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基于Proteus的电路与PCB设计（第2版）

作译者：周灵彬,王荣华,周玮等

出版时间：2021-12 千字数：480 版次：01-01 页数：300

开本：16开装帧： I S B N ：9787121380716

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纸质书定价：￥69.0

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第1章  Proteus概述及应用设计快速入门	1
1.1  Proteus概述	1
1.1.1  Proteus结构体系及其EDA流程	1
1.1.2  Proteus对计算机的要求	1
1.1.3  软件大门— 	2
1.1.4  公有的工程命令、应用命令按钮	2
1.1.5  原理图设计窗口及其特性	3
1.1.6  PCB设计窗口及其特性	4
1.2  Proteus设计快速入门—RC桥式振荡器电路设计	6
1.2.1  RC桥式振荡器电路及其元器件	6
1.2.2  RC桥式振荡器的原理图设计	6
1.2.3  RC桥式振荡器的PCB设计、3D预览	12
1.3  实践1：数字电路彩灯装置的原理电路设计	14
1.3.1  实践任务	14
1.3.2  实践参考	15
第2章  Proteus电路原理图设计基础	18
2.1  原理图设计窗口的系统设置	18
2.1.1  设置显示选项	18
2.1.2  设置系统文件路径等	18
2.1.3  设置图纸大小	20
2.1.4  设置快捷键	21
2.2  View菜单及各种命令应用	22
2.2.1  刷新、网格显示、伪原点和光标点标志	22
2.2.2  以光标点为中心显示、放大、缩小	23
2.2.3  开、关工具栏显示	24
2.3  主要操作模式	24
2.4  多变的光标—见形知意	25
2.5  基本操作	25
2.5.1  从库中选取元器件	25
2.5.2  放置、替换元器件	28
2.5.3  选中与取消选中对象	29
2.5.4  复制、粘贴、删除对象	30
2.5.5  放置、删除终端	30
2.5.6  编辑对象属性	31
2.5.7  移动、转向和对齐对象	32
2.5.8  电气连线操作和总线操作	33
2.5.9  放置、删除结点	35
2.5.10  网络标签操作	36
2.5.11  脚本操作	36
2.5.12  编辑区右键快捷操作	37
2.6  实践2：30s倒计时装置的电路原理图设计	38
2.6.1  实践任务	38
2.6.2  实践参考	38
第3章  Proteus电路原理图设计进阶	41
3.1  模板设计	41
3.1.1  电路图全局风格设置	41
3.1.2  母页设计	46
3.1.3  将母页保存为设计模板	53
3.1.4  装载设计模板	54
3.1.5  导入其他模板的外观风格	54
3.2  属性分配工具和查找与选中工具	55
3.2.1  批量修改—用属性分配工具（PAT）	55
3.2.2  PAT操作类型	55
3.2.3  PAT应用模式	56
3.2.4  PAT应用实例	56
3.2.5  查找与选中工具Search and Tag对话框	58
3.2.6  属性分配工具和查找与选中工具的联合应用	58
3.3  对象选择器操作	60
3.3.1  清理未用元器件、更新元器件	60
3.3.2  全选某种元器件、查看某种元器件的封装	61
3.3.3  自动隐藏对象选择器	61
3.4  全局标注与查看帮助	62
3.5　电路仿真动画设置	63
3.6  使用设计浏览器	64
3.6.1  设计浏览器中的工具条	65
3.6.2  设计浏览器中的符号	66
3.6.3  元器件浏览模式下定位元器件、网络、焊盘	66
3.6.4  网络浏览模式下定位元器件、引脚、网络	67
3.6.5  设计浏览器模式下查找元器件、网络	68
3.7  实践3：电子时钟的原理电路设计	69
3.7.1  实践任务	69
3.7.2  实践参考	69
第4章  Proteus的多页电路设计	73
4.1  多页设计的基本概念	73
4.1.1  多页设计的两种类型	73
4.1.2  与多页设计有关的菜单命令	74
4.2  多页平行电路设计实例──单片机控制的流水灯电路	74
4.2.1  流水灯多页平行设计	75
4.2.2  多页平行设计的仿真	77
4.3  层次电路设计实例──门级4位移位寄存器	77
4.3.1  电路原理图层次结构	77
4.3.2  层次电路详情	78
4.3.3  层次电路绘制	79
4.3.4  层次电路仿真	82
4.4  设置元器件、子页为非PCB输出	84
4.4.1  设置子页为非PCB输出	84
4.4.2  设置元器件为非PCB输出	85
4.5  实践4：幸运转盘多页电路设计	85
4.5.1  实践任务	85
4.5.2  实践参考	86
第5章  Proteus库及元器件、仿真模型制作基础	88
5.1  Proteus库结构与管理	88
5.1.1  库结构	88
5.1.2  元器件库管理	88
5.1.3  建库、删库、排序库等操作	89
5.1.4  创建自己的元器件库：my-pts.lib	91
5.1.5  将电路中的元器件导入自建库中	91
5.1.6  从某库中直接导入元器件到工程中	93
5.1.7  符号库管理	93
5.2  制作元器件的原理图仿真模型	95
5.2.1  元器件模型分类及制作流程	95
5.2.2  制作元器件模型命令及工具按钮、可视化封装工具	96
5.2.3  制作单组件元器件模型—六十进制计数器	98
5.2.4  制作同类多组件元器件（以7436模型为例）	104
5.2.5  制作异类多组件元器件（以7431模型为例）	106
5.2.6  制作带总线引脚的器件（以74LS373.BUS为例）	110
5.2.7  电源引脚处理	111
5.2.8  元器件分解与重建	112
5.3  制作符号模型	113
5.3.1  制作图形符号	113
5.3.2  制作终端	114
5.3.3  制作引脚	115
5.4  借网络搜索、导入元器件	115
5.5  实践5：4排阻仿真模型制作	118
5.5.1  实践任务	118
5.5.2  实践参考	118
第6章  原理图中各种图、表输出	121
6.1  物料报表（BOM）	121
6.1.1  生成PDF、Excel、ASCII码文本等格式的BOM	121
6.1.2  设置BOM内容与格式	123
6.2  电气规则检查报表（ERC）	128
6.2.1  ERC操作与保存	129
6.2.2  ERC错误信息	129
6.3  网表	130
6.3.1  网络名规则	130
6.3.2  全局网络	130
6.3.3  电源网络	131
6.3.4  网表编译器设置	134
6.3.5  网表格式	134
6.3.6  SDF网表实例	135
6.3.7  常见的网表错误	136
6.4  导入/导出电路图剪辑、导出图案	136
6.4.1  原理图可生成的主要文件类型	137
6.4.2  导入/导出电路图剪辑	137
6.4.3  导入图像/导出电路图表	138
6.5　打印输出	142
6.5.1  设置纸张、打印机	142
6.5.2  打印设置	143
6.6  实践6：生成数字彩灯的各种报表文件	145
6.6.1  实践任务	145
6.6.2  实践参考	145
第7章  PCB基本设置及模板设计	147
7.1　PCB设计窗口	147
7.1.1  打开PCB设计窗口	147
7.1.2  主要操作模式	147
7.2　PCB板层结构及术语	148
7.2.1  PCB板层结构	148
7.2.2  Proteus的PCB设计中的层	149
7.2.3  封装类型及其他对象	150
7.2.4  设计单位说明	151
7.3　PCB设计的系统设置	152
7.3.1  设置工作区	152
7.3.2  设置引脚提示	152
7.3.3  设置显示选项	153
7.3.4  设置选择过滤器	154
7.3.5  设置快捷键	155
7.4　设计一个PCB模板：pcb-2-layer.ltf	156
7.4.1  设置网格	156
7.4.2  设置层栈	156
7.4.3  设置层对	158
7.4.4  设置文本字体、宽、高、显示	159
7.4.5  设置泪滴	159
7.4.6  设置长度匹配	160
7.4.7  定义板框	163
7.4.8  保存模板文件	163
7.5　实践7：设计自己的PCB模板mypcb-2-layer.ltf	163
7.5.1  实践任务	163
7.5.2  实践参考	163
第8章  PCB设计可视化设置及各类对象的编辑	165
8.1　PCB设计的基本环境	165
8.1.1  层的显示、颜色、切换	165
8.1.2  选择过滤器	167
8.1.3  状态栏	168
8.1.4  网格、单位切换	168
8.1.5  标准光标、原点、坐标	169
8.2　PCB设计中的各类对象编辑	170
8.2.1  编辑区右键快捷操作	170
8.2.2  封装操作	171
8.2.3  焊盘、焊盘栈操作：放置、编辑、新建	173
8.2.4  过孔操作：放置、编辑、新建	179
8.2.5  基本布线操作	180
8.2.6  2D对象操作	185
8.2.7  查找与选中工具	188
8.2.8  自动编号工具	189
8.2.9  块操作	190
8.2.10  对象选择器中的操作	190
8.2.11  导入旧版文件，导入/导出工程剪辑	191
8.3  实践8：手工设计555时基电路PCB图	193
8.3.1  实践任务	193
8.3.2  实践参考	194
第9章  封装库与封装制作	195
9.1　封装库与封装管理	195
9.1.1  封装库的组成	195
9.1.2  封装库管理	195
9.1.3  更新封装清理未用的封装	196
9.2　封装编辑、制作及其3D预览	197
9.2.1  编辑封装，将RES40改为RES20	197
9.2.2  制作表贴封装SQFP44-0812	199
9.2.3  制作通孔封装4PIN-BUT	203
9.3  实践9：制作4脚按钮封装	206
9.3.1  实践任务	206
9.3.2  实践参考	206
第10章  PCB设计规则、布局、布线	207
10.1  PCB设计前的准备	207
10.2  设置PCB设计规则	207
10.2.1  安全间距	208
10.2.2  为网络类设置线宽、过孔、布线层	209
10.2.3  为网络类设置差分对	211
10.2.4  默认颈缩、热焊盘连线、公差	211
10.2.5  自定义网络类	212
10.3  自动布局	213
10.3.1  绘制PCB板框	213
10.3.2  基于实时网表的自动布局	214
10.3.3  分组、划分Room区域分块布局	216
10.4  飞线、引脚与门交换	218
10.4.1  动态飞线与力向量	218
10.4.2  飞线模式下的操作	219
10.4.3  基于网表进行引脚、门交换	220
10.5  基于形状的自动布线器	221
10.5.1  基于形状的自动布线器的原则技术、对话框	221
10.5.2  自动布线模式	222
10.5.3  自动布线器的设计规则	224
10.5.4  自动布线冲突处理	225
10.5.5  自动布线器的命令按钮	225
10.6  PCB设计实例	225
10.6.1  自动布线的PCB设计：ex10-1-ppsu.pdsprj	225
10.6.2  交互布线的PCB设计：ex10-4-osc4069-1.pdsprj	229
10.7  实践10：插座封装、流水灯的PCB设计	231
10.7.1  实践任务	231
10.7.2  实践参考	232
第11章  PCB检查、覆铜、3D预览	235
11.1  CRC与DRC检查	235
11.1.1  CRC检查	235
11.1.2  DRC检查	236
11.2  覆铜	237
11.2.1  由菜单覆铜命令创建电源层	237
11.2.2  由工具按钮创建覆铜区	238
11.2.3  Edit Zone（编辑覆铜）对话框	239
11.2.4  覆铜操作	241
11.3  3D视图查看与设置	242
11.3.1  3D预览窗口	242
11.3.2  3D视图按钮与命令	243
11.3.3  3D平移、旋转预览	243
11.3.4  3D预览设置	244
11.4  3D模型帮助文件及输出	246
11.5  实践11：覆铜、3D预览	248
11.5.1  实践任务	248
11.5.2  实践参考	248
第12章  输出PCB图形、生产文件	250
12.1  PCB设计窗口的Output菜单	250
12.2  图形文件输出及打印	250
12.2.1  图形文件输出	250
12.2.2  打印输出	254
12.3　PCB生产文件输出	255
12.3.1  生产文件输出前的检查	255
12.3.2  CADCAM（Gerber格式）输出设置	256
12.3.3  拾放文件：*.CSV	258
12.3.4  测试点信息文件：*.TPI	259
12.3.5  ODB++输出	260
12.3.6  拼板	262
12.4　实践12：PCB图形、生产文件输出	265
12.4.1  实践任务	265
12.4.2  实践参考	265
第13章  综合设计实例	269
13.1　4层PCB设计—数字温度计控制板设计	269
13.1.1  数字温度计原理电路设计	269
13.1.2  制作并联4位数码管、蜂鸣器的封装	269
13.1.3  指定封装、PCB设计准备	272
13.1.4  温度计控制板PCB设计规则设置	274
13.1.5  温度计控制板的PCB布局	274
13.1.6  温度计控制板PCB布线、覆铜、3D预览	275
13.2  SMT、通孔混合安装的PCB设计—RGB转MIPI驱动板	276
13.2.1  RGB转MIPI驱动板电路设计和PCB设计准备	278
13.2.2  RGB转MIPI驱动板PCB设计规则设置	279
13.2.3  RGB转MIPI驱动板PCB布局、布线	281
13.2.4  RGB转MIPI驱动板PCB覆铜、3D预览	281
13.3  PCB设计规则的优先级	282
13.4  装配变体应用—一图多品	284
13.4.1  创建变体	284
13.4.2  对不同变体生成不同BOM	286
参考文献	287

Proteus是英国Labcenter Electronics公司研发的集电工电子设计与仿真、单片机和嵌入式应用系统设计与仿真、PCB设计于一体的电子设计自动化（EDA）系统。它真正实现了从概念到产品的完整的工程设计过程，为电子产品从电路设计、仿真到PCB设计提供了一条龙服务，极大地提升了开发效率。在世界各地，许多高中和大学将Proteus作为电子、嵌入式设计和PCB布局的工具。这是我们选择Proteus作为电子类课程教学、电子产品开发平台的原因之一。
Proteus将敏捷开发引入嵌入式工作流，除支持众多的8051、ARM、PIC等微控制器外，还支持Arduino、Raspberry Pi等。Proteus是世界上第一个基于原理图的微控制器仿真工具，并迅速成为嵌入式系统教学的实际标准和领导者。这是我们选择Proteus作为电子类课程教学、电子产品开发平台的原因之二。
Proteus操作便捷、功能强大，可为实现专业印刷电路板的快速设计、测试和布局提供保障。它有两项先进的原则技术：
（1）基于“形状”的自动布线，明显提高了布线效率和布通率。
（2）冲突减少运算法则，提供了多路径基于成本冲突减少运算法则的适于网络自然流的布线方案。实践证明该技术可满足从简单到复杂、从低密度到高密度和高速约束的需要，即便是复杂的高密度PCB设计，也可达到高布通率。
这两项选进的原则技术是我们选择Proteus作为电子类课程教学、电子产品开发平台的原因之三。
本书重点介绍电路原理图及其PCB设计。2010年出版的第1版已与Proteus发展不符。希望第2版能为读者进行高效设计电路提供帮助。
Proteus在全世界被认为是EDA的首选工具，拥有斯坦福大学（Stanford University）、剑桥大学（University of Cambridge）、清华大学、上海交通大学、香港理工大学、澳门大学等高校用户。
Proteus被广泛应用于各个行业，作为专业PCB设计的低成本解决方案和研发的快速原型工具，拥有洛克希德·马丁、英国皇家海军、摩托罗拉（Motorola）公司、索尼（Sony）公司、飞利浦（Philip）公司、福特（Ford）公司、北京博晖创新光电技术股份有限公司等众多专业用户。
Proteus出色的电路设计能力主要表现如下：
（1）符合人机工程学的用户界面，具有非模态选择、可视化助手及快捷菜单。
（2）丰富的元器件库：元器件模型数量约50000个，每个元器件有一个或多个PCB封装，这些封装通常符合IPC-7351。支持在线搜索，可将超过1500万个元器件及其封装（通常是3D STEP模型）导入Proteus，基本不需要用户自建元器件及其封装。
（3）个性化编辑环境：可生成高质量原理图、PCB图，自定义原理图模板、PCB模板。
（4）支持模糊搜索、快捷放置元器件、封装；通过电路剪辑（局部电路）实现设计重用。
（5）支持层次化、分组、分区域模块化电路设计。
（6）能输出给第三方网表格式：SPICE、Tango、BoardMaker等。 
（7）支持多种图形格式输出：Windows位图、图元文件及PDF、DXF和EPS等格式的图形文件，可输出到绘图机、彩色打印机等打印设备。
（8）16个铜箔层、2个丝印层、4个机械层、板界、禁止布线层、阻焊层和锡膏层。
（9）基于实时网表的原理图与PCB保持一致，元器件编号、引脚及门交换实时更新。
（10）强大的路径编辑功能，支持拓扑路径编辑、颈缩、长度匹配、动态泪滴和曲线。
（11）任意角度放置封装、焊盘栈，支持装配变体的BOM、PCB。
（12）自动网络协调，通过蛇形线建立长度匹配以实现高速布线。
（13）完全用户控制层栈、过孔的合理钻孔深度。
（14）PCB生产文件可输出到普通的打印机和绘图仪，文件格式可以是Valor ODB++、Gerber X2和传统的Gerber/Excellon。
（15）3D视图功能，兼容Solidworks的IDF、STL输出以及3D DXF和3DS输出。
（16）支持拼板。
本书共13章：第1章、第6～12章由周灵彬编写；第2、3章由周玮编写；第4、5章由疏晓宇编写；第13章由王荣华编写；周灵彬负责全书策划统稿。
本书可操作性强、实用性强，是作者多年教学、产品开发经验的总结，配有详细的操作演示视频，可作为高校电子线路CAD、PCB设计课程的教材或教学参考书、电子产品设计工程人员的设计参考书，也可作为Proteus培训教材、Proteus爱好者的自学参考书。
由于作者水平有限，书中不足、不妥之处在所难免，望广大读者给予批评、指正。

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