如何選擇最好的 PCB 設(shè)計(jì)軟件

當(dāng) PCB 還沒有被發(fā)現(xiàn)時(shí)，工程師們使用外部電線將電路上的所有組件連接起來，就像今天在面包板上所做的那樣。但隨著電路變得越來越大和越來越復(fù)雜，使用外部電線建立可靠的連接變得非常困難。為了解決這個(gè)問題，早在 1936 年就引入了 PCB。如今，有許多在線和離線的PCB 設(shè)計(jì)工具和軟件可以幫助 您輕松設(shè)計(jì)和制造 PCB  。我們?cè)谏弦黄恼轮?nbsp;已經(jīng)了解了 PCB的基礎(chǔ)知識(shí)，在本文中，我們將討論和比較一些流行的PCB設(shè)計(jì)軟件因?yàn)樗鼈兊膬r(jià)格、可用性和其他功能。在這里，我們將討論一些最常用的 EDA 軟件，如EAGLE、Multisim、EasyEDA、Altium design、OrCAD 和 KiCAD。這些軟件廣泛用于電子電路的PCB設(shè)計(jì)和仿真。

EAGLE：

用于 PCB 設(shè)計(jì)的最流行和最常見的 CAD 軟件是 EAGLE。EAGLE 代表Easily Applicable Graphical Layout Editor。該軟件由 CADSoft Computer 于 2016 年開發(fā)，如今 EAGLE 由 AUTODESK 采購(gòu)和維護(hù)。

EAGLE 有一個(gè)非常簡(jiǎn)單、有效和方便的界面，并提供了一個(gè)包含大量電氣和電子元件的庫。這就是 EAGLE 成為教育工作者、愛好者和專業(yè)人士中最受歡迎的 PCB 設(shè)計(jì)軟件的主要原因。EAGLE 可以安裝在 Windows、Linux 和 MAC 平臺(tái)上。除此之外，該軟件的免費(fèi)版本可在 AUTODESK 網(wǎng)站上下載。

Eagle 有兩個(gè)編輯；原理圖編輯器和 PCB 布局編輯器。原理圖編輯器用于添加所有元件并根據(jù)電路要求進(jìn)行連接。該原理圖文件具有模塊化設(shè)計(jì)塊、多頁原理圖、電子規(guī)則檢查和實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)同步等獨(dú)特功能。之后原理圖直接轉(zhuǎn)換為PCB布局編輯器，我們可以在其中根據(jù)復(fù)雜程度較低設(shè)置元件。此 PCB 布局編輯器還具有一些不錯(cuò)的功能，如對(duì)齊工具、避障、布線引擎。這些功能在免費(fèi)版本中可用。

對(duì)于專業(yè)用途，EAGLE 提供付費(fèi)版本，每年 1000 美元。在此付費(fèi)版本中，AUTODESK 提供技術(shù)支持，包括電話、郵件和在線聊天支持，還提供對(duì)最新軟件版本的訪問。但對(duì)于教育和自用而言，該軟件的免費(fèi)版本將不止于此。

當(dāng)你安裝免費(fèi)版的EAGLE并打開它時(shí)，第一頁是一個(gè)控制面板，如下圖所示。

如上圖所示，給出了該文件夾或文件的文件夾名稱和描述。首先是文檔，其中包含一些教程文檔，然后是我們的  庫(.lbr)，其中包含大量電子元件。如果您需要更多組件，可以通過快速 Google 搜索快速下載它們并將它們添加到庫文件夾中。接下來是 設(shè)計(jì)塊(.dbl)，您可以在其中找到可以直接添加到項(xiàng)目中的最常見電路的一些內(nèi)置設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)規(guī)則(.dru) 包含軌道、鉆孔和最終銅的規(guī)則以及重要的注釋和信息。接下來是用戶語言程序(.ulp) 用于訪問數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和創(chuàng)建輸出文件，如果需要，用戶還可以構(gòu)建自己的 ULP 文件。接下來是腳本(.scr)，它包含帶有 eagle 命令的文本文件，它對(duì)于自動(dòng)執(zhí)行繪制圖案、更改軌道寬度等任務(wù)非常有用。CAM 作業(yè)（計(jì)算機(jī)輔助制造）(.cam) 包含一些標(biāo)準(zhǔn)CAM 文件，最后一個(gè)是項(xiàng)目，其中包含用戶制作的原理圖和 PCB 布局文件的項(xiàng)目列表。

您也可以借助 eagle 制作 Gerber 文件。Gerber 文件是 PCB 設(shè)計(jì)的通用語言，這是 PCB 設(shè)計(jì)的最后一步。

Multisim：

Multisim在學(xué)生和研究人員中很有名，因?yàn)樗δ軓?qiáng)大的電路設(shè)計(jì)軟件，具有良好的仿真能力，可用于研究和教學(xué)應(yīng)用。Multisim 擁有先進(jìn)、強(qiáng)大且符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 SPICE 仿真環(huán)境，因其獨(dú)特的功能和易于使用的設(shè)計(jì)而廣受歡迎。如果將 Multisim 與 eagle 進(jìn)行比較，Multisim 的主要優(yōu)勢(shì)在于它具有 eagle 所不具備的仿真環(huán)境，但如果僅出于 PCB 設(shè)計(jì)目的進(jìn)行比較，則可以認(rèn)為 eagle 是比 Multisim 更好的平臺(tái)。

Multisim是利用電子工作臺(tái)和交互式圖像技術(shù)開發(fā)的。早期，該軟件僅用于大學(xué)電子課程的教學(xué)，并沒有太多用于工業(yè)應(yīng)用。但在 National Instruments 添加了一些新功能一段時(shí)間后，它被專業(yè)人士和教育工作者廣泛接受。Multisim 有兩種版本；一種是為學(xué)生和教育工作者設(shè)計(jì)的，另一種是為專業(yè)人士和工業(yè)用途設(shè)計(jì)的。

Multisim 增強(qiáng)了強(qiáng)大的仿真技術(shù)，能夠?yàn)榻逃?、研究和設(shè)計(jì)目的分析模擬、數(shù)字和電力電子電路。該軟件具有一些獨(dú)特的功能，如參數(shù)分析、與新嵌入式目標(biāo)的集成和簡(jiǎn)化的用戶設(shè)計(jì)模板。通過 Multisim 標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)計(jì)劃 (SSP)，客戶還可以訪問自定進(jìn)度的在線培訓(xùn)模塊。

EasyEDA：

EasyEDA是一種基于 Web 的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA) 工具。它是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的工具，因此不需要下載或安裝任何軟件。要使用 EasyEDA，您必須從任何支持 HTML5 的 Web 瀏覽器打開 easyeda.com。使用哪個(gè)操作系統(tǒng)并不重要，因?yàn)樗梢灾С?Windows、Linux 和 MAC。您只需要一個(gè)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，如 Chrome、Firefox、Safari、Internet Explorer 或 Opera，但建議在 chrome 或 firefox 中使用它以獲得更好的性能。作為在線開源工具，是立創(chuàng)EDA最大的優(yōu)勢(shì)。

EasyEDA 簡(jiǎn)單、用戶友好， 如果您對(duì) PCB 設(shè)計(jì)沒有太多了解，它是一個(gè)非常好的平臺(tái)。它可以隨時(shí)隨地在任何設(shè)備上使用，您所要做的就是登錄您的帳戶并開始設(shè)計(jì)。這個(gè)網(wǎng)站的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，它有大量的開源項(xiàng)目，可以很容易地從互聯(lián)網(wǎng)上獲得，并且在 EasyEDA 官方網(wǎng)站上也有很好的教程。我們還開發(fā)了許多PCB項(xiàng)目在 CircuitDigest 上使用 EasyEDA。它擁有超過 500000 個(gè)包含組件符號(hào)和封裝的庫，您將永遠(yuǎn)需要，如果需要，還有一個(gè)功能可以創(chuàng)建您自己的組件符號(hào)和封裝。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它可以支持其他軟件庫和原理圖，包括 Altium、EAGLE、LTspice 和 DXF。  

在此編輯器中，您可以找到導(dǎo)航面板、工具欄、工作區(qū)、繪圖工具、書寫工具和更多功能。讓我們從包含 EELib、設(shè)計(jì)、部件、共享、LCSC 的導(dǎo)航面板開始。

EELib是提供大量組件的 EasyEDA 庫。

設(shè)計(jì) 是一個(gè)設(shè)計(jì)管理器，用于輕松檢查網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)組件。

零件包含原理圖符號(hào)和 PCB 封裝。

如果有人將他們的項(xiàng)目發(fā)送給您，則共享，這將顯示在共享選項(xiàng)卡中。

LCSC：如果您想購(gòu)買組件來完成您的 PCB 項(xiàng)目，您應(yīng)該嘗試另一個(gè)網(wǎng)站 LCSC.com

繪圖工具欄：圖紙?jiān)O(shè)置、線條、圖像、貝塞爾曲線、圓弧、文本、手繪、箭頭、矩形、多邊形、橢圓、餅圖、拖動(dòng)和畫布原點(diǎn)。

接線工具欄： wire、bus、bus entry、netlabel、net flag VCC、net flag +5V、net port、net flag ground、voltage probe、pin、group/ungroup 符號(hào)。

Altium：

Altium Designer 是用于 Windows 的商業(yè)電子設(shè)計(jì)包。Altium Designer UI 遵循現(xiàn)代設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使工程師能夠快速高效地執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)。每年都會(huì)對(duì)軟件進(jìn)行一次重大更新，除了全年定期發(fā)布錯(cuò)誤修復(fù)版本外，還提供了擴(kuò)展的功能。

Altium Designer包含您在一個(gè)應(yīng)用程序中永遠(yuǎn)需要的原理圖和 PCB 布局工具。這種統(tǒng)一允許用戶或用戶團(tuán)隊(duì)在一個(gè)包中將項(xiàng)目從構(gòu)思推進(jìn)到制造。Altium 具有許多針對(duì)工程師團(tuán)隊(duì)協(xié)作工作的高級(jí)功能，其中還包括與市場(chǎng)上流行的機(jī)械 CAD 工具的一些廣泛集成。這種集成允許整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)一起開發(fā)產(chǎn)品。 

該軟件在 PCB 設(shè)計(jì)期間具有完整的 3D 功能 ，并通過正在進(jìn)行的電路板設(shè)計(jì)的高質(zhì)量屏幕截圖增強(qiáng)了設(shè)計(jì)和布線的可見性。3D 功能還有助于設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，以確保電路板上組件的 3D 模型之間以及 3D 建模零件與進(jìn)口外殼之間的正確間隙降低制造過程中出現(xiàn)意外的風(fēng)險(xiǎn)。硬件加速的 3D 引擎還允許無縫設(shè)計(jì)集成多板項(xiàng)目，以及集成剛?cè)嵩陌濉?/p>

Altium 中的原理圖捕獲是如此快速和輕松，通過完成復(fù)雜的設(shè)計(jì)，使軟件大大節(jié)省了時(shí)間。工程師可以同時(shí)以交互方式對(duì)整條總線進(jìn)行布線，允許通過軟件的智能指導(dǎo)進(jìn)行手動(dòng)控制。當(dāng)您在 PCB 上布線時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)則，從而防止走線短路或以其他方式違反設(shè)計(jì)規(guī)則。Altium Designer 中一種名為“Hug and Push”的交互式布線模式 會(huì)智能地將走線移開當(dāng)您嘗試通過間隙布線時(shí)，同時(shí)還要與附近的其他跡線保持最小間隙。當(dāng)您對(duì) USB3.0 或 DDR 等高速設(shè)計(jì)進(jìn)行布線時(shí)，Altium Designer 完全支持差分對(duì)和網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度的交互式調(diào)整。

在制造您的電路板時(shí)，Altium Designer 能夠快速構(gòu)建用于生產(chǎn)的電路板面板。Draftsman 工具可以為裝配工快速生成電路板的機(jī)械和裝配圖。Altium Designer 與Octopart完全集成，可以創(chuàng)建實(shí)時(shí)物料清單，將設(shè)計(jì)中的組件與真實(shí)世界的供應(yīng)商部件相關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)將使您能夠從價(jià)格最低的供應(yīng)商處快速采購(gòu)零件 - 減少組件采購(gòu)階段的時(shí)間，同時(shí)還確保設(shè)計(jì)中沒有過時(shí)或庫存不足的組件。

對(duì)于業(yè)余愛好者和非常小的企業(yè)，Altium 還提供成本更低的免費(fèi)軟件，但功能集有所減少，主要?jiǎng)h除了針對(duì)復(fù)雜或非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)的功能。這些都是：

• CircuitStudio，一種成本低得多的 PCB 設(shè)計(jì)包，具有許多 Altium Designer 功能。

• CircuitMaker，開源項(xiàng)目的免費(fèi)版本。

• Altium Upverter，一個(gè)針對(duì)創(chuàng)客/愛好者的基于網(wǎng)絡(luò)的免費(fèi)工具。

KiCAD

KiCAD 是一種流行的電氣設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，它不需要任何許可證，因此使用 PCB 設(shè)計(jì)軟件是完全免費(fèi)的。該軟件的文檔有兩種選擇；GNU 通用公共許可證和知識(shí)共享屬性。KiCAD 是免費(fèi)提供的軟件，但對(duì)于新的開發(fā)，如果有人愿意捐贈(zèng)，他們接受金錢作為捐贈(zèng)，否則它對(duì)所有用戶都是免費(fèi)的。這個(gè)軟件和庫的設(shè)置很容易從它的網(wǎng)站上獲得。您可以從其官方網(wǎng)站下載 KiCAD及其庫。

KiCAD 由 jean-pierre charras 開發(fā)。該軟件還可用于創(chuàng)建 BoM（物料清單）、Gerber 文件，它還 提供 PCB 的 3D 布局。KiCAD 也有自己的庫，其中包含大部分電氣元件。該軟件還提供 19 種不同語言版本，可以在 Windows、Linux 和 MAC 上運(yùn)行。

KiCAD分為五個(gè)部分；

KiCAD即項(xiàng)目經(jīng)理；Eeschema 是原理圖捕獲編輯器；pcbnew以 2D 和 3D 顯示 PCB 布局；gerbfile用于生成Gerber文件；bitmap2component可以將圖像轉(zhuǎn)換為足跡。

在這些部分中，Eeschema 和 pcbnew 是最常用的選項(xiàng)。Eeschema 具有自定義符號(hào)創(chuàng)建、電氣規(guī)則檢查和分層示意圖等功能。在 PcbNew 中，它提供了一種非常簡(jiǎn)單的組件布線方式，并使 PCB 設(shè)計(jì)的故障排除變得容易。如果您想更改 PCB 的任何過孔、孔、跡線或任何其他組件，與其他軟件相比，在 KiCAD 中很容易。設(shè)計(jì) PCB 后，您可以在交互式 3D 視圖中檢查您的設(shè)計(jì)。Eeschema 和 pcbnew 也支持 EAGLE 文件。如果您是 KiCAD 的新手，教程也以多種語言的 PDF 格式提供，并且視頻教程也可以在他們的網(wǎng)站上找到。

OrCAD軟件

該軟件的名稱來自俄勒岡州公司的名稱。或者CAD = 俄勒岡 + CAD。該軟件不是免費(fèi)提供的，其許可版本的起價(jià)為 2300 美元。OrCAD 由 John Durbetaki、Ken 和 Keith Seymour 開發(fā)。

OrCAD分為兩部分；OrCAD Capture 和 PSpice。OrCAD Capture 用于設(shè)計(jì)電路，這部分稱為PCB 套件。OrCAD提供三種類型的PCB套件；OrCAD Standard、OrCAD Professional 和 Allegro PCB。OrCAD 標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)境的概念，其價(jià)格從 1300 美元起。OrCAD Professional具有專業(yè)級(jí)的 PCB 設(shè)計(jì)能力。與標(biāo)準(zhǔn)版本相比，此版本價(jià)格昂貴，約為 2300 美元。Allegro PCB用于專業(yè)級(jí) PCB 設(shè)計(jì)。

OrCAD PSpice 用于電路的仿真和驗(yàn)證。PSpice 代表以集成電路為重點(diǎn)的個(gè)人仿真程序。Capture 和 PSpice 組成完整的仿真器和 PCB 設(shè)計(jì)工具。PSpice 也有兩個(gè)版本；PSpice Designer 和 PCB Designer 加上. PSpice Designer 用于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)仿真，庫中包含 33000 個(gè)零件。此版本起價(jià) 1980 美元。PSpice designer plus 用于分析可靠性、成本和成品率。此版本具有 PCB 設(shè)計(jì)器的所有功能和其他獨(dú)特功能，如成本分析、成品率分析、設(shè)計(jì)優(yōu)化、系統(tǒng) C/C++ 建模和仿真、可靠性分析和 HW/SW 協(xié)同仿真。

OrCAD PSpice 可以模擬捕獲中設(shè)計(jì)的電路，也可以模擬來自 MATLAB/Simulink 的設(shè)計(jì)。此功能使 OrCAD 有別于所有其他軟件。

結(jié)論：

在所有這些軟件中，Eagle 為 PCB 設(shè)計(jì)提供了最好的結(jié)果。如果您是專業(yè)的PCB 設(shè)計(jì)師并且您的應(yīng)用程序非常龐大和復(fù)雜，那么請(qǐng)選擇Altium designer。如果您是初學(xué)者并且剛開始進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)，那么請(qǐng)選擇EAGLE 或 EasyEDA。

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