ARES PROTEUS中文说明书

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A R E S 部 分

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第1章 介绍

本入门向导使您能尽快熟悉ARES的主要功能,以便在实际工作中使用软件包，具有适当计算机常识的用户都可以在一到两天学会本软件并设计出第一块板。 特别要注意到本资料并不是全面.ARES帮助菜单下的在线手册是完整的参考手册,它包括本文涉及的所有主题的更详尽介绍。 本文贯穿了包含软件各个重要方面的工作实例，包括：

? 布局布线的基本技术 ? 3D 板视图

? 基于网络表的设计,包括手工和自动布线 更多先进的编辑技术,如块编辑和导线路径编辑： ? 硬拷贝生成 ? 库部件的创建 我们强烈建议您按照本指南进行练习,因为许多指出的要点如不注意将会在后续工作中浪费大量时间。通过依照指南进行设计,可以掌握软件背后的概念,将更加容易领会后面相应参考章节的材料内容。

第2章 LAYOUT 编辑软件概况

假定已经安装了软件包，并且当前目录是硬盘中某些方便的工作区。 点击“开始”按钮，选择“程序”，“Proteus 7 Professional”，再点击“ARES Professional”选项。ARES布板编辑器将加载运行。屏幕顶端出现菜单条。 屏幕最大的区域叫做“编辑窗”，它作为绘图的窗口——用来板子的放置和布线。屏幕左上角较小的区域叫做“预览窗”。通常“预览窗”用于对整个绘图的预览——蓝框表示当前页面的边缘，绿框表示当前编辑窗显示的区域。然而，当一个新对象被选择时，预览窗就用来显示被选择的对象——这个后面再讨论。

① 编辑窗口

② 对象选择器

③ 预览窗口

ARES布板编辑器概览

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底部的控制条值得进一步说明，通常分为四个部分： 左手边的是“选择过滤器”，用来配置当前操作模式下被选择的板层和对象。一般默认的规则就满足需要，当需要更加精确选择时，它就显得极为方便。“板层选择器”组合框定义了当前板层或板层对，用于PCB对象的放置。

ARES 布板编辑器的选择滤波器 中间是“状态条”，它提供了对当前鼠标指向的对象的文本提示。比如当鼠标在焊盘上时它会提示该焊盘所连接的网络。

ARES布板编辑器的状态条 右手边紧邻的是实时“设计规则检查器”。它在设计板时报告任何物理设计规则冲突。左键点击此处将打开对话框，里面详细列出各种冲突并可通过进一步的操作放大到特定错误的位置。

ARES布板设计器的设计规则指示器 最右边的是坐标显示，它读出对应于光标位置的坐标值。它反映的并不是指针位置的准确值，而是其捕获值。默认的捕获选项可在View（视图）菜单（或通过组合键CTRL+F1和F2+F4），捕获值可以在System（系统）菜单的Set Grids（设置网格）命令来配置。

ARES布板设计器的坐标指示器 坐标可以是英制或公制单位，由Metric（公制）（默认的快捷键‘M’）命令设置。还可以使用Origin（原点）（默认快捷键‘O’）命令来设置一个伪原点，此时坐标显示由黑色变成紫色。 编辑窗的网格点可以使用Grid（网格）命令来切换其有无，或者使用快捷键（默认是‘G’）。没有进行缩小操作时，格点的间距一般反映了当前捕获设定。在缩小以后，格点间距设为捕获间隔的适当倍数。 通过X－Cursor（X光标）命令ARES可以设置在捕获点显示一个X光标，默认快捷键

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是‘X’。 现在我们应该对编辑窗口有了一个大概的了解，在接下来的章节中，我们将通过实践，进一步熟悉本节的内容。

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。

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3.2 封装选择

建立一个粗略的布板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

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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。

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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

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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。

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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

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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：

? 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。

? 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）。 ? 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

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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。

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3.8.1 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。

3.8.2 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。

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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。

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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、工具栏的撤销操作。

按钮或CTRL+Z组合键

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。

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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： ? 删除，复制和移动导线（Delete, Copy and Move the route）. ? 改变板层和走线风格（Change the layer and trace style）. ? 改变过孔风格（Change the via style）.

? 控制导线的斜化（Control the Mitring for the route）.

? 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。

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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。

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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： ? 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。

? 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

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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穿过时，需要把布线类型变小，否则就会违反设计规则。ARES中使用自动缩颈工具进行这类操作。

这个功能由系统（System）菜单中的“设置默认规则（Set Default Rules）”命令控制。这个对话框允许你设置焊盘与焊盘（Pad-Pad）之间、焊盘与布线（Pad-Trace）之间和布线与布线（Trace-Trace）之间的距离，当然也可以设置缩颈的布线类型。默认的缩颈类型是T10，即10TH的布线。

3.9.9 重布线

最后，ARES提供了一种非常好的修改布线路径的方法。当你需要修改一段布线的路径时，操作非常简单。通常可以在旧的布线的某一点开始新建一条布线，沿着另一条路径重画一条布线，新布线的终点回到旧布线的另一点上，这时，你可以删除在这两点之间的旧布线，修改布线路径的操作就完成了。这是一种非常自然的方法。重布的所有可能的操作如下图所示，应该非常容易掌握。

注意：多余的过孔也将被删除。 在布线的最后阶段，当布线的路径被另一条布线阻碍时，你将会发现这种功能特别有用。

3.9.10 连接高亮显示

虽然高亮显示连接性并不完全是布线工具的一部分，但在布线的过程中，当你需要查看具有哪些连接或者有哪些连接始还没有完成，它始终都用得着。例如，你想查看时钟信号是不是已经连接到所有需要它的芯片上。

选择连接性高亮（Connectivity Highlight）按钮

，使用鼠标左键在已经完成布线的元

件引脚上单击，你将看到所有连接到该引脚的布线和焊盘等都以高亮（亮白色）显示。在进行缩放操作时，高亮选择将一直保存，直到你调用重画命令（默认为‘R’键）。

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焊盘选择时的连接高亮显示

在这种模式下，单击对象列表窗口的网络名将突出显示所有连接到该网络的对象。

网络选择时的连接高亮显示

使用块删除按钮或Delete键将删除所有高亮显示的导线或过孔。它提供了删除特定网络导线的一种方法。

3.10 3D预览

假设现在布线已经完成，准备生产，我们首先想要看看它生产安装完成后会是什么样子，我们将使用3D工具进行预览，并生产原型之前进行修改。从ARES的Output菜单调用“3D Visualization Engine”，打开3D预览工具。

PPSU版图的3D预览图

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3.10.1 基本导航

我们可以使用各种不同的预设角度预览电路板。ARES提供了五种视图：顶视图、前视图、背视图、左视图和右视图。可以从以下几种方法切换这些视图。

? 从3D Viewer的View菜单

? 从3D Viewer底部的导航工具栏 ? 使用键盘的功能键F8－F12

3D导航工具栏

现在，我们应该能够从各种角度观察我们的电路板了。我们再来看看怎样进行缩放，同样，也有很多种方法：

? 滚动鼠标的中间轮（推荐） ? View菜单

? 导航工具栏的按钮

? 功能键F6（放大）和功能键F7（缩小）

3.10.2 设定视图

下一步我们也许想以任意角度查看电路板。这个概念上等于把鼠标粘贴到镜头上，当我们移动鼠标时，镜头也移动到电路板的相应位置。你可以通过查看（View）菜单的浏览（Navigation）命令、导航工具栏的瞄准镜或在电路板上单击鼠标左键来操作。

调用浏览模式时的鼠标光标

把这种技术与缩放技术结合使用可以非常方便地查看板的细节。单击鼠标右键即可弹出此模式。

例如：如果我们处于顶视图（使用功能键F9）中，现在我们想要查看右边的电阻，我们可以进行如下操作：

1） 单击左键进入浏览模式。 2） 移动鼠标到电阻上方。 3） 滚动鼠标滚轮进行放大。 4） 单击右键，退出浏览模式。 最后一个功能是旋转电路板。当我们按下鼠标左键的同时移动鼠标，即可完成旋转操作。当你释放鼠标后，镜头将粘贴在鼠标上。

在View菜单还有一个自动旋转（Auto Spin）命令或者使用（CTRL+S组合键），可以使板自动旋转观看。

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总结：

? 鼠标左键进入浏览模式。

? 在浏览模式中，镜头将粘贴在鼠标上，随鼠标移动而移动。 ? 使用鼠标中间的滚轮进行缩放。

? 在浏览模式中，按下鼠标左键可以旋转正块电路板。 ? 单击右键将退出浏览模式。 当你完成3D预览后，可以从File菜单的close命令，或者按ESC键，或者关闭3D viewer，将返回到ARES中。

更多的关于3D可视化工具，包括建模，定制等信息请查看3D Viewer的相关章节。

3.11 生成PCB

下面我们着手一个重要的工作，就是把漂亮的屏幕图形输出到纸张或胶片上。在Windows下，大多数硬拷贝设备由一般Windows打印机驱动来支持。此外，我们提供我们自己的绘图仪、Gerber胶片机和Excellon NC钻孔机器的驱动程序。 我们只讨论一下一般Windows打印机的使用，因为我们不大可能使用胶片绘图机。第一步是选择合适的打印设备：输出（Output）菜单——打印机设置（Printer Setup）。这将启动Windows通用打印机驱动并进行配置。具体细节取决于Windows版本和打印机驱动程序——详细资料请参考相应的文档。 然后，加载版图并调用输出（Output）菜单的打印（Print）命令。对话表提供了许多控制，它们都有相应的文本帮助（对话表的文本帮助通过表右上角的‘？’以‘point and shoot’机制来访问）。默认的设置适当修改后按‘OK’开始生成输出。输出可以通过按ESC键终止，或许稍经过延时后所有任务停止。ARES和打印/绘图机清空缓冲。 特别在使用绘图仪时，或许需要试验笔、纸，设置设备（Set Devices）上有不同的以便获得最优的结果。完整的细节见参考手册的“硬拷贝生成”章节。 或许你还想体验用版图CALTEST.LYT（在安装目录的samples\\Schematic and PCB Design里面）和打印（Print）对话表的XCompensation/YCompensation来补偿输出设备比例精度不准。

ARES会记住Printer Setup对话表的打印机设置，不受其他应用下打印设置影响。 CADCAM输出和Gerber 查看见在线手册的标题为Cadcam Output的部分。

3.12 库

ARES已经提供了大量的封装（footprint），前面我们也看到布板时怎样选择和放置这些部件。然而，也可能需要创建定制的封装或符号，这个在ARES中也很简单，具体过程如下所述。

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3.12.1 封装库

封装是由在工作区放置焊盘、丝印图形（或导线），选中它们，再使用库（Library）菜单下的创建封装（Make Package）命令来创建的。下面快速简洁的实例描绘了基本过程。 首先选择圆形焊盘（Circular Pad）图标，再从对象选择器中选择C-80-30的焊盘风格，如下图所示。

圆形焊盘按钮 对象选择器中的焊盘风格 以0.5”的间距放置两个这样的焊盘，再选择Box图标画一个框包围这两个焊盘。粗略的封装如下图：

简单的测试封装 最后通过按住鼠标右键拖曳一个框来选中整个图形，调用库（Library）菜单下的创建封装（Make Package）命令。输入名称TESTPKG并创建一个名为TESTS的新目录。在填写完其他适当的栏目后（见下图示例）便可以切换到另一个选项卡进行3D可视参数配置。

创建封装对话表 我们这里重要的是提供尽可能多的信息以便获得部件的清晰的3D图象，在使用3D查看板子时使用。在调整参数时对话表的3D预览图会实时更新。参数及其值的讨论见在线手册（ARES的Help菜单）。我们的目的只是填写下图所示的属性栏目。

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3D可视化选项卡 完成后点“OK”便将改动提交给库。

在Make Package对话表中输入的描述将被用于库浏览器搜索器件的关键词搜索。

如果现在选择了封装（Package）图标，将看到TESTPKG出现在对象选择器，可以象其他封装一样布放。同样，在库浏览器下可以在TESTS目录中很容易地找到这个部件。最后将部件放置在版图，并从输出（Output）菜单调用3D可视化引擎，这时可以看到该部件的3D着色的图象。 封装的参考点或锚点总是第一个放置的焊盘，除非在创建封装时明确地使用一个ORIGIN记号。 还有更多可以做的——可以只有一边有焊盘，而板的两面都有丝印。更多的详情见在线手册的Library Facilities一章。 要编辑一个已有的封装，先从库中选取它，并放置在版图上，右键点击并从文本菜单中选择分解（Decompose）命令。

分解一个封装为基本要素 这样便将封装拆为其基本单元（焊盘和2D图形）。当元件是版图的一部分时不推荐这样做。

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3.12.2 符号库

符号是2D图形对象的简单集合，保存在库中用于一般的用途。典型应用包括象钻孔目标、非电气器件的图形（如支架和散热器，或是公司logo）。 创建一个符号是由选中组成它的2D图形对象（也可以是其他符号），调用Make Symbol命令。注意板层信息在创建符号时是被忽略的。 符号和封装一样，可以通过Decompose分解来进行编辑。

3.13 从网络表绘制PCB

在前面的练习中，仅仅用ARES作为计算机化的绘图板。这对于了解基本操作原则是有帮助的，但是ARES 7 实际上倾向于与ISIS联合使用，99％的开发人员是这样做的。因为这样易于检查电路图的错误，总的来说提高了设计过程的质量。同时，由于ARES使用网络表显示连接关系，因此不再需要反复查对数据手册来检查引脚连接。

3.13.1 准备好PCB设计对应的原理图

为了做这个练习，不用保存地关闭ARES（这样PPSU板返回其原状），加载PPSU.DSN。可以在安装目录的samples\\Tutorials下找到。 该设计如下图示：

PPSU原理图设计 ISIS库部件得益于其PACKAGE属性，已经具有PCB封装信息，因此可以通过选择ISIS的工具（Tools）菜单下的Netlist to ARES命令直接进入ARES PCB设计。

作为完整的关于设计PCB的原理图准备，见ISIS参考手册中“ISIS&ARES”部分。

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3.13.2 放置元件

示例文件PPSU.LYT已经准备就绪，现在首先要做的是删除里面的器件。用鼠标右键在边框内画一个选择框选中所有器件，除了边框全部删除，象前面讨论的那样使用选择过滤器——设置正确后，在选中框内从鼠标右键文本菜单中选择删除（Delete）（或直接按键盘删除键）。

选择过滤器设置为除图形（板边）外全部选中 接着选择器件（Component）图标（在基于网络表设计中，封装表示为器件——由原理图设定——不是用户直接在ARES中选取的封装），对象选择器中就会显示所有器件，如下图。

删除器件后的PPSU示例设计中的对象选择器 对象放置和前面练习时一样，不过要使用旋转（Rotation）图标来选择某些部件的方向。这个可以在放置前做（使用旋转图标），也可以在放置过程中做（使用数字键盘的‘＋’和‘－’键），还可以在放置后选中对象，然后在右键文本菜单中选择相应的旋转图标。

运放放置后的旋转 假定以运放及其周边小器件的布放开始。在实际中通常先在纸上绘制草图，我们可以按照下面的指引来作图。 在放置器件后，他们从对象选择器上消失，这便明白地指示还有多少器件没由布放。如

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果已经布放的器件被删除，它会回到对象选择器。注意前面提到的封装模式是不具备这个功能的——只有网络表设定的器件才能这样。

PPSU版图在布线前放置了所有器件

3.13.3 编辑放置的元件

对于已放置的器件，我们可以：

? 用鼠标拖曳其主体或焊盘（但是不能是标签）大范围移动。在拖曳时，还可以使用映射

的按键（默认是数字键盘的‘＋’和‘－’键）来使之旋转。 ? 移动其标签，在选中整个器件后，仅拖曳其标签。 ? 选中并使用相应的文本菜单实现对象的旋转或镜像。 ? 选中并左键单击标签，可以编辑标签。

? 在焊盘模式下，在旧焊盘上放置新焊盘来改变它。

3.13.4 飞线

放置了器件后，可以看到对象放置后显示出绿色的‘飞线’或‘连接’，这非常直观，越长的飞线说明器件的位置越差，事实也是如此——优化器件的放置等价于使总的连接长度最小化。不幸的是，这个问题的解决与其说是科学，不如说是艺术！ ? 记住可以在放置或拖曳的同时使用键盘快捷方式旋转器件（默认键盘映射是‘＋’和‘－’

键）。结合飞线的显示，可以快速地优化器件放置的方向。

? 值得提醒的是此时不需要标注部件——当放置U1时会自动调出一个DIL08封装。 不但在器件放置时，就是在拖曳器件时ARES也会重新计算飞线。这意味着飞线会在器件焊盘移动时同步变化。很显然，某些器件类似去耦电容，最近的电源脚取决于它所处的板子的区域。

飞线在布线时也是动态的——清晰地指示开始布线后端点最近的连接。

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补充一下，ARES显示每个已放置器件的力矢量（Force Vectors）。它们显示为黄色的箭头并指向器件的理想位置。力矢量越短，整体放置越好。拖曳中器件的力矢量也是实时更新的，器件只有在放置后才会显示相对其他器件的力矢量。当器件布线完毕，其力矢量自动消失。 现在可以开始布线了。

3.13.5

? ? ?

手工布线

选择连线图标并左键单击运放的第4脚。这时会有几种情况：

屏幕上方的状态条将显示一个提示信息表明在对地线网络的器件布线。 最靠近的目的焊盘将高亮，飞线将变为指向该目标焊盘。

导线选择器将自动显示导线风格为T25。这个与网络策略功能关联，不过现在简单地预设置了电源网络的线宽。注意这只发生在工具（Tools）菜单下自动导线选择（Auto－Trace Selection）选项勾选的时候。

? 一个导线的虚影将跟随鼠标——显示要放置的导线线段和走线层。 指向C1左边的引脚再次点击左键。ARES将感知布线完成并将连接替换成一段25th的导线。再左击U1的引脚4，上移到一个网格对角，单击左键，再平移一个网格转下连到到R2下引脚。

从U4的Pin4 布线到 R2的Pin2 布线的板层取决于层选择器（Layer Selector），它默认位于ARES软件的左下方。 ARES会交互地监视布线过程，并提示任何违反板子设计规则的错误。现在没有违规，可以看到屏幕右下方这样显示：

交互DRC报告没有违规 假如右键单击刚才放置的导线（U1-Pin4到R2-Pin2）并向下拖曳其中间段比如跨过R1的Pin2（一个显然的违规），释放鼠标后将会看到ARES检测到问题并在状态条上提示：

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交互DRC报错 在错误信息上左键单击将打开DRC查看器，它显示违规内容，设计规则中设定的安全间距与实际的间距冲突。双击查看器上的条目将放大到板上发生错误的位置。 由于违规的原因是显见并且是故意的，现在只需要用撤销（undo）命令（默认按键是CTRL＋Z）还原走线到正确状态——注意到DRC检查器重新报告没有违规。

通过系统（System）菜单的设置策略（Set Strategies）命令可以分别设置设计规则的各项策略。更多信息见下面的布线策略（Router Strategies）。

交互式DRC检查是布线的利器，结合个性化的设计规则设置，极其可靠、省时。 继续回到板上，连接U1的Pin4到Q2的发射极。此时不需要引脚到引脚地布线——先进的网络表管理功能使得ARES指示那些飞线可以去掉，甚至在从Q2发射极布线到U1的Pin4上的导线。 下一个连接是从U1的Pin2到R2。假定我们要在板的顶层U1下排引脚的上方走线，按空格键或者鼠标的中键（如果有的话），这样就选择了当前板层对的另一层——此时是‘顶层铜箔’（可以在层选择器中看到此变化）。如前进行布线，注意现在导线风格按照SIGNAL策略选为DEFAULT（默认）。同时注意到画出的导线是红色的，表明（在默认颜色下）是在顶层铜箔布线。连接到R2完成布线。 事实上这块板完全可以没有过孔。不过作为指南这里用了两个过孔来连接U1的Pin3到C1。先选择‘底层铜箔（Bottom Copper）’，左键单击U1的Pin3，再在下图的位置双击左键。双击左键便放置一个过孔并切换到另一布线层。过孔占用的板层由当前策略中的过孔模式（正常，埋孔，盲孔）决定。得到一个过孔后，移动到目标引脚上，左键点击两次在板的底部完成布线。

最后从美学角度尝试一下斜化特定走线或整个板，这可以最小化导线长度或避开焊点。这个命令对于单根导线可以从右键菜单中调用，对于全局处理要从编辑（Edit）菜单上调用。更多关于斜化（Mitre）的信息可以参考在线手册。

3.13.6 自动布线

使用自动布线器非常简单——计算机帮我们做了所有工作。为了看一下这个过程，重新装载PPSU.LYT，然后从工具（Tools）菜单调用自动布线器（Auto-Router）命令。本示例采用默认设置，因此直接按OK，坐下看看。屏幕下方的状态显示将呈现进度和进程内容。黄色的路径是考虑布线的位置。在现代的计算机上这块板布线会很快，几乎看不到布线过程！

3.13.7 手工和自动混合布线

虽然上面的练习完全自动地完成布线，或许我们希望加以更多的控制。重新加载PPSU.LYT，再选择飞线（Ratsnest）图标。选择器将显示当前设计中网络的列表。选择GND网络并在选择器上点击‘T’按钮，将显示如下图，这将选中这个网络的所有连接。

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飞线图标 选择了地网络的对象选择器 在这种模式下还可以：

? 通过右键在连接上单击来选中全部连接 ? 通过右键在连接上单击选中单个连接 ? 右键在空白处单击取消所有连接的选中 自动布线器可以设置为布线所有连接或只是布线选中的或未选中的连接，这样在想手工和自动混合布线时就提供了完全的控制。

一旦板子布线完毕，可以使用编辑（Edit）菜单下的斜化（Mitre）命令来斜化所有的导线。

3.13.8 布线策略

ARES以非常成熟和方便的方法使得可以对不同的网络使用不同的导线/过孔。设计中的每个网络都被赋予（显式的或隐式的）命名的策略用来定义其布线。事实上一个名为12VRAIL的网络在原理图上可被赋予POWER策略，但是POWER策略具体的内容要到PCB成形时才定义。同时，也要避免对每个网络都赋予不同的属性。 为了体验一下，调用系统（System）菜单下的设置策略（Set Strategies）命令，选择POWER策略。在编辑策略（Edit Strategy）表中允许决定这个网络将如何布线。 可以看到有设置导线和过孔风格的栏目，使用的算法（如电源或信号），控制是否使用对角线和是否优化拐角（如走45度角）——每个选项都有相应的文本提示作为快速参考。每个策略最多允许4个对，每对可以使用不同层。如火H和V层走线一样，那么将布出单面板。 也可以对每个策略设置单独的设计规则。这个在某些导线带高压而需要更多空间的时候是非常有用的。

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选择POWER策略时的ARES设置策略对话表

对于更加复杂的设计，可以创建和配置自己的策略。在ISIS的连线上放置网络标号STRAT＝<网络名>，便创建了该网络的布线策略——它将出现在ARES的设置策略对话表中，可以进行如上设置。对于处理一些特殊要求的导线，这是个极为强大的功能。 更多关于这个功能的详情参见在线手册的网络表管理（Netlist Management）和自动布线（Autorouting）章节。

3.13.9 连接规则检查

这个工具确定相互连接的引脚（通过导线和过孔），并与网络表中赋予同样网络的引脚比较。可以通过工具（Tools）菜单启动这个表示为‘net-group’的在线报告，里面生成每个网络并写到一个文件，同时列出任何网络表设定的但是没有放置的器件，呈现在弹出窗口中。如果点击列出的项目，受错误影响的网络或网络组将高亮显示。 如果设计是从网络表开始布局，特别是使用自动布线器时，通常不会犯缺少连接以外的错误。然而，一个零错误的CRC报告更加增强了设计正确性的信心。

3.13.10 电源层

为展示一个成熟的电源平面放置的示例，我们为PPSU板生成一个简单的地平面，过程如下：

1. 加载PPSU.LYT 2. 用自动布线器布线

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3. 选择连接高亮图标

4. 在对象选择器中选择GND＝POWER 5. 点击对象选择器上的‘T’

6. 点击删除按钮或直接按键盘的删除键 以上过程对板子布线，并删除其中的地线。

7. 在工具（Tools）菜单下选择电源平面生成（Power Plane Generator）命令 8. 选择GND网络（可能显示为“GND＝POWER”） 9. 点击OK ARES将生成一个地平面

ARES的电源平面功能是完善和极其强大的。这里我们只是简单熟悉了一下，更多详细内容参见参考手册的Power Plane一章。

3.13.11 交叉探测

Proteus设计套件提供了叫做设计浏览器（Design Explorer）的强大分析工具——这在ISIS文档中介绍了部分细节。对于布板时的特殊重要性在于其交叉探测（cross probing）功能，它将ARES中的封装和网络向上与ISIS中对应的器件和网络匹配。为了看看这个行为，重新加载PPSU.LYT,并在ISIS中加载PPSU.DSN。然后象前面那样在ARES中调用自动布线器并保存版图。 在一个典型的项目中我们已经创建了原理图（PPSU.DSN），建立网表到版图软件并布局/布线。从ISIS里面，打开设计浏览器（Design Explorer）并进入查看物理部件列表（Physical Partlist View）。

在ISIS中打开设计浏览器 然后，右键单击设计浏览器中要选的器件，在出现的对话表中选择到PCB部件（Goto PCB Part）命令。

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从设计浏览器中的器件导航到封装 可以看到ARES中这个部件被选中并且编辑窗缩放到这个器件上。这个在分析项目时是非常有力的工具——特别是原理图含有多页设计和/或版图密集或很复杂的情形。 如果切换回设计浏览器（这是顶层窗口，可以从Windows状态条上打开）并移到查看物理网络表（Physical Netslist View），那么就可以同样地选中ARES中的网络。

从设计浏览器中的器件导航到网络 在由原理图驱动的项目设计中，设计浏览器/交叉探测可以用于布板器件的检验和后续的版图分析。

为了能使用设计浏览器的交叉探测功能，原理图和线路板图必须同时打开，没有未保存的变化且原理图的网络表是当前载入版图的。如果不满足，设计浏览器中的PCB导航功能便失效。

3.13.12 生成制板文件

通常我们会生成Gerber/CADCAM数据提供给制造商。这个在参考手册中有详细的讨论，实际上非常简单，通过ARES的输出（Output）菜单里的CADCAM输出（CADCAM Output）命令来实现。 我们始终建议物理原型检查后再进行大规模生产。

错误！未找到图形项目表。错误！未找到索引项。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/azbp.html