【硬件设计中级篇】PCB电路设计软件的使用

1、仿真软件的使用。

常用的仿真软件也就那几个，proteus、multisim、labview、pspice、ADS等，其中大多数是用spice仿真模型。

a、proteus。这个软件很适合仿真单片机，元件库也挺多的，但是有个致命的缺点，就是太智能了。单片机不接电源、不接晶振也能正常工作，这跟实际有很大出入，所以笔者建议学单片机，还是用开发板吧。

b、multisim。这个软件很适合仿真模拟电路，其实它本质是spice仿真，只是界面做得简单很多，适合初学者使用。虽然有8051的库，但是，不适合仿真单片机，仿真起来很慢。

元件库其实并不多，像0805的三极管，它都没有，这时候只能用其它的三极管（2N2222等）代替一下，要不，就自己做这个元件库。multisim还可以跟ultiboard配合使用，实际板级仿真（连同PCB，一起仿真）。

c、Labview。这个软件功能非常强大，可以仿真模拟、数字电路、也可以做上位机（如：虚拟仪器等）。最具特色的，就是图形化输入，鼠标拖几个东西就 可以仿真了。

d、pspice。这个软件是cadence或者叫SPB开发套件中的一个软件，一般是在capture中调出来的。使用capture就可以不用输入spice的点命令，非常方便。其中，pspice的图表要比multisim的要好看一些，比如，测几个节点的电压，在pspice一张图就看得很清晰了。

e、ADS。这个ADS是指Agilent的Advanced.Design.System，而不是指ARM编译器ADS1.2。ADS可是电路仿真的神器啊，功能非常强大，一般是仿真高频、射频、微波电路用的，当然，集总参数电路也照样可以仿真，但是不太适合初学者。

2、电路设计软件的使用。

主流的电路设计软件有三个：Altium Designer、PADS、Cadence，当然还有些小众的，像Eagle。这里只介绍主流的三款软件。

Altium designer（简称AD），以前的版本是protel 99se，protel DXP，用法都大同小异，很适合初学者使用，3D渲染效果最好，同时也是学校里教得最多的软件。

但是，很多公司反而不用这软件，因为用它画多层板的话，电脑会很卡，而且公司里面用的人多的话，可能会收到altium的律师函。可以用它来做FPGA开发，并进行板级仿真。适用于小规模的PCB。

PADS，以前的版本是power PCB，分成三个组件：logic（原理图）、layout（布局和设置规则）、route（布线），最具特色的功能是：使用极坐标放置元件和自动布线（这个自动布线可没有AD那么烂）。适用于中小规模的PCB，但是logic相当不好用，所以有些人用orcad+PADS来弥补这个缺点。适用于中小规模的PCB。

Cadence（也叫SPB）是个系统级的套件，除了画原理图、PCB之外，还可以画版图、仿真电路、仿真SI/PI等。Cadence公司收购了orcad，目前画原理图的是用capture（也叫orcad），画PCB是用allegro，仿真电路的是pspice（从capture里面调出来的），仿真SI/PI的是Sigrity（需要另外安装）。

用capture画原理图是非常爽的，比如，画个芯片的原理图库，你可以用excel写好（引脚号和部分引脚名，像D0~D7，鼠标拖一下就出来了），然后copy到capture里面，再做少量的调整就可以了。但是用allegro画封装就比较烦琐，需要事先画好焊盘，才可以画封装。适用于中大规模的PCB。

3、其它软件的使用。

画板框用的AutoCAD、画3D封装的solidworks或者pro-e、科学计算的MATLAB。

AutoCAD的基本用法还是比较简单的，在有人教的情况下，半小时可以入门，对于硬件工程师来说就画一下板框，保存为DXF格式，再导入到PCB设计软件。同时，DXF也是硬件工程师与结构工程师交互的文件格式。

相对于pro-e来说，solidworks更加易学易用。用这两个软件都可以画元器件的3D封装，再把PCB导出为stp格式放到solidworks当中，这样，还没打板就可以看到整机的效果图了。

学3D软件还有个好处，让你更清楚板子安装的情况，像定位孔、插座、接线等，这样设计出来的PCB不容易因为结构问题而无法安装，这是很多硬件工程师容易忽略的地方。

MATLAB，任何的计算，都可以用它。简单的计算，像电阻分压、滤波器的截止频率等，复杂一点，像定向耦合器的参数计算、复杂运放电路的建模等，用MATLAB都可以轻松解决。