工欲善其事，必先利其器。随着电子技术的发展，电路的复杂程度越来越高，电路设计软件也越来越多，对新产品的开发速度要求也越来越高，要想在竞争中脱颖而出，就必须利用优秀的工具。设计电路板也不例外，在本次PCB快速设计培训中，我们将以最快的速度完成一个例程的电路板设计。
下面我们先看一下电路板设计的流程，在下面的流程图中，主要分为两个部分，第一行的最后一个框之前是原理图设计的部分（第一部分），包括在硬件出来之前的仿真调试、元件封装的检查和分配，以及导出网络表。后面是PCB设计的部分（第二部分），包括布局、布线和输出电路板。 针对于PROTEUS，原理图设计及仿真都将在应用程序ISIS中进行，而PCB设计将在应用程序ARES中进行。
前面所说的第一部分都为PCB设计的前期工作。下面我们以一个DA转换电路为例，完成PCB设计前期的工作。
首先，在ISIS中进行原理图的设计。下面这张电路图是在PROTEUS 7.6 SP4中文版的环境下所绘制的。- 进行电气规则检查，看是否有明显的设计错误。
在“工具”菜单中选择“电气规则检查命令”后弹出检查报告。
从报告中，我们可以看到有3个没有驱动的网络（数字示波器的B\C\D通道）和3个警告信息(都与IOUT2连接到地有关)。这些从理论的设计上没有错误，所以我们将它们忽略。
在“系统”菜单中选择“设置元件清单”命令后弹出对话框。
在“文件”下拉框中我们选择第4项——Full CSV Output，系统默认的选择会自动加入“类别”、“元件编号”、“元件值”、“命令代码”，在“字段”中我们删除“命令代码”，点击“添加”按钮添加“封装”。
在下面的左图中点击“列表”，然后在出现的右图中选择“PACKAGE”后点击“确定”退出。
在做了如下左图所示设置后再次点击“确定”，最后点击“确定”退出。
下面我们查看BOM并输出。
将另存的CSV格式文件用EXCEL打开后做简单编辑，得如下结果：
设计好后可以进行部分电路的仿真，如果电路中带有单片机等，就可以利用汇编语言的编译器进行汇编代码的编写和编译，或利用第三方的集成开发环境进行源代码的编写和编译，然后将生成的目标代码加载到控制器中，进行系统的仿真。系统仿真完毕之后，没问题就可以进行下一步。
通过BOM，我们可以看图中涉及到的元件及其具体参数。
点击工具栏上的
命令，我们在设计浏览器中查看器件有无封装。
如果封装不正确的元件，可以双击器件，打开其属性对话框修改（如下图“DIL20”所在的位置）。
对于没有封装的器件，在器件上单击右键，在弹出的框中选择“封装工具”
然后为其添加封装，注意原理图符号的引脚要与PCB封装的引脚对应。
网络表是原理图与PCB连接的桥梁，我们可以在PROTEUS中仿真得到结果后导出网络表去其它软件中绘制PCB，也可以在其它软件中设计原理图后生成网络表导入到PROTEUS ARES中来绘制PCB。
在“工具”菜单中选择“编译网络表”，在对话框“网络表编译器”中可以选择输出的格式。
PROTEUS ARES默认采用的格式是SDF，也就是说如果要用PROTEUS来画PCB，必须要先将网络表格式转成SDF的。在官方网站：
http://www.labcenter.co.uk/support/downloads.cfm
上可以免费下载sdfgen41.zip，它可以将MULTIWIRE 和 TANGO格式的网络表转成SDF格式的。
在输出网络表时，假如选择Tango格式，单击“确定”后出现以下对话框，另存即可得到我们需要的Tango格式网络表。
下面我们开始做一个按钮的封装
如上图所示,在ARES模式工具栏中内径50th,外径80th的圆形穿孔焊盘。
Proteus中英制单位为th，1th＝1/1000inch＝0.0254mm
如果没有这种类型，则按下面步骤创建：
- 在圆形焊盘模式下点击
按钮 -
在名称中输入C-80-50,常规选择“圆形”，然后确定。 - 编辑焊盘类型，设置焊盘参数，如上图（右图）。最后“确定“退出。
-
放置焊盘
在编辑窗口中放置所选取的焊盘四个，焊盘横向间距为6mm,纵向间距为5mm，并为焊盘按右图命名。
在2D绘图模式工具栏中选择矩形图标
圆形图标
，在丝印层绘制一个方框和圆。
全部选中，使用右键菜单中的”创建封装”命令，在弹出的对话框当中输入相关信息，封装的名称，封装类型等等。
-
在ISIS中，利用右键菜单里的“封装工具”为器件指定封装。
在进行布局和布线之前，用户可以通过设计管理器配置设计规则，并能对特定的层，特定的网络或一组网络进行管理。用户还可以创建任意数量的设计规则，可以对板的允许容错进行完全地控制。
下图中，左图为安全距离设置选项卡，右图为网络布线设置选项卡。
ARES集成了元器件自动放置功能，对于复杂度比较小的板，比如说设计样例中的CPU.LYT（文件所在位置：C:\Program Files\Labcenter Electronics\Proteus 7 Professional\SAMPLES\Schematic & PCB Layout），完全可以利用自动布局，不过对于比较复杂度较高的板，手动加自动布局是比较理想的布局方法。
在自动布局之前应当先按照所要设计的板的大小画好板的边框，而且在布局中我们要以把要放置的器件先按顺序排列，也可以先选择一部分元件先进行布局。放置权重也是一个比较有用的选项，比如当要把几个相同功能的电阻整齐排列时，可以把对齐选的权重设置为最大值100。
在ARES中手工调整器件时，可以参考黄色的力向量线条。
PROTEUS ARES 集成了一个基于形状的自动布线器，这个新的布线器不仅是基于几何的（不是基于网格的），而且它还应用了一种新的减少冲突的算法，该算法和尖端的布线算法一起构成了一种自适应的策略，这种策略使得布通率大大提高，更符合高密度PCB设计处理复杂设计规则时的需要。
从上图中我们可以看到，PROTEUS的执行模式可以分为3种：自动执行基本安排（按方框中设定好的参数），自动执行设置（按DO格式的文件执行），交互式输入布线命令（用户每输入一个命令，ARES就执行一个操作）。
在布线的时候有飞线连接到目标焊盘，而且该焊盘呈现高亮状态显示。在布线的时候还可以利用“X光标”（快捷键为X）。
- 3D预览及生产文件的输出
3D预览：在“输出”菜单中选择“3D预览”则可以看到电路板的3维效果。
生产文件输出：GERBER文件输出和ODB++文件的输出：
同样，在上面的“输出”菜单中选择“Gerber输出”和“ODB++输出”会分别进入相应的文件输出对话框，可以选择需要输出的层信息。如果在“输出”菜单中选择“生产要点”，还可以添加电路板的一些信息（如下图右图所示）。
电压及电流探针，使用方法。
4.2. 激励源4.2.1. 直流电压源1、设置为某一阿拉伯数字。
4.2.2. 正弦波发生器振幅、时间、延时3个参数中，都有多个选项可以选择填入，只需填入一个选项，则其它选项系统会自行计算。
Cycles/Graph=1也就是说，一个图表中只显示一个周期的信号。这也就意味着，只要我们输入图表的仿真时间，再输入该选项，则信号的频率就决定了。
4.2.3. 脉冲发生器其中，“脉冲宽度%”为最大电压值持续时间所占整个信号周期的百分比。
4.2.4. 指数信号发生器4.2.5. 单频率调频波发生器4.2.6. 任意分段线性脉冲4.2.7. 文件信号发生器所加载的文件格式可以为.TXT，数据格式为每行显示时间和电压值，其中这两个数据要用空格键隔开。
4.2.8. 音频信号发生器音频文件格式为.WAV。
4.2.9. 数字单稳态信号数字信号的7种状态。
4.2.10. 数字单边沿触发信号4.2.11. 数字单脉冲信号脉冲宽度为高电平持续时间。
4.2.12. 数字时钟信号4.2.13. 数字模式信号发生器
它可以产生其它任意类型的数字信号。
4.2.14. 可编程信号源编辑其属性，在本地脚本框中输入自己的程序。
帮助内容见：开始->所有程序->Proteus 7 Professional->EasyHDL Language Reference。
4.3. 虚拟仪器4.3.1. 数字示波器4.3.2. 逻辑分析仪4.3.3. 计数/定时器4.3.4. 虚拟终端
4.3.5. 函数信号发生器4.3.6. 模式发生器4.3.7. 交、直流电压/电流表交流电压表和电流表显示有效值。
4.3.8. SPI调试器4.3.9. I2C调试器4.3.10. USB调试器4.4. 仿真图表4.4.1. 模拟信号分析分析时域上的模拟信号，可以使用2个Y轴。
使用方法：1、可以将探针直接拖拽至图表上，设定时间，仿真。
2、选中多个探针，在绘图菜单下选择添加图线可以将多个探针同时加载到 图表中，设定时间，仿真。
4.4.2. 数字信号分析分析时域上的数字信号，可以使用2个Y轴。使用方法同模拟图表。
4.4.3. 混和信号分析可以同时分析时域上的数字信号和模拟信号，可以使用2个Y轴。
使用方法：
1、可以将探针直接拖拽至图表上，设定时间，仿真。
2、选中多个探针，在绘图菜单下选择添加图线可以将多个探针同时加载到 图表中，设定时间，仿真。
3、在绘图菜单下选择单个探针，在绘图菜单下选择添加图线，选择探针PX（添加对应信号），选择信号类型（数字或模拟），设定时间，仿真。
4.4.4. 频率分析4.4.5. 转移特性分析4.4.6. 噪声分析4.4.7. 失真分析4.4.8. 傅里叶分析4.4.9. 音频分析4.4.10. 交互分析4.4.11. 一致性分析4.4.12. 直流扫描分析4.4.13. 交流扫描分析
第5节 PROTEUS在模电中的应用5.1. 单管放大电路目的：
1、学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法，进一步理解电路元件参数对静态工作点的影响，以及调整静态工作点的方法。
2、学习放大电路性能指标：电压增益AV、输入电阻Ri、输出电阻RO的测量方法。
三极管模型采用2N2222A，信息如下：
数据手册:2n2222a .pdf.
5.1.1. 绘制转移特性曲线扫描参数：
Vce：0-12V Ib：100uA-1m
目标参数：
Ic
5.1.2. 测量并计算静态工作点将输入端对地短路，调节电位器RP2，使VC=Ec/2 （ 取6～7伏），测静态工作点VC、VE、VB及Vb1的数值。
按下式计算IB 、IC ，并记入表5-1中。
表5-1
5.1.3. 改变RL，观察对放大倍数的影响负载电阻分别取RL=2KΩ、RL= 5.1K和RL=∞，输入接入f=1KHz的正弦信号, 幅度以保证输出波形不失真为准。测量Vi 和V0计算电压放大倍数：Av=Vo/V1，把数据填入表3-2中。
表5-2
5.1.4. 改变RC，观察对放大倍数的影响取RL=2K，按下表改变RC，测量放大倍数，将数据填入表2-3 中。
表5-3
5.1.5. 测量电压参数，计算输入电阻和输出电阻按图连线
输入端接入f=1KHz、Vi=20mV的正弦信号（幅度以保证输出波形不失真为准）。
分别测出电阻R1两端对地信号电压Vi及Vi′按下式计算出输入电阻Ri ：
测出负载电阻RL开路时的输出电压V∞ ，和接入RL（2K）时的输出电压V0 , 然后按下式计算出输出电阻R0；
将测量数据及实验结果填入表5-4中。
表5-4
5.2. 集成运算放大器5.2.1. 根据电路参数计算Av=VO/VI=？按表5-5给定的直流电压VI值计算和测量对应的V0值。反相比例运算 表5-5
5.2.2. 根据电路参数计算Av=VO/VI=？按表5-6给定的直流电压VI值计算和测量对应的V0值。反相比例运算 表5-6
5.3. 正弦波振荡器目的
1、学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件。
2、学习如何设计、调试上述电路和测量电路输出波形的频率、幅度。
本电路为文氏电桥RC正弦波振荡器，可用来产生频率范围宽、波形较好的正弦波。电路由放大器和反馈网络组成。
5.3.1. 有稳幅环节的文氏电桥振荡器。(1) 接通电源，用示波器观测有无正弦波电压Vo输出。若无输出，可调节RP，使Vo为无明显失真的正弦波，并观察Vo值是否稳定。用毫伏表测量Vo和Vf的有效值，填入表5-7中。
表5-7
（2）观察在R3=R4=10KΩ、C1=C2=0.01μf和R3=R4=10kΩ、C1=C2=0.1μf两种情况下的输出波形（不失真），测量V0、Vf及f0，填入表5-8中，并与计算结果比较。
表5-8
5.3.2. 无稳幅环节的文氏电桥振荡器断开1、2两点的接线，接通电源,调节
,使Vo输出为无明显失真的正弦波,测量
V0、Vf和f0，填入表5-9中，并与计算结果比较。
表5-9
第6节 PROTEUS在数电中的应用6.1. 基本逻辑门调试工具：
输入端——产生数字信号：
（在器件库中查找）
输出端——检测数字信号：
（在器件库中查找）
逻辑运算：
6.2.1. 用电路实现表达式OUTPUT=
6.2.2. 半加器和全加器半加器电路：
全加器电路：
用全加器实现2位二进制加法电路：
6.3. 时序逻辑电路74LS393为4位二进制计数器，74154为4-16译码器。
用高级图表之数字图表分析时序如下：
第7节 PROTEUS在单片机中的应用7.1. PROTEUS自带汇编编译器的使用在Source菜单下设置外部文本编辑器。
指定可执行文件的路径。
在Source菜单下添加源代码文件。
分别选择目标处理器、选择代码编译工具、新建代码文件。
使用Source菜单下的编译命令对代码进行编译，编译完成后系统会自动将代码装载到MCU模型中。
7.2. PROTEUS对C代码的调试7.2.1. 加载带有源码信息的文件对于51单片机，我们加载OMF格式文件（由KEIL编译生成）。
1、在KEIL中设置编译生成OMF格式文件。
2、在PROTEUS中的MCU模型属性中添加OMF格式文件。
7.2.2. 连接调试2、在KEIL的Debug选项卡中设置使用PROTEUS VSM仿真器。
7.3. 代码调试的命令从左到右依次为：
- 全速运行。
- 运行一行代码。
- 进入子程序。
- 跳出子程序。
- 运行到光标所在行。
- 设置或取消断点。
7.4. 应用例程7.4.1. 简易函数信号发生器（DA转换）7.4.2. 中断优先级7.4.3. 矩阵键盘及数码管动态扫描7.4.4. 液晶屏控制7.4.5. 双机通信7.4.6. 从外部ROM启动
7.4.7. 总线地址分配（RAM扩展）
7.4.8. I2C总线调试
7.4.9. SPI总线
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多种格式。其中位图和PDF格式最为常用。
，快捷键Q。
等是系统默认的对应命令的快捷键。
：栅格距离分别为10th、50th、0.1in、0.5in。
：分别对工作区进行放大、缩小、缩放到整个原理图、对局部进行放大。
显示或隐藏部分工具栏。
按F8键可以在任何时候显示整张图纸。
你可以通过右键勾选在库浏览器结果列表中显示的信息，比如类别，子类，生产厂商及库等信息。
为快捷的操作命令，分别表示块的复制、移动、旋转、删除。
ISIS支持强大的本地和全局风格的图形风格系统，使得原理图外观的定制简单灵活。完整的说明请参考在线参考手册。
有关隐藏引脚的详细内容参见在线参考手册。
在示意样例中，只有一张图表，更大的设计可能有多张图表，多张图表的切换可以通过左边命令框切换。
设计浏览器是顶层、无模式的视窗——当使用它进行原理图导航时，它会最小化以节省可视空间，当然也可以将其最大化使用。
提示：使用ISIS按钮及菜单命令均可导航至原理图。
你可以直接利用设计浏览器顶部工具按钮切换网络表视图
和元件视图
。
