電路仿真軟件詳談(24)，基于proteus電路仿真軟件的電壓表印刷電路板設計

電路仿真軟件不可缺少，應用電路仿真軟件，我們可以進行諸多仿真實驗和設計。對于電路仿真軟件，想必大家均有所了解。面對現(xiàn)流通的幾款電路仿真軟件，小小編個人偏愛于protues電路仿真軟件。因此在本文中，將介紹基于這款電路仿真軟件進行數(shù)字電壓表印刷電路板設計的步驟。如果你對本文內容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

1 用PROTEUS設計PCB的一般步驟

在PROTEUS中，由于有前端的ISIS原理布圖工具和PROSPICE混合模型SPICE仿真工具的支持，故其可以真正實現(xiàn)從原理圖布局到實時仿真、調試，再到PCB的一體化設計，十分方便和快捷，其設計流程圖和圖1所示。圖中，PCB設計準備階段主要完成原理圖的繪制和對電路的仿真驗證與測試。在網表文件加載后，還需對PCB板的各項參數(shù)進行設置，包括層數(shù)、線距、線寬等。檢錯環(huán)節(jié)提供有CRC和DRC兩種檢錯方式，并結合3D效果圖和鉆孔圖等逐層檢測工具，可以完全達到檢錯目的。

2 PCB板圖設計

本文以數(shù)字電壓表的設計為例，進行印刷電路板的設計，介紹使用PROTEUS來設計其印刷電路板的一般設計步驟與注意事項。

2.1 繪制原理圖

首先，可利用PROTEUS7.5的ISIS原理圖布圖工具繪制出如圖2所示的電路圖。此圖的主要功能是完成數(shù)字電壓表的顯示。包括晶振電路、復位電路、模數(shù)轉換電路和四位數(shù)碼管電壓顯示電路等。對于少數(shù)布圖工具中沒有的原理圖，應在ISIS環(huán)境下進行手工繪制，其方法與封裝的畫法基本相同。

2.2 PROTEUS文件導入(網表輸入)

導入文件前，首先需在PROTEUS ISIS環(huán)境中確定原理圖中每個器件的封裝形式，方法是右擊元器件，在彈出的下拉菜單中點擊“Edit ProperTIes”對話框，然后在圖3所示的彈出框中單擊圖3中所示的“?”，然后再進入“Pick Packages”圖4所示的對話框，以修改或選擇適合自己設計的封裝。也可在圖3對話框的下方打勾選

選項，以對元器件的封裝信息等進行文本輸入。

對于封裝庫中沒有的封裝或不適合自己設計的封裝，可在ARES環(huán)境下進行手工繪制。如圖2所示電路中的四位數(shù)碼管，只要點擊右上角的 圖標，即可進入ARES操作環(huán)境。其繪制方法如下：

(1)放置焊盤

在ARES環(huán)境下，點擊按鈕，選擇C-70-30大小，在工作區(qū)域放置焊盤。右擊此焊盤，在彈出的菜單中選擇"Replicate"后填寫如圖5所示信息，以放置底下六個焊盤。然后右擊最后一個焊盤，并在彈出的菜單中選擇"Replicate"后再填寫圖6所示信息，再次右擊新建焊盤，在彈出的菜單中選擇"Replicate"后，再填寫如圖7所示信息，即可放置所有焊盤。

(2)分配引腳標號

在焊盤放置完畢后，應對焊盤每個引腳進行標號。方法是右擊各個焊盤，在彈出的菜單中根據(jù)原理圖填寫引腳標號，填好后應和原理圖一一對應，否則，在編譯網表文件時將無法加載。

(3)添加元件外邊框

利用2D畫圖工具中的

圖標，并根據(jù)四位數(shù)碼管的實際大小加一個外邊框，如此便完成了四位數(shù)碼管封裝的設計。其圖形如圖8所示。

(4)封裝保存

在工作界面用右鍵拖動選擇整個封裝，執(zhí)行Library->Make Package命令，并在彈出保存對話框填寫圖9所示信息。其中“New Package Name” 為新封裝名稱;“Package Category”為封裝類別;“Package Typ”為封裝類型;“PackageSub-Category”為封裝子類別，最后單擊OK，這樣，就把此四位數(shù)碼管封裝保存到了USERPKG(用戶自建封裝庫)庫中。

加載好所有元件的封裝后，到Tools->NetlistCompilier，打開Netlist Compiler設置對話框，保持默認設置并保存，然后單擊CLOSE，即可生成網表文件。其次選擇工具菜單欄的“Tools”項，在彈出的下拉菜單中點擊“Neflist to ARES”，便可進入ARES工作界面。

2.3 印制電路板布局與調整

在PCB輪廓線內放置元件封裝時，哪些元件應該彼此相鄰、哪些元件應該放置得相對遠一些，元件與元件之間的距離保持多大等等，都屬于印刷板的布局問題。布局是否達到最佳狀態(tài)，直接關系到印刷板整體的電磁兼容性能和造價，最佳布局會使接下來的布局線更為容易和有效。

使用自動布局(Auto Placer)，首先應保證電路板具有邊界?？牲c擊左側工具箱中的“2DGraphics Box Mode”按鈕，從窗口的左下角下拉列表框“Board Edge”中選擇Board Edge，然后在工作窗口中畫一個適合自己PCB板的矩形(此矩形大小可二次調整)，邊框大小可利用左邊的測量按鈕進行測量。其次選擇工具菜單欄的“Tools”項，點擊“Auto Placer”菜單項，并在彈出的窗口中設置好相關屬性后，點OK按鈕。其效果圖如圖10所示。

若使用手動調整(Density Bar)則可在自動布局完畢后，單擊左側工具欄的光標按鈕，此后即可移動元件，使其達到一定的布局要求。

2.4 電路板的布線與調整

(1)參數(shù)設置

在布局完成后，可以先布一些特殊的線，如電源線、地線、在PCB板角上作定位孔等。也可以在布線完成后進行這些工作。在布線之前，需對電路板的相關參數(shù)和層數(shù)進行設置?？梢詧?zhí)行Tools->Design Rule Manager命令，并在彈出的對話框中進行各項參數(shù)設置，具體如圖11所示。另外，勾選

可對制版過程中的DRC錯誤(DRC是一種側重于物理錯誤設計規(guī)則檢查)進行實時檢測，以方便制版。而單擊

按鈕則可在彈出的窗口中對面板層數(shù)、過孔類型、線距類型等進行設置，基層數(shù)設定如圖12所示。

PROTEUS的自動布線功能極其強大，尤其在PROTEUS 7.3以上版本中，由于其改變了老版本中基于網格的布線器，而變?yōu)榛趲缀涡螤畹牟季€器。其此布線算法和新的減少沖突的方法相結合，使得布通率和布線效率大為提高，因而在各種PCB設計工具中極具特色。ARES擁有完全自動布線，腳本化布線，交互布線和運行外部ELEC-TRA四種操作模式。

(3)手工調整

在進行手工調整前，可單擊圖示按鈕 ，然后沿飛線提示開始布線。同時在適當位置雙擊可添加過孔，到達目標引腳后單擊即可完成手工布線。修改時，右擊導線，便可出現(xiàn)一些快捷方式，因而十分方便操作。

(4)CRC規(guī)則檢查

選擇Tools菜單項后，單擊ConnecTIvityChecker子菜單，系統(tǒng)便開始對PCB板的連通性錯誤進行檢查。若界面右下角出現(xiàn)“0 CRC violations found.，則”說明無錯誤。但若出現(xiàn)如“1CRC violations found.”所示界面并彈出Errors窗口，則說明有飛線，此時則需手動修改。

2.5 添加焊盤及3D預覽

一般PCB在送去加工前，應首先通過執(zhí)行Output->3D Visualization對PCB進行整體預覽，如圖13所示。當然，在整個設計過程中，也可以隨時打開3D窗口，以對電路板設計效果進行實時觀察，從而保證對所設計的電路板有個直觀的認識，也可對電路中元件布局及時進行調整。使PCB設計盡可能達到比較完美的布局、布線效果。

2.6 文件保存與輸出

完成必要的設計整理工作后?？蓤?zhí)行Output->Set Output Area選項選定輸出區(qū)域。然后單擊“Output”菜單，就可輸出不同格式和用途的設計文件。根據(jù)實際情況，選擇輸出文件類型。

3 注意事項

用PROTEUS7.5制作印制電路板的注意事項如下：

(1)在元器件的布局方面，應該把相互有關的元件盡量放得近一些，電源線、地線的布置應根據(jù)電流大小適當加粗，信號線較之略細一些。頂層、底層的走線方向應垂直走線，以方便檢錯;

(2)雖然PROTEUS7.5提供了自動布局功能，但對大多數(shù)的設計來說，效果并不理想，故不推薦使用。布線方面的首要原則是保證布線的布通率，移動器件時要注意飛線的連接，故應把有連線關系的器件放在一起。

(3)在為元器件加載封裝時，應確保所有元器件均用于PCB制版。在彈出的窗口中，一項一般不可勾選。除此之外，電壓表、探針、信號源等模擬器件，也不可用于PCB制版。

4 結束語

在電子設計中，利用PROTEUS設計印刷電路板是一種方便、易行的方法。PROTEUS主菜單的應用同其他的Windows環(huán)境下的應用程序一樣，因而用戶使用不會感到有什么困難。同時，該軟件具有的兩種操作環(huán)境使文件很方便傳輸，且不會出現(xiàn)傳輸錯誤，因而可使PCB的設計與制作變得極為方便、快捷和美觀。

以上便是此次小編帶來的“電路仿真設計”相關內容，通過本文，希望大家對如何基于proteus電路仿真軟件進行電壓表印刷電路板設計具備一定的認知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關注我們網站哦，小編將于后期帶來更多精彩內容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!