCB的元件布局完成如圖9所示。

圖9 PCB的元件布局完成圖圖10 布線完成圖

五、布線并調(diào)整

同樣，PCB的布線也是有自動(dòng)布線和手動(dòng)布線兩種布線方式。一般，是先用自動(dòng)布線，然后手工修改，也可以直接手工布線。布線規(guī)則的設(shè)置在上面已經(jīng)描述，這里主要說(shuō)明布線時(shí)用的導(dǎo)線的粗細(xì)設(shè)置以及焊盤(pán)大小的修改。首先，選中工具菜單欄中的

選項(xiàng)，在左下角的導(dǎo)線選擇窗口中選中想要的導(dǎo)線粗細(xì)類(lèi)型，也可以選擇DEFAULT（默認(rèn)），再單擊E按鈕，在彈出的對(duì)話框中修改Width的值就可以了。在布線的過(guò)程中，如果需要改變某一根線的大小，可以雙擊右鍵，選擇Trace Style選項(xiàng)中的合適類(lèi)型；要?jiǎng)h除該線，則左鍵單擊Delete。如果要?jiǎng)h除整個(gè)布線，那么就選中所有的連線，左鍵單擊工具菜單欄中的

圖標(biāo)即可。對(duì)于焊盤(pán)的修改，可以在布線完成之后進(jìn)行。先選中工具菜單欄中的

選項(xiàng)，然后在選擇窗口中選中合適的焊盤(pán)，在需要改變的元件焊盤(pán)處單擊鼠標(biāo)左鍵即可。布線完成后的PCB板如圖10所示。（說(shuō)明：1000th = 1inch = 25.4mm）

六、輸出及制作PCB

最后就是輸出打印電路版圖了。先單擊Output選項(xiàng)中的Set Output Area選項(xiàng)，按住鼠標(biāo)左鍵并拖動(dòng)，選中要輸出的版圖。如圖11所示。

圖11 輸出打印電路版圖圖12 設(shè)置要打印的輸出電路層

然后是設(shè)置要打印的輸出電路層。在Output選項(xiàng)中單擊Print/Plot Layout選項(xiàng)，出現(xiàn)設(shè)置對(duì)話框，如圖12所示。

在設(shè)置對(duì)話框中，單擊選擇Printer，可以選擇打印機(jī)和設(shè)置打印紙張以及版圖放置方向。在下面的Layers/Artworks欄中選擇要打印的層。因?yàn)椴季€是在底層進(jìn)行的，所以在打印布線層時(shí)，在Bottom Copper和Board Edge選項(xiàng)前打勾，表示選中要打印輸出；而在打印元件的布局層（絲印層）時(shí)，在Top Silk 和Board Edge選項(xiàng)前打勾（這一層在打印時(shí)注意需要選擇鏡象打�。�；Scale選項(xiàng)是打印輸出的圖紙比例，選100%；Rotation 和Reflection選項(xiàng)分別是橫向/縱向輸出和是否要鏡象的設(shè)置。設(shè)置好以后就可以打印了，如圖13和圖14所示的分別為絲印層與布線層的打印效果圖。