所有的PCB設(shè)計(jì)工具軟件的核心功能和流程都非常接近，因此通過(guò)一個(gè)完整的項(xiàng)目設(shè)計(jì)熟悉了一款PCB設(shè)計(jì)工具的使用，就應(yīng)該輕松切換到其它的工具上，比如初學(xué)者學(xué)會(huì)了用KiCad設(shè)計(jì)一塊4層板，將來(lái)切換到PADS應(yīng)該是非常容易的，只需要花一兩天的時(shí)間閱讀一下新軟件的操作手冊(cè)、操作體驗(yàn)一下不同的菜單設(shè)置就可以工作了。

KiCad與其它PCB設(shè)計(jì)軟件的功能基本一致，只是其工作流程與有些設(shè)計(jì)工具存在的主要不同在于原理圖的元器件符號(hào)庫(kù)和PCB的封裝庫(kù)是分開的，在創(chuàng)建原理圖的時(shí)候可以不用考慮使用的元器件的封裝，直到開始做PCB布局布線的時(shí)候才會(huì)為元器件分配封裝。Altium Designer（簡(jiǎn)稱AD）的前身Protel也是這樣的，只是現(xiàn)在的AD做成了集成庫(kù)，對(duì)于熟悉Protel工具的我來(lái)講，KiCad的這種流程是我喜歡的，反而是現(xiàn)在的Altium Designer讓我感覺(jué)別扭。

在有些企業(yè)里，電路設(shè)計(jì)工程師繪制原理圖用的工具和布局布線工程師用的工具未必是同一個(gè)系統(tǒng)，比如當(dāng)年我做硬件工程師的時(shí)候用的是ViewDraw做原理圖的輸入，而我們的Layout工程師用的則是Pads，不同的系統(tǒng)，原理圖的符號(hào)庫(kù)和布局布線的封裝庫(kù)自然是分開的。

所以，適應(yīng)這種流程也是很重要的。

順便說(shuō)一下，大家熟知的Altium Designer和Eagle都是統(tǒng)一的元器件庫(kù)管理，包括以下三個(gè)部分：

用于原理圖的符號(hào)庫(kù) - Symbol

用于PCB布局布線的封裝庫(kù) - Footprint

用于描述元器件信息的器件信息字段，比如型號(hào)、描述、值等 - Device

集成化元器件庫(kù)的好處在于你選用在原理圖上的元器件的符號(hào)和在PCB布局布線的時(shí)候加載進(jìn)來(lái)的封裝是嚴(yán)格對(duì)應(yīng)好的，貌似出錯(cuò)的概率很低，前提是你建庫(kù)的時(shí)候沒(méi)有錯(cuò)誤。缺點(diǎn)就是不如獨(dú)立的庫(kù)具有靈活性。

實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，原理圖的創(chuàng)建一般會(huì)發(fā)生多次修改，尤其是經(jīng)過(guò)不同部門或者客戶之間的審核、討論，在此過(guò)程中如果對(duì)每個(gè)原理圖中用到的元器件（有可能是新的）都構(gòu)建好其對(duì)應(yīng)的封裝其實(shí)也沒(méi)有必要。

流程概述：

像其它的CAD工具軟件一樣，KiCad工作流程主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)重要的功能：原理圖的繪制和電路板的布局布線，為實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)任務(wù)就需要原理圖元器件符號(hào)庫(kù)和PCB封裝庫(kù)的構(gòu)建。 KiCad工具自身帶了很多元器件的原理圖符號(hào)庫(kù)和封裝庫(kù)，并且還具有創(chuàng)建新元器件符號(hào)庫(kù)和封裝庫(kù)的工具。

KiCad: 項(xiàng)目管理，通過(guò)這個(gè)功能可以直接啟動(dòng)其它的功能；

Eeschema: 原理圖編輯器和元器件編輯器；

Pcbnew: 電路板布局布線編輯以及封裝庫(kù)編輯器；

GerbView: Gerber查看。

還包含了3種實(shí)用工具:

Bitmap2Component: 可以制作圖標(biāo)的元器件制作工具，它能夠從一個(gè)Bitmap圖像來(lái)創(chuàng)建原理圖元器件或封裝庫(kù)；

PcbCalculator: 很有用的一個(gè)計(jì)算器，用來(lái)計(jì)算穩(wěn)壓器、線寬和電流的關(guān)系、傳輸線等；

Pl Editor: 頁(yè)面布局編輯器。

注：在Mac OS下安裝KiCad是不帶庫(kù)的，需要運(yùn)行了KiCad以后手工配置，好處是你可以只加載你需要的庫(kù)，Windows系統(tǒng)安裝的時(shí)候可以將系統(tǒng)自帶的庫(kù)全部安裝好。

這些工具一般是通過(guò)項(xiàng)目管理頁(yè)面啟動(dòng)運(yùn)行，也可以作為單獨(dú)的工具進(jìn)行運(yùn)行。

下圖就是一個(gè)KiCad工作流程圖，它標(biāo)明了您需要采取的步驟以及相應(yīng)的順序。?

KiCad流程圖

我們?cè)诤竺娴奈恼轮袝?huì)對(duì)每一塊的功能做詳細(xì)的介紹。有關(guān)創(chuàng)建新元器件的原理圖符號(hào)，可以閱讀后面的“制作原理圖元器件符號(hào)”這部分內(nèi)容。

Quicklib是一個(gè)能夠基于Web的界面快速創(chuàng)建KiCad元器件符號(hào)的工具，你可以參閱“使用Quicklib制作原理圖符號(hào)”來(lái)獲取相關(guān)的使用信息。

原理圖和PCB布局布線之間的前向標(biāo)注和后向標(biāo)注

完成原理圖設(shè)計(jì)后，下一步就是將其傳輸?shù)絇CB布局布線。通常可能需要添加其它元器件、元器件的封裝調(diào)整為不同的大小、網(wǎng)絡(luò)重命名等。這可以通過(guò)兩種方式來(lái)完成：前向標(biāo)注或后向標(biāo)注。

前向標(biāo)注是將原理圖信息傳遞到相應(yīng)PCB布局的過(guò)程。這是一個(gè)基本功能，因?yàn)槟惚仨氈辽賵?zhí)行一次才能將原理圖導(dǎo)入PCB。在此以后，前向標(biāo)注允許向PCB發(fā)送增量的原理圖更改信息。有關(guān)前向標(biāo)注的詳細(xì)信息，可以參閱后面的“前向標(biāo)注”一節(jié)。

后向標(biāo)注是將PCB布局更改的信息傳遞回相應(yīng)的原理圖的過(guò)程。最常見的兩種后向標(biāo)注就是進(jìn)行“門交換”和“引腳交換”。在這些情況下，有功能相同的“門”或“引腳”，但只有在布局的時(shí)候才能夠根據(jù)布線的方便以及性能的考慮來(lái)最終確定“門”或“引腳”的最佳安排，這在使用多運(yùn)放、多開關(guān)、FPGA和一些復(fù)用IO管腳的MCU的項(xiàng)目中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)。一旦在PCB中做出選擇，就可以將此更改傳遞給原理圖，有的時(shí)候可能需要多次這種過(guò)程。

適用KiCad的快捷鍵

KiCad有兩種相關(guān)但不同的快捷鍵方式：加速鍵和熱鍵。 兩者都用于通過(guò)使用鍵盤而不是鼠標(biāo)來(lái)更改命令來(lái)提升KiCad的設(shè)計(jì)效率。

加速鍵

加速鍵與單擊菜單或工具欄圖標(biāo)具有相同的效果：輸入命令以后，在單擊鼠標(biāo)左鍵之前不會(huì)發(fā)生任何操作。 如果要進(jìn)入命令模式但不想立即采取任何操作，可以使用加速鍵。

加速鍵顯示在所有菜單窗格的右側(cè)：

加速鍵

熱鍵

熱鍵等于加速鍵和鼠標(biāo)左鍵的組合功能。 使用熱鍵可以立即在當(dāng)前光標(biāo)位置啟動(dòng)命令。 使用熱鍵快速更改命令，而不會(huì)中斷工作流程。 要查看任何KiCad工具中的熱鍵，請(qǐng)轉(zhuǎn)到“幫助→列出熱鍵”或按Ctrl + F1：

熱鍵

您可以從“首選項(xiàng)→熱鍵選項(xiàng)”菜單中編輯熱鍵的分配，然后導(dǎo)入或?qū)С鏊鼈儭?/p>

注意：在本文檔中，熱鍵用括號(hào)表示，如下所示：[a]。 如果看到[a]，只需在鍵盤上鍵入“a”鍵即可。

簡(jiǎn)單體驗(yàn)一下：

考慮在原理圖中添加一根連線：

要使用加速鍵，請(qǐng)按“Shift + W”調(diào)用“添加線”命令（注意光標(biāo)將改變）。 接下來(lái)，左鍵單擊所需的連線的起始位置以開始繪制連線。

使用熱鍵，只需按[w]，連線將立即從當(dāng)前光標(biāo)位置開始。