KiCAD如何绘制电路原理图实例讲解 -

标题: KiCAD如何绘制电路原理图实例讲解 [打印本页]

作者: 51hei小林 时间: 2016-10-20 13:38
标题: KiCAD如何绘制电路原理图实例讲解
【导读】本文是对《Getting Started in kiCad》手册中第3.1节的翻译，由科技老顽童翻译，英语水平有限，如有出错的地方，还请广大网友批评指正。

本文主要内容以一个实例，对如何使用KICAD画原理图的一个讲解。跟着步骤一步一步操作一遍，就可以学会，非常简单。

3.绘制电路原理图

这一部分，我们将学习如何用kiCad制作电路原理图。

3.1 使用Eeschema

1.WINDOWS操作系统运行kicad.exe打开kicad，Linux操作系统在终端输入kicad打开kicad。打开以后，会看到kicad的主界面。主界面中，你可以进入8个独立的子软件工具，它们分别是：Eeschema（原理图制作工具）, Schematic Library Editor（原理图库制作工具）, Pcbnew（PCB制作工具）, PCB Footprint Editor（PCB库制作工具）, GerbView（光绘文件浏览工具）, Bitmap2Component（图片转元件制作工具）, PCB Calculator（PCB计算器）和 Pl Editor（layout编辑工具）。参考“工作流程图”（位于《Getting Started in kiCad》的第2章），你可以大概的知道这些主要工具的使用方法。

2.建立新工程步骤：File(文件) → New Project → New Project，给新工程取个名字：tutorial1（名字是自己定义的），工程文件会自动带.pro后缀。kicad会弹出窗口问你把文件放到什么地方，你最好新建一个文件夹，然后点击确定，工程文件就保存了，以后的所有文件也默认保存到这个目录里面。

3.现在就可以开始画原理图了，点击图标Eeschema

，这个图标位于左边的第一个。

4.在顶部工具栏，点击“Page Settings”图标

，设置Page Size为A4，设置Title为Tutorial1，你可以看到，这里还有很多信息，如有需要，你可以修改它们，点击OK完成，这些信息位于原理图的右下角。把鼠标放到原理图的右下角，然后滑动鼠标的滚轮，就可以放大和缩小原理图，点击File → Save Schematic Project保存工程。

5.现在就可以放置我们的第一个元器件了，在右边的工具栏中，点击“Place component”图标

，或者用快捷键，直接单击键盘上的字母a。

提示：按住shift+?键，可以浏览所有的快捷键使用方法。

6.接着前面的步骤，在原理图中点击一下，就可以打开“Choose Component”窗口，我们将放一个电阻到原理图。在Fliter栏里面，输入字母R，大小写都可以，然后你就可以看见所有以R开头的元件都列出来了。这些库元件位于本地，都是一些通用的元器件。

7.接着上一步骤，选择电阻R，单击OK，或者在R上双击，就可以看到一个电阻附着在鼠标上，然后你可以单击鼠标，把电阻放到原理图上去。

8.用放大镜图标，可以放大元器件，也可以滑动鼠标滚轮来放大和缩小，把鼠标放到电阻上边，然后按下鼠标滚轮，可以随意拖动电阻在原理图中的位置。

9.把鼠标放到电阻上边，然后按键盘上的R键，可以旋转电阻。

注意：不用单击元器件旋转它。（我的理解是，你不必把电阻附着在鼠标上，也可以用R来旋转它。）

10.在元器件上单击右键选择Edit Component → Value，或者把鼠标悬停在元器件上以后按V键，可以修改电阻的阻值。如果你打击了E键，将会出现更多的可以修改的值。在单击右键出现的菜单中，你可以了解到更多的快捷键用法和代表的意义。

11.接着上面的步骤，将会出现一个窗口，你一把R改为1K，代表电阻的阻值，然后点击OK，完成。

注意：不要修改R?，这里的问号，在画好原理图后，我们可以给他们统一自动修改。上面步骤完成以后，电阻中间的R应该变成了1K，如下图所示：

12.我们再放一个电阻，在原理图空白处单击鼠标，然后元器件选择窗口就会再次弹出来。

13.和之前不同的是，在窗口中多了一个“history”（历史），可以在这里选择电阻。如下图所示：

14.如果想要删除元件，在该元件上单击右键，然后选择Delete Component，也可以把鼠标悬浮到要删除的元件上边后按键盘上的DEL键删除元件。

注意：通过菜单Preferences → Hotkeys → Edit hotkeys你可以编辑任何一个快捷键，修改后立即生效。

15.如果你想复制一个元件，你可以把鼠标悬停到元件上以后，按下快捷键C，然后把复制出来的元件放到任何你想要放置的地方。

16.把鼠标悬停到第二个电阻上边，然后单击鼠标右键，选择“Drag Component”(拖动元件)，选好位置后再点击鼠标左键放下。你可以把鼠标悬停到电阻上边以后按下按键G来实现同样的功能。按键R用来旋转元器件。按X键和Y键可以在X方向或者Y方向颠倒元器件。

17.把鼠标悬停到第二个电阻上边，然后按键V，把电阻值修改为100。按下Ctrl+Z键可以撤销之前的动作。

18.改变网格(grid)大小。你可以注意到现在在原理图上的网格间距还很大。单击右键，选择 Grid select（网格选择）菜单，可以很容易的修改网格的间距大小。通常情况下，我们强烈建议使用50mils网格间距。

19.按照之前的添加元件步骤，添加元器件PIC12C508A-I/SN。和之前不同的使是，这个元器不在device库里边，而位于microchip_pic12mcu库里边。默认情况下，元器件选择窗口中没有这个库，所以我们必须要先添加库。菜单栏选择Preferences → Component Libraries，然后点击“Add”（添加）按钮。找到microchip_pic12mcu库以后添加，然后找到PIC12C508A-I/SN器件并放到原理图中。

20.把鼠标悬停到元件PIC12C508A-I/SN上边，然后按X键或者Y键，可以观察元件的变化。按第二下X键或者第二下Y键，将返回按X键或者Y键之前的状态。

21.同上边的步骤，添加元件LED，该元件位于device库。

22.把原理图中的所有元器件摆放规整一下，结果如下图所示：

23.现在我们创建一个元件，起名为MYCONN3。关于如何制作元器件库，你可以看《Make Schematic Components in KiCad》。

24.按A键，在元器件选择窗口中选择我们刚刚制作好的MYCONN3元件，放到原理图中。

25.元件MYCONN3的标识符J?，如果你想改变它的位置，你可以在J?上边单击右键，然后选择Move Field，或者使用快捷键M。最好是先放大以后再操作比较好。如下图所示，摆放MYCONN3的J?。

26.现在是时候放电源和地的标志了，单击右边工具栏中的“Place a power port button”图标

，或者使用快捷键P。在Power库中，找到VCC，点击OK。

27.在1K电阻的上边，放一个VCC，然后在单片机的VDD上边放一个VCC，然后在MYCONN3的上边也放一个VCC。

28.同上，把GND放到原理图中，最后的效果如下图所示：

29.下面，我们将使用右边工具栏的“Place wire”图标

，把所有的元器件连接起来。

注意：不要选错图标，尤其是 Place a bus，两个图标很相似。

30.接着上边的步骤，在单片机的PIN7上的小圆圈上点击鼠标，然后在LED的PIN2的小圆圈上点击鼠标，这样，两个引脚就连在一起了。在操作之前，你最好先放大原理图。

注意：在连接好线以后，如果你想改变元器件在原理图中的位置，可以把鼠标悬停到该元器件以后按快捷键G，然后就可以移动了。它与快捷键M的区别是，G是连着线移动的，M是只移动元器件，线不动。

31.如下图所示，用线连接所有的元器件。双击鼠标可以结束一条线。

32.我们接下来来用网络标号来连接电子元器件之间的引脚。在右侧的工具栏中，点击“Place net name”图标

，或则使用快捷键L。

33.在单片机PIN6的线中间点击一下，然后给这个网络标号起名为INPUT。

34.然后以同样的方式，给100欧电阻的右侧引脚上放置一个相同名称的网络标号，同样起名为INPUT。因为两个网络标号的名字相同，所以这两个网络标号把单片机的PIN6引脚和100欧电阻连接起来了。对于一个复杂的设计，尤其是当用线连接看起来非常杂乱的场合，用网络标号就会使得原理图看起来很清爽。

35.网络标号还可以用于说明某根线的用途。给单片机的PIN7脚上放一个网络标号，给它取名为uCtoLED。电阻和LED的中间放一个网络标号，取名为LEDtoR。给MYCONN3和连接它的电阻那根线之间放一个网络标号，起名为INPUTtoR。

36.你不需要给VCC和GND用网络标号标注，因为它们自己已经很清楚了。

37.最后的结果如下图所示：

38.现在让我们来处理没有连线的引脚。在自检的时候，所有未连接的引脚或线都会产生提醒。为避免这种情况的发生，我们可以给这些引脚或者线上边放上标志。

39.在右侧的工具栏里边，点击Place no connect flag图标

，分别在单片机的PIN2,3,4,5上边点击一下，就会看到引脚上边有了X图标。如下图所示：

40.有些元器件的电源引脚是不可见的。你可以通过点击左侧工具栏中的Show hidden pins图标

让电源引脚显示出来。如果隐藏的电源引脚名称是VCC或者GND的话，这些引脚就会自动的连接，用不着我们操心。

41.现在，我们必须要放置Power Flag在KiCAD的原理图，来提示电源来自某个地方。点击快捷键A，在POWER库中找到PWR_FLAG，在原理图中放两个这标志。然后分别把它们和VCC GND连接起来，如下图所示：

注意：这个操作将避免一个经典的KICAD提醒：Warning Pin power_in not driven (Net xx)

42.有时候，我们需要给原理图的某些地方添加注释。给原理图添加注释，使用右侧工具栏的Place graphic text (comment)图标

。

43.现在，所有的元器件都有了自己的独有标识。实际上，我们的元器件的名称都还是R?或者J?，标记这些标识符，使用Annotate schematic图标

。

44.在弹出的原理图注释窗口中，选择Use the entire schematic ，然后点击 Annotation按钮，在弹出的确认信息窗口中点击OK。注意一下，所有的？都变成了数字。所有的标识符都是唯一的。在我们的这个例子中，它们的标识符分别是：R1, R2, IC1, D1 和 J1。

45.现在我们将检测一下原理图中有没有错误。点击Perform Electric Rules Check图标

，点击Run按钮，如果有错误或者提醒的话，就会在窗口中输出，例如：某根线没有连接。正常情况，必须是0个错误，0个提醒。如果有错误或者提醒的话，在原理图中就会有小的绿色箭头指向出错的地方。选择Create ERC file report，然后再点击Run按钮，就可以得到更为详细的错误和提醒的信息。

46.原理图已经画完了。现在我们给每个元器件添加封装，然后再生成一个网络表。在顶部的工具栏中，点击Netlist generation图标

，点击Generate按钮，然后再点击Save(保存)按钮，以默认的名称保存就可以。

47.网络表生成后，点击顶部工具栏的Run Cvpcb图标

，如果这时候弹出来一个提示窗口提示你丢失了某个文件，不要管它，点击OK关掉。（注意：点击完Run Cvpcb图标之后，可能会等待较长时间，电脑才会反应过来，因为要加载很多封装，这时候，等着，不要瞎点，否则容易点死软件）

48.Cvpcb允许你通过使用KICAD中的封装链接到原理图中的元器件。中间区域显示原理图中用到的所有元器件。我们选择D1，在右侧区域我们找到 LEDs:LED-5MM，然后双击它，这样，就把这个封装给了D1了。

49.在右侧的区域，只会显示对应元器件可能需要的封装，Kicad试图给你推荐比较合适的封装。点击图标

，

和

可以禁止或者允许这些过滤器的功能。

50.IC1对应的封装选择Housings_DIP:DIP-8_W7.62mm，J1对应的封装选择Connect:Banana_Jack_3Pin，R1和R2对应的封装选择 Discret:R1。

51.如果你想知道你选择的封装长什么样子，有两种办法可以看到。你可以单击View selected footprint图标

预览当前的封装。另外，你可以点击Display footprint list documentation图标

，然后，你可以看到包含了所有可用封装的PDF文件。你可以把这个文件打印出来，确保用到的封装尺寸正确。

52.现在，你可以更新网络表了，这次的网络表，元器件和封装就关联起来了。点击File → Save Edits，或者点击图标

保存更新网络表。如果你在已有的封装库中找不到需要的封装，你将需要自己做封装，这个在以后的文章中会写到。

53.你现在就可以管了Cvpcb，然后回到原理图编辑器。在菜单栏选择File → Save Schematic Project保存文件，然后关闭原理图编辑器。

54.切换到Kicad工程文件管理器。

55.网络表文件描述了所有的元器件和它们引脚直接的连接关系。网络表文件实际上就是一个文本文件，你可以检查和编辑它，还可以把它当做脚本。

注意：库文件（.lib）实际上也是文本文件，也可以编辑或者脚本化。

56.创建材料明细表（BOM）。打开原理图编辑器，然后点击顶部的Bill of materials icon图标

，第一次使用，默认没有插件。我们要添加一个插件，点击Add Plugin按钮，选择你想选择的*.xsl文件，这里，我们选择bom2csv.xsl。

注意：*.xsl文件位于...\KiCad\bin\scripting\plugins文件夹下面。

KiCad会自动生成一行命令，如下所示：
xsltproc -o "%O" "C:\Program Files\KiCad\bin\scripting\plugins\bom2csv.xsl" "%I"

我们加上后缀，把命令修改为：

xsltproc -o "%O.csv" "C:\Program Files\KiCad\bin\scripting\plugins\bom2csv.xsl" "%I"

点击Help按钮可以获得更多的信息。

57.现在，点击Generate，BOM表就生成了，点击Close关闭。BOM表文件名称和你的工程名称一样，位于工程文件夹里面。你可以使用EXCEL等办公软件打开它。

注意：你的工程路径不能包含中文或者空格，否则将不能生成BOM表。

现在，你就可以进行PCB layout的工作了，这个讲在下一个章节介绍。

作者: 1720196612 时间: 2021-8-12 08:32
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