**这是本文档旧的修订版!**
第13节:对原理图进行电气规则检查(ERC)
在前面的几节中我们完成了原理图的绘制,并给每个元器件分配了标号,但在我们将原理图发送给相关的人员进行Review、或正式生成网表做PCB的布局布线之前,我们还需要认真检查一下,原理图设计中是否有什么错误,一个不起眼的小问题,有可能会导致你后面的所有工作都白费,影响到项目的进度,甚至整个产品在市场上的竞争力。
一种检查方式就是翻来覆去多看几遍,我以前做工程项目设计的时候都是将原理图打印到纸上,对照元器件的数据手册、参考电路一遍遍检查,以确保不会有任何设计上的问题,但自己设计的图上出现的错误很多时候自己很难看出来,对于新手来讲,由于工具还不熟悉,自己认为正确的连接,但可能实际上是不正确的,KiCad针对原理图的设计提供了一个称之为电气规则检查(ERC)的工具帮助我们检查一部分不符合某些规则的错误或风险。
从电学的观点来看,我们这张简单的原理图是没问题的,所有的电线似乎都连接正确,电源端口看起来也连接正确。在一个小的示意图中,像我们目前正在做的,不会出什么差错。但当我们开始研究更大、更复杂的电路时(我们很快就会讲到),出错的风险就会增加。在正式使用PCB布局编辑器之前,我们能够识别和纠正任何错误是至关重要的,这也是电气规则检查(ERC)功能的目的。
1. 如何进行ERC?
现在让我们继续尝试,在我们简单的LED和电阻电路中。
从顶上导航栏菜单 - “检查”中选择“电气规则检查ERC”按钮:
从菜单执行ERC
从菜单执行ERC
ERC窗口
ERC的条目
运行ERC结束,得到下面的信息,显示有两个错误,并以红色箭头标注在出现错误的地方:
执行ERC的结果
将鼠标移到用红色箭头标注的地方,在屏幕左下角会显示出错误的详细信息:
ERC信息显示
ERC检查器返回了同一个错误的两个实例:输入电源引脚不受任何输出电源引脚驱动
这个错误的意思是 - 电路没有电源。它“知道”每个电路都需要一个电源才能运行,但在这个电路的情况下,它找不到电源。即使我们有一个VCC和GND符号,这些必须明确标记为电源,以满足ERC规则。虽然对于刚接触PCB设计的人来说不是很直观,但如果你仔细想想,它还是有意义的。
一般来说,电路包含传递信号(如来自模拟传感器的电压)和电源(如来自电池的电流)的导线。KiCad需要能够将两者区分开来,作为设计师,我们有责任明确地标记示意图。
这是一个常见的KiCad ERC错误。电源端口符号设置为需要电源输出引脚,例如电压调节器的输出,在同一网络上;否则KiCad认为网络是未被驱动的。对于我们自己来说,很明显可以看出,VCC和GND由电池驱动,但有必要在原理图中明确表明告诉KiCad。 电源符号库中有一个特殊的PWR_FLAG符号,用于通过告诉KiCad实际驱动网络来解决此问题。将此符号添加到VCC和GND网并重新运行ERC。
让我们进入原理图,将光标放在5V符号附近,并键入“A”键,这样我们就可以添加一个新符号。符号选择器将出现(图8.42)。在过滤器中输入'pwr',以更快地得到我们正在寻找的东西。PWR_FLAG符号在'power'库中。
当ERC通过没有任何违规行为的情况时,该原理图已完成。
我们现在拥有的是与以前完全相同的符号(LED、电阻、GND和VCC符号)的电路。但是现在,我们已经明确告诉KiCad, LED和GND之间的网,以及电阻和5V之间的网传递功率。PWR_FLAG符号不是“真实的”,在某种意义上,它们没有将出现在我们的PCB中的封装。可以将它们视为为KiCad提供操作所需信息的标记或说明。
总结一下啊: KiCad的电气规则检查器(ERC)无法确保原理图中的设计都准确无误,但它可以检查一些常见的连接问题,比如未连接引脚、两个电源输出短路,或者电源输入,或者无法通过任何通电的电源输入。它还检查其它一些错误,如没有注释的符号和网格标签中的拼写错误。
要查看电气规则的完整列表并调整其严重性,可以转到“原理图设置”→“电气规则”→“违规严重程度”。
上一节:第12节:批注原理图中的元件