KiCad: 一个电子原理图设计和布局创建套件

Posted 2022-05-16 回映电子

电子设计工程师需要一些软件来创建和验证他们的设计数字，然后才能投入生产。将所有这些工具集中在一个平台上，使它们的任务更加简单。这个免费的电子设计自动化软件套件主要包括一个示意图创建和捕获套件，以及一个 PCB 布局工具。它支持诸如创建材料清单(bom)、 gerber 文件和 PCB 3D 视图等操作。这个开源套件运行在 GPL v 3许可证下，运行在 Windows，Linux 和 MacOS 上

KiCad 的组件

套件集成了一些流行的开源工具，用于各种 EDA 功能。该过程包括以下步骤: 示意图创建，网表生成，布局建设和模拟。下面给出的是主要制作 KiCad 套件的工具。

Eeschema

这是一个交互式示意图创建平台，来自于 KiCad 套件。Eeschema 带来了一个基于图形的设计区域，可以通过简单的点击操作创建原理图。KiCad 库是广泛的，并带来符号，足迹和几乎所有主要元件的电路所需的3 d 模型。这允许您建立任何规模的电路原理图上 。

图1: Eeschema 工具上的多级示意图，带有文本标签(来源: Wikipedia)

复杂的原理图可以分解成子电路或分层电路。许多组件的快速访问按钮能够快速创建原理图。

Eeschema 还支持导入的组件库。这可以从首选项菜单访问。

Eeschema 帮助您通过电气规则检查(ERC)来验证您的电路。它可以指出任何冲突的输出引脚，未连接的引脚或丢失的驱动程序。示意图可以以多种格式捕获，包括 netlist，可以以多种格式导出，如 Pspice、 Cadstar、 PcbNew 和 Generic XML。也可以使用 Eeschema 生成 BOMs。用于 BOM 和 netlist 创建的按钮都可以在 Eeschema 的工具栏上找到。

PcbNew

这个工具是用来设计的基础上的示意图和网表生成的布局。最近，PcbNew 套件升级了一个新的图形抽象层引擎，Cairo 和 OpenGL 库。对于 PcbNew 上的电路路由器，KiCad 采用了内置的路由工具和 Toporouter。一个新的推挤式路由器特性确保符合设计规则检查(DRC)。

图2: PcbNew 界面(来源: kicad-pcb. org)

PcbNew 工作区提供了大量的选项和特性。它支持基于层的操作，使多层或复杂的电路更容易布局。您可以优化跟踪长度为高速设计的帮助下，其长度调整功能。PcbNew 界面光滑紧凑。可以通过界面访问更多的功能。PcbNew 的更多最新升级包括差异对支持和 Python 脚本支持。3 d 视图的 PCB 布局也可以导出。

更多的工具

KiCad 带来了另一个工具，所以你不必看外面的3 d 查看 PCB 模型。可以使用3d 查看器工具完成。您可以通过 PcbNew 套件的 View 菜单访问3d Viewer。电路板可以通过简单的拖动三维图像的帮助下，鼠标旋转各个方向。您可以放大或缩小，改变颜色，而查看和做更多的操作与此工具。

图3: KiCad 的3d 查看器上 PCB 布局的3d 视图(来源: KiCad-PCB. org)

的主要的 Gerber 文件查看工具是 GerbView。GerbView 支持 RS-274D 和 RS-274X Gerber 格式。旧的文件也可以转换成这种格式。工作区同时支持多个文件。GerbView 提供诸如标记工具(文本、条形码、 qr 码、图像等)、测量工具(用于距离、区域等)等元素。一个电路可以导出，作为一个单一的层或整个设计，在各种格式，如 TIFF，JPEG，PNG，BMP，PDF，DXF 和 DWF。

另一个工具 Bitmap2Component 将图像文件转换为布局足迹设计。最后，还有 KiCad 项目管理套件，可以让您访问项目并获取有关项目的各种信息。

开始吧

在安装了 KiCad 之后，启动的第一个窗口显示了可以打开的 KiCad 的各种程序，以及主菜单，如 File，Browse，Preference，Tools 和 Help。从“文件”菜单中，可以打开现有项目或创建新项目。一个项目包含四种主要的文件类型:。专业，即项目档案;。Cmp，即组件文件; 。这是用于 PCB 布局和设计的。这是一个示意文件。

图4: KiCad 启动过程中的加载项目(图片来源: learn.sparkfun.com /路透社)

您可以在各自的工具中打开每个文件。或者，您可以从头开始一个新项目。打开的第一个工具将是 Eeschema。一旦创建了原理图并保存了 netlist，就可以在 PcbNew 中使用它。

KiCad 提供了足够的文档和教程来指导你的每一步。活动社区支持对于解决任何配置错误都很有用。总的来说，KiCad 是一个完整的 EDA 套件，具有易于使用的工具。它可以用于学生，爱好者和专业人士一样。 软件下载链接：https://www.kicad.org/download/

白纪龙老师从事电子行业已经有15个年头

到目前为止已开发过的产品超上百款，目前大部分都已经量产上市

从2018年开始花了5年的时间

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