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--- learntodesignpcb6 [2019/05/26 13:06]
gongyu
+++ learntodesignpcb6 [2019/05/27 00:00] (当前版本)
gongyu
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 ## 第六章：PCB设计工具的选择 - 从原理图到Gerber文件
-### 记住：任何一个工具都大同小异，基本原理、流程和技能是一致的
+任何一个工具都大同小异，基本原理、流程和技能是一致的
-### 选用原则
+### 6.1 选用原则
   * 功能和成本之间进行取舍
   * 直观、好用、资料丰富、用户群大
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   * 初始使用可以选择 - 有免费版本、全功能试用期、有限制功能免费版
-### 工具
+### 6.2 常用的PCB设计工具
+#### 6.2.1 Altium Designer
+**Altium Designer**：在中国最流行的PCB设计工具，资源非常丰富，已经到了AD19版本，提供一个月的免费全功能试用，目前只有Windows版本，最近几年该公司加大盗版打击力度，很多小企业不得不寻找替代的方案。
-#### Altium Designer
 {{ :adtool.jpg |}}
-- 在中国家喻户晓的#1 PCB设计工具
+  * 官方网站：https://www.altium.com.cn
-- 曾经的经典 - Protel、Protel 99 SE
+  * 官方软件下载：https://www.altium.com.cn/free-trials
-- 容易破解、盗版帮助了普及，但企业需要缴费使用
+  * 官方提供的库文件和设计资源下载：https://designcontent.live.altium.com
-- Altium Limited - 5年来高速增长
+  * 本地资源 - 电路城提供了很多网友上传的库文件：https://www.cirmall.com/circuits/categorygroup/EDA库与代码
+  * 在中国家喻户晓的#1 PCB设计工具
+  * 曾经的经典 - Protel、Protel 99 SE
+  * 容易破解、盗版帮助了普及，但企业需要缴费使用
-#### OrCAD
+#### 6.2.2 OrCAD
 {{ :orcadpadspro-a203ddeb.png |}}
-- 名字来源于Oregon + CAD
+**OrCad**是一款历史很悠久的经典PCB设计工具，可有全功能的免费版本做体验，都是Cadence旗下的工具，应该跟PSpice能够高度整合，也跟Allegro进行了深度整合。
-- 集成了仿真（PSpice）和分析工具、CIS（元器件信息系统）
+      * 官方网站：www.orcad.com
-- 可以输出HDL格式的Netlist
+      * 免费体验下载链接：https://www.orcad.com/free-trial
-- 支持脚本、支持MarketPlace
+      * 跟Arrow的融合 - 免费的基于云服务的CAD设计工具：https://orcad.arrow.com
-- 有免费试用版
+      * 名字来源于Oregon + CAD
+      * 集成了仿真（PSpice）和分析工具、CIS（元器件信息系统）
+      * 可以输出HDL格式的Netlist
+      * 支持脚本、支持MarketPlace
+      * 有免费试用版
-#### PADS
+另外Cadence公司旗下还有一款在中国电子行业非常有名PCB设计工具**Allegro**，由于目前它和OrCad是一家的产品，它们之间进行了深度融合，Allegro的官方网站：https://www.cadence.com/content/cadence-www/global/en_US/home/tools/pcb-design-and-analysis/pcb-layout/allegro-pcb-designer.html
+#### 6.2.3 PADS
+**PADS** - 在中国的企业用户很多，属于Mentor Graphics旗下非常专业的PCB设计工具
 {{ :padsmentor.png |}}
-- Mentor Graphic公司产品
+  * 官方网站：https://www.pads.com
-- 包括PCB Logic、PCB Layout（PowerPCB）、PCB Route
+  * 参考设计下载：https://www.mentor.com/pcb/reference-designs/#/?_k=vzahth  {{ :pads_screen.jpg?800 |}}
-- PowerPCB可以对接OrCAD、CAD350、AutoDesk、ProE
+  * 包括PCB Logic、PCB Layout（PowerPCB）、PCB Route
-- 规则驱动下的强大的交互式布局布线功能
+  * PowerPCB可以对接OrCAD、CAD350、AutoDesk、ProE
-- DRC/DFT/DFM校验与分析
+  * 规则驱动下的强大的交互式布局布线功能
-- 被很多企业定位为高端CAD软件
+  * DRC/DFT/DFM校验与分析
-- 破解版比较多
+  * 被很多企业定位为高端CAD软件
+  * 破解版比较多
+**Boardstation**、**Xpedition**、**ViewDraw**也都是Mentor旗下的PCB设计工具，考虑到在中国的用户相对少，在此不在赘述。
+#### 6.2.4 Eagle - Easily Applicable Graphical Layout Editor
+**EAGLE** 是一款可编写脚本的电子设计自动化（EDA）应用程序，具有原理图捕获、印刷电路板（PCB）布局、自动布线和计算机辅助制造（CAM）功能。 EAGLE的名称来自于Easily Applicable Graphical Layout Editor（易于应用的图形布局编辑器）的缩写，由德国的CadSoft Computer GmbH开发。 该公司于2016年被Autodesk Inc.收购。Eagle可以运行在Windows、Mac OS、Linux三种主流平台下。它的收费模式是按月收费，免费版本限制了电路图只能两个页面，PCB只能两层而且尺寸最大为80平方厘米，高校的用户可以免费使用全功能的版本，其实全功能的付费使用也不贵，其库资源非常丰富，被知名的开源硬件提供商Sparkfun、Adafuit、Arduino、Seeed Studio（中国深圳的公司，旗下拥有柴火空间）等采用，在这些公司的网站或Github上都能够下载到Eagle格式的设计源文件及库。
-#### Eagle - Easily Applicable Graphical Layout Editor
 {{ :eaglepcb.png |}}
-- 原来德国公司CadSoft，一度卖给Element14，现属于AutoDesk
-- 功能强大、灵活、支持多种操作系统(Windows/Linux/Mac)
-- 库丰富，被知名的开源硬件提供商Sparkfun、Adafruit、Arduino等采用
-- 收费模式：按月、按照复杂程度
-#### KiCad
+##### 6.2.4.1 主要功能
+EAGLE包含一个原理图编辑器，用于设计电路图, 原理图存储在扩展名为.SCH的文件中，元器件在扩展名为.LBR的设备库中定义。元器件可放置在多张纸上，并通过端口连接在一起。
+PCB布局编辑器存储扩展名为.BRD的电路板文件。它允许对原理图进行反向注释，并自动布线以根据原理图中定义的连接自动连接走线。
+EAGLE保存了Gerber和PostScript布局文件以及Excellon和Sieb＆Meyer钻孔文件，这些是PCB制造厂商接受的标准文件格式，但鉴于EAGLE的小型设计公司和业余爱好者的典型用户群，许多PCB制造商和装配车间也直接接受EAGLE板文件（扩展名为.BRD）以导出优化的生产文件和选择 - 和数据本身。
+EAGLE提供了一个多窗口图形用户界面和菜单系统，用于编辑、项目管理以及自定义界面和设计参数。可以通过鼠标、键盘热键或通过在嵌入式命令行输入特定命令来控制系统。多个重复命令可以组合成脚本文件（文件扩展名为.SCR）。还可以使用EAGLE特定的面向对象编程语言（扩展名为.ULP）来探索设计文件。
+  * 原理图编辑：
+    * SPICE仿真器 - 使用一整套SPICE仿真方法快速测试您的想法并验证电路性能。
+    * 模块化设计模块 - 在项目之间拖放可重复使用的设计模块，完成同步原理图和PCB电路。
+    * 电子规则检查 - 通过一整套电子规则检查验证您的原理图设计，以便您的原理图可以保持正常运行。
+    * 实时设计同步 - 所有更改都会在原理图和布局之间自动保持同步，因此您可以专注于创作过程。
+  * PCB布局布线
+    * 推送和推送布线 - 在自适应交互式路由器推动和推动PCB走线时，遵守所有设计规则。
+    * 直观的对齐工具 - 使用一套完整的对齐工具精确排列和订购PCB设计对象。
+    * 避障路由 - 在您的设计周围布置复杂的PCB布局和机动，以便轻松跟踪目的地。
+    * 新的路由引擎 - 快速创建漂亮的PCB布局。 在路线时探索用于环路移除，转弯和通过放置的工具。
+  * PCB元器件库管理
+    * 管理的在线库 - 无需图书馆就可以为您的下一个设计做好准备。 查找和放置动态链接到我们不断增长的目录的零件
+    * 3D PCB模型 - 不要靠运气将电路板安装在机箱中。 精确的3D模型使PCB能够第一次贴合。
+    * 完整组件 - 开箱即用的组件库包括符号，封装，3D模型和参数。
+    * 可制造的部件 - 组件库直接链接到制造商，因此您可以避免在最后一分钟争抢找到替代品。
+\\
+##### 6.2.4.2 授权使用模式
+自EAGLE 8.0.0版以来，有Premium，Standard，Free和Student＆educator版本，标准版和高级版每月或每年订阅销售，需要至少每14天进行一次在线重新激活（自9.0版起30天））。
+各种可用版本的功能比较：
+^版本 |原理图页数|PCB层数|PCB大小 |用户 |成本/月 |成本/年 |
+^高级 |999 |16 |无限制|任何人 | 65美元 | 520美元 |
+^学生和教学| 999 | 16 | 4m² |只针对学生和教学用| 免费|免费|
+^标准|99|4|160cm²| 任何人| 15美元 | 100美元 |
+^免费|2|2|80cm² |对于个人、非商业应用|免费|免费|
+{{ :eaglemodel.png |}}<WRAP centeralign>Eagle的收费使用模式</WRAP>
+\\
+##### 6.2.4.3 丰富的资源
+在网上可以找到大量的针对初学者设计自己PCB的文字和视频教程。
+DIY电子网站[SparkFun](http://www.sparkfun.com/)使用EAGLE并发布内部设计的EAGLE文件。 SparkFun Electronics是一家由于Make杂志和其他人所展示的业余爱好者市场而成长的公司，其中许多公司都提供EAGLE元器件库，它们定义了原理图形状、引脚分布和元器件尺寸，以便在PCB布局编辑器中进行正确的布局。
+其它受欢迎的库包括[Adafruit](http://adafruit.com/)、[[Arduino]]、[SnapEDA](https://www.snapeda.com)、Dangerous Prototypes、Element14（Farnell的子公司，CadSoft的前所有者）也有一些库可以从他们的网站上获得。
+使用ULP将EAGLE .BRD文件转换为与Specctra兼容的设计文件（文件扩展名为.DSN），可以将设计导出与高级外部自动装置一起使用，如KONEKT ELECTRA，Eremex TopoR 或Alfons Wirtz的FreeRouting。为了进一步修改，会话格式的完成设计可以通过.SES到.SCR脚本文件转换器导回到EAGLE。
+##### 6.2.4.4 Eagle的相关资源网址
+  - [Eagle的官方网站](https://www.autodesk.com/products/eagle)
+  - [Eagle官方的学习中心](https://www.autodesk.com/products/eagle/learning-center)，视频教程 - 快速入门、原理图、库、PCB布局布线、符合IPC规范的封装库的构建向导
+  - [Eagle的在线研讨会](http://eagle.autodesk.com/eagle/events)
+  - [Eagle的官方论坛](https://forums.autodesk.com/t5/eagle-forum/bd-p/3500)
+##### 6.2.4.5 Eagle的下载、安装
+Eagle软件目前比较成熟的版本是5.0.1，可以从下面的URL链接地址进行免费版本的下载安装：
+  * [[https://www.autodesk.com/eagle-download-win|Windows版本的下载]]
+  * [[https://www.autodesk.com/eagle-download-mac|Mac版本下载]]
+  * [[https://www.autodesk.com/eagle-download-lin|Liunx版本的下载]]
+##### 6.2.4.6 库资源及库文件的下载
+元器件的库非常重要，创建一个新的元器件的库费时费力，而且容易出错，因此如果有可信的现成的元器件库，对于工程师来讲会是很大的帮助，我们收集整理了几个可以下载库的网站，用户可以放心从这些地方下载。这些库一般都包含了原理图符号库、PCB封装库以及3D模型库三个部分。对于不同的操作系统，库的安装和配置方式可能不同，用户可以阅读Eagle提供的使用说明。这些网站会不断更新他们的库，不断添加原厂新推出来的器件。
+  * [Sparkfun提供的库](https://github.com/sparkfun/SparkFun-Eagle-Libraries)
+  * [Adafruit提供的库](https://github.com/adafruit/Adafruit-Eagle-Library)
+  * [LittleBit的原理图和PCB资源](https://github.com/littlebitselectronics/eagle-files)
+  * [Seeedstudio的库](https://github.com/Seeed-Studio/OPL_Eagle_Library)
+很多器件的库文件（原理图符号、封装、3D模型）都可以从[[http://www.ultralibrarian.com|UltraLibrarian网站]]以及[[http://www.snapeda.com|SnapEDA网站]]上找到并可以下载，利用好这些网站创建的成熟的库文件，可以节省自己创建库的时间，并保证了正确性。
+##### 6.2.4.7 中文教程和资料
+在网上找到的中文文章都是2016年前的，使用的Eagle版本是AutoDesk接手之前的，因此界面会有所不同。
+  - [使用EAGLE画电路板布局图](http://www.i-element.org/eaglepcblayout/)
+  - [全球知名的PCB设计工具 Cadsoft EAGLE](http://www.eeskill.com/article/id/15003)
+  - [EAGLE PCB设计软件介绍](http://www.voidcn.com/article/p-sxwsdcts-py.html)
+##### 6.2.4.8 英文版教程
+  * [SparkFun上的如何安装和配置Eagle？](https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-install-and-setup-eagle/all)
+  * [Element14上关于Eagle的资源和介绍](https://www.element14.com/community/docs/DOC-69900/l/autodesk-eagle-pcb-design-software)
+  * [Wikipedia上关于Eagle的介绍](https://en.wikipedia.org/wiki/EAGLE_(program))
+#### 6.2.5 KiCad
 {{ :kicadfu.png? |}}
 KiCad是一种免费、开源的PCB设计工具，它提供了几乎满足任何项目所需的功能。它最初由法国人Jean-Pierre Charras开发，此工具提供了一个用于原理图输入和PCB布局布线的集成化开发环境，在这个工具中还有用于产生BOM、Gerber文件、对PCB及其上元器件进行3D查看的功能。2013年CERN（欧洲核子研究组织）的BE-CO-HT部门开始贡献一些资源支持其成为开源硬件领域与商用的EDA工具相当的工具软件。
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 {{ :kicadme.png |}}
-### KiCad的相关资源网址
+##### 6.2.5.1 KiCad的相关资源网址
   - [KiCad的官方网站](https://www.kicad-pcb.org)
   - [KiCad在Launchpad的开发者网站](https://launchpad.net/kicad)
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   - [KiCad的用户论坛](https://forum.kicad.info)
   - [KiCad用户群](https://groups.yahoo.com/neo/groups/kicad-users/info)
-### KiCad的下载、安装
+##### 6.2.5.2 KiCad的下载、安装
 KiCad软件目前比较成熟的版本是5.0.1，可以从下面的URL链接地址进行下载安装：
   * [[http://downloads.kicad-pcb.org/windows/stable/kicad-5.0.1_3-x86_64.exe|64位Windows版本的下载]]
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   * [[http://kicad-pcb.org/download/|Liunx其它平台的下载]]
-### 库资源及库文件的下载
+##### 6.2.5.3 库资源及库文件的下载
 元器件的库非常重要，创建一个新的元器件的库费时费力，而且容易出错，因此如果有可信的现成的元器件库，对于工程师来讲会是很大的帮助，我们收集整理了几个可以下载库的网站，用户可以放心从这些地方下载。这些库一般都包含了原理图符号库、PCB封装库以及3D模型库三个部分。对于不同的操作系统，库的安装和配置方式可能不同，用户可以阅读KiCad提供的使用说明。这些网站会不断更新他们的库，不断添加原厂新推出来的器件。
   * [KiCad官方的原理图符号库下载](https://kicad.github.io/symbols)
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 在Digikey的中文官网上有[[https://www.digikey.com.cn/zh/resources/design-tools/kicad?utm_source=online&utm_medium=vanity&utm_campaign=kicad|Digikey针对KiCad的资源]]，可以点击[[https://github.com/digikey/digikey-kicad-library|Digikey针对KiCad的库文件]]进行下载
-### 中文教程
+##### 6.2.5.4 KiCad的中文教程
   - [[KiCad简介]]
   - [[KiCad设计流程]]
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   - [GerbView（中文版）](http://docs.kicad-pcb.org/5.1.0/zh/gerbview/gerbview.html)
-### 微信公众号的文章
+##### 6.2.5.5 微信公众号的文章
-#### 来自公众号“硬件设计技能”，作者苏老师
+###### 来自公众号“硬件设计技能”，作者苏老师
   * [KiCad介绍](https://mp.weixin.qq.com/s/9tQr_EsnIdZY9IRf173CaQ)
   * [KiCad设计流程](https://mp.weixin.qq.com/s/5eN4y3nnqG6IQrTJ2zpUWw)
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   * [KiCad和Eagle工具可放心使用的库资源](https://mp.weixin.qq.com/s/KOvj9nya37rkrlEdBCQYaw)
-#### 来自公众号“KiCad交流学习”，作者刘广
+###### 来自公众号“KiCad交流学习”，作者刘广
   * [KiCad安装教程](https://mp.weixin.qq.com/s/UwoVCeDvJU49SRE64aROrA)
   * [KiCad5.0快速入门教程(一)--前言](https://mp.weixin.qq.com/s/gRxAdTXGrnWAqsmkG2ktUQ)
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-### 英文版教程
+##### 6.2.5.6 英文版教程
   * [Getting Started in KiCad](http://docs.kicad-pcb.org/stable/en/getting_started_in_kicad.html)
   * [KiCad - Project Manage Window](http://docs.kicad-pcb.org/stable/en/kicad.html)
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-#### 在线设计工具
+#### 6.2.6 在线PCB设计工具
 - PCBWeb
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 - SnapEDA
-#### 参考阅读
+- **Scheme-it**，免费在线原理图绘制工具：https://www.digikey.com/schemeit/project/
-- 46款用于PCB设计的工具软件：https://www.pannam.com/blog/best-pcb-design-software-tools/
+- 同Arrow合作的基于云服务的**OrCad**版本，但网速好像比较慢：https://orcad.arrow.com
-- 维基百科上EDA工具的详细比较：https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_EDA_software
+#### 6.2.7 参考阅读
-* **主流的PCB设计工具**
+- 46款用于PCB设计的工具软件：https://www.pannam.com/blog/best-pcb-design-software-tools/
+- 维基百科上EDA工具的详细比较：https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_EDA_software
-  * **Altium Designer**：在中国最流行的PCB设计工具，资源非常丰富，已经到了AD19版本，提供一个月的免费全功能试用，目前只有Windows版本，最近几年该公司加大盗版打击力度，很多小企业不得不寻找替代的方案。
-    * 官方网站：https://www.altium.com.cn
-      * 官方软件下载：https://www.altium.com.cn/free-trials
-      * 官方提供的库文件和设计资源下载：https://designcontent.live.altium.com
-    * 本地资源 - 电路城提供了很多网友上传的库文件：https://www.cirmall.com/circuits/categorygroup/EDA库与代码
-  * **Cadence**
-    * **OrCad**：历史很悠久的经典PCB设计工具，可有全功能的免费版本做体验，都是Cadence旗下的工具，应该跟PSpice能够高度整合，也跟Allegro进行了深度整合。
-      * 官方网站：www.orcad.com
-      * 免费体验下载链接：https://www.orcad.com/free-trial
-      * 跟Arrow的融合 - 免费的基于云服务的CAD设计工具：https://orcad.arrow.com
-    * **Allegro**：经典的PCB布局布线工具，与OrCad深度融合
-      * 官方网站：https://www.cadence.com/content/cadence-www/global/en_US/home/tools/pcb-design-and-analysis/pcb-layout/allegro-pcb-designer.html
-    * **Mentor**（已经被西门子收购）
-    * **PADS** - 在中国的企业用户很多，属于非常专业的PCB设计工具
-      * 官方网站：https://www.pads.com
-      * 参考设计下载：https://www.mentor.com/pcb/reference-designs/#/?_k=vzahth  {{ :pads_screen.jpg?800 |}}
-    * **Boardstation**、**Xpedition**、**ViewDraw**也都是Mentor旗下的PCB设计工具，考虑到在中国的用户相对少，在此不在赘述。
-  * **KiCad** - 免费、开源、全功能、支持Windows、Mac OS、Linux多平台，推荐给中国被AD打盗版的广大工程师客户和初学者使用。
-    - 官方网站：www.kicad-pcb.org
-    - 官方原理图符号库：https://kicad.github.io/symbols
-    - 官方PCB封装库：https://kicad.github.io/footprints
-    - 官方的3D模型库：https://kicad.github.io/packages3d
-    - 中文版 - 如何使用KiCad的说明：http://www.stepfpga.com/doc/kicad
-    - Digikey元器件库：https://github.com/digikey/digikey-kicad-library
-    - Sparkfun的元器件库：https://github.com/sparkfun/SparkFun-KiCad-Libraries
-     {{ :kicad_screen.png?800 |}}
-  * **Eagle**，目前是大名鼎鼎的Autodesk旗下的PCB设计工具，支持多种OS平台，按月收费，免费版本限制了电路图只能两个页面，PCB只能两层而且尺寸最大为80平方厘米，高校的用户可以免费使用全功能的版本，其实全功能的付费使用也不贵。
-    - 官方网站：https://www.autodesk.com/products/eagle/free-download
-    - Adafruit的库：https://github.com/adafruit/Adafruit-Eagle-Library
-    - Sparkfun的库：https://github.com/sparkfun/SparkFun-Eagle-Libraries
-    - Seeedstudio的库：https://github.com/Seeed-Studio/OPL_Eagle_Library
-  * **DesignSpark PCB** - 全球著名的现货分销商RS Components（在中国叫欧时）旗下的设计工具软件，免费，支持3D模型，目前只有Windows版本。
-    - 官方网站：https://www.rs-online.com/designspark/pcb-software-cn
-    - 本地资源 - 元器件库、3D模型库、参考设计：https://www.rs-online.com/designspark/pcb-part-library-cn
-  * **Quadcept** - 这是一家日本的公司，跟Digikey、Mouser、Chip1stop等分销商深度合作，同时提供基于云服务的工具，按照月或年来付费，分为Circuit designer和PCB designer两个部分
-    - 官方网站：http://www.quadcept.com/en/
-    - Digikey网站的链接：https://www.digikey.com/en/resources/design-tools/quadcept
-  * **Zuken**
-    - **CADSTAR** - 免费版本具有全功能，但限制了元器件数量（50个）、管脚数量（300个），免费版本基本上做不了啥，只能体验一下其功能
-      - 官方网站：https://www.zuken.com/en/products/pcb-design/cadstar/resources/software/express {{ :carstar_screen.png?800 |}}
-    - **CR-5000/CR-8000**，号称高级的3D PCB设计工具
-      - 官方网站：https://us.zuken.com/cr-8000/?utm_source=zukenglobalmenu
-  * 在线EDA工具：
-    - **Scheme-it**，免费在线原理图绘制工具：https://www.digikey.com/schemeit/project/
-    - 同Arrow合作的基于云服务的**OrCad**版本，但网速好像比较慢：https://orcad.arrow.com
-* **元器件库资源**
+#### 6.2.8 元器件库资源
   - 库的构成