“從第四章開(kāi)始，將進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié)，從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)一個(gè)完整的 PCB。”

Part 1.4:項(xiàng)目 -KiCad 實(shí)踐之旅 - PCB Layout 4.1.PCB Layout簡(jiǎn)介與本章節(jié)目標(biāo) 在本書(shū)這一部分的章節(jié)中，我將繼續(xù)開(kāi)發(fā)在上一章中未完成的 LED 手電筒項(xiàng)目。在上一章的結(jié)尾，我完成了項(xiàng)目的原理圖設(shè)計(jì)。現(xiàn)在我將繼續(xù)進(jìn)行 PCB Layout 設(shè)計(jì)。為了完成這項(xiàng)工作，我將遵循第 3 部分中概述的 PCB 設(shè)計(jì)工作流程中的步驟。

我將使用 PCB 編輯器來(lái)進(jìn)行 PCB Layout 工作。在本章節(jié)結(jié)束時(shí)，PCB將是這樣的（圖 4.1.1）:

圖 4.1.1: 最終的LED手電筒PCB Layout

這是一個(gè) 3D 渲染，也是用 KiCad 制作的（圖 4.1.2）:

圖 4.1.2: 最終的 LED 手電筒 PCB layout 3D 效果

這個(gè)簡(jiǎn)單項(xiàng)目的最終 PCB Layout 設(shè)計(jì)包含幾個(gè)有趣的對(duì)象：

既有表貼元件也有通孔元件

PCB 元件封裝周圍的圓形邊緣.

絲印圖形（logo）及文字

盡管這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，但我們可以通過(guò)它練習(xí)使用 KiCad 進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)的基本技能。下一章，我們將開(kāi)始使用 PCB 編輯器進(jìn)行 Layout 工作流程。

4.2. 1 - 啟動(dòng)PCB編輯器，導(dǎo)入封裝

在本章中，我將完成在本書(shū)第三部分第二章中學(xué)到的布局工作流程的第一步。在這一步中，我會(huì)先啟動(dòng) PCB 編輯器，并從原理圖編輯器導(dǎo)入原理圖設(shè)計(jì)。首次啟動(dòng) PCB 編輯器時(shí)，會(huì)顯示一個(gè)空白的設(shè)計(jì)空間。從原理圖編輯器導(dǎo)入原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，編輯器中將顯示設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要元素：

1. 元件封裝。

2. 連接封裝引腳的網(wǎng)絡(luò)。

除了導(dǎo)入原理圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)外，Layout 設(shè)計(jì)流程的第一步是設(shè)置偏好選項(xiàng)（或接受默認(rèn)值）。在 KiCad 主窗口中，單擊右側(cè)窗格中的 PCB 編輯器按鈕（圖 4.2.1）：

圖 4.2.1: 啟動(dòng) PCB 編輯器

也可以從主菜單啟動(dòng) PCB 編輯器。點(diǎn)擊工具，"PCB 編輯器"。或者，如果原理圖編輯器已經(jīng)打開(kāi)，可以單擊其頂部菜單中的布局編輯器按鈕（圖 4.2.2）

圖 4.2.2: 其它啟動(dòng)PCB 編輯器的方法

您可以使用導(dǎo)入工具從原理圖編輯器導(dǎo)入數(shù)據(jù)。在 PCB 編輯器中，您可以從菜單欄（工具，"從原理圖更新 PCB"，見(jiàn)下文 "1"）或頂部工具欄（見(jiàn)下文 "2"）調(diào)用該工具：

圖 4.2.3: 在 PCB 編輯器中啟動(dòng)導(dǎo)入工具

點(diǎn)擊后彈出“從原理圖更新PCB”窗口（圖 4.2.4）。由于您是將數(shù)據(jù)導(dǎo)入一個(gè)空白的 PCB 中，因此選項(xiàng)的狀態(tài)并不重要。當(dāng)您從原理圖向 PCB 編輯器導(dǎo)入并更新數(shù)據(jù)時(shí)，這些選項(xiàng)會(huì)非常有用。例如，您希望從原理圖中刪除一個(gè)符號(hào)。如果您之間已經(jīng)將原理圖數(shù)據(jù)同步到 PCB 編輯器，這是可以選中 "刪除封裝" 選項(xiàng)，確保 KiCad 在 PCB 中 刪除符號(hào)的封裝。

圖 4.2.4: 從原理圖更新PCB窗口

隨后單擊 "Update PCB（更新 PCB）" 將更改同步到 PCB 編輯器，然后 "關(guān)閉"導(dǎo)入窗口。PCB 編輯器現(xiàn)在應(yīng)該是這樣的（圖 4.2.5）：

圖 4.2.5: 原理圖數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 PCB 編輯器中

封裝會(huì)一起附著在鼠標(biāo)光標(biāo)上（見(jiàn)上文 "1"）。您可以將光標(biāo)連同附著的封裝移動(dòng)到合適的位置，然后左鍵單擊將它們放入編輯器中。您還可以看到 "飛線"（ratsnet），這些線描述了封裝各個(gè)焊盤(pán)之間的網(wǎng)絡(luò)或連接。如果飛線太細(xì)，使用不方便，可以通過(guò) "偏好設(shè)置" 窗口增加其粗細(xì)。打開(kāi)偏好設(shè)置，在左側(cè)窗格中展開(kāi) "PCB 編輯器"，然后選擇 "編輯選項(xiàng)"。在窗格右側(cè)，查找 "飛線"區(qū)域，然后將飛線的粗細(xì)改為所需的值。我使用的是 "5"。

自 KiCad 7 起，改進(jìn)后的 "打包并移動(dòng)封裝" 功能使處理新的 PCB 中的封裝變得更容易，尤其是對(duì)于較密的 PCB 板。請(qǐng)閱讀本書(shū)末尾的專門(mén)章節(jié)，了解如何使用 KiCad 7 中改進(jìn)的 "打包并移動(dòng)封裝" 功能。PCB 編輯器提供了各種工具來(lái)幫助設(shè)計(jì)。在右側(cè)工具欄中，您可以使用上方（"2"）的按鈕來(lái)完成一些操作，例如在編輯器中添加額外的封裝（可以獨(dú)立于原理圖中定義的封裝）或繪制導(dǎo)線。您可以使用右側(cè)工具欄（"3"）中的按鈕，使用線、框和圓基元繪制圖形。您可以使用右側(cè)工具欄下部的按鈕（"4"）測(cè)量編輯器中任意兩點(diǎn)之間的距離。

您可以在外觀區(qū)域（"5"）中選擇要使用的圖層。大部分工作將在頂層、底層（"B.Cu"、"F.Cu"）、絲印層（"B.Silkscreen"、"F.Silkscreen"）和板框?qū)樱?Edge.Cuts"）中完成。選擇過(guò)濾器（"6"）允許您選擇光標(biāo)可以選中的設(shè)計(jì)對(duì)象。這在較密的 PCB 中特別有用，因?yàn)樵诿芏容^高的 PCB 設(shè)計(jì)中，有幾個(gè)對(duì)象會(huì)重疊在一起，這就給選擇特定的對(duì)象帶來(lái)了困難。例如，在底層絲印層中可能有一個(gè)絲印對(duì)象與頂層或底層中的導(dǎo)線重疊。如果沒(méi)有過(guò)濾器，KiCad 將不會(huì)知道當(dāng)你點(diǎn)擊其中一個(gè)重疊的對(duì)象時(shí)，你想選擇哪個(gè)對(duì)象，它將為你提供一個(gè)上下文菜單，你可以從中選擇一個(gè)。

在本書(shū)中，你將學(xué)習(xí)如何使用我上面介紹的功能（以及更多的功能）。在繼續(xù) PCB 設(shè)計(jì)工作流程的第二步之前，還有最后一件事要做，那就是進(jìn)行“頁(yè)面設(shè)置”。從文件菜單中選擇頁(yè)面設(shè)置（圖 4.2.6）:

圖 4.2.6: 打開(kāi)頁(yè)面設(shè)置窗口

在頁(yè)面設(shè)置窗口中，輸入一些有用的信息。輸入的信息將顯示在 PCB 頁(yè)面的標(biāo)題欄中（圖 4.2.7）：

圖 4.2.7: 頁(yè)面設(shè)置表單 (上)以及圖紙標(biāo)題欄信息 (下)

PCB 設(shè)計(jì)工作流程的第一步已經(jīng)完成。保存文件并繼續(xù)下一章的第二步，根據(jù)項(xiàng)目的幾何限制繪制 PCB 外框。

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