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--- make_pcb_with_kicad [2021/07/09 11:23]
gongyusu
+++ make_pcb_with_kicad [2021/07/09 13:38] (当前版本)
gongyusu
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 ## 使用KiCad设计PCB
-### 要点
+### 教程撰写的要点
   - 安装和配置KiCad
   - 体验KiCad的屏幕并创建一个原理图和PCB板图
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   - 学习进阶技能，将你的设计升华到另一个层次
-### 大纲
+### 1 简介
-#### 简介
+#### 印刷电路板PCB
-##### 印刷电路板PCB
+#### 表面贴装和穿孔器件
-##### 表面贴装和穿孔器件
+#### 原型板
-##### 原型板
   - 面包板
   - 洞洞板
-##### 1 安装KiCad
+#### 1 下载并安装KiCad
+  - KiCad的版本及下载链接
   - Windows下的安装
   - Mac下的安装
   - Linux下的安装
-##### 第一次运行
+#### 第一次运行
-##### 加载一个案例工程
+#### 加载一个示例工程
-##### 安装第三方软件
+#### 安装第三方软件
   - 安装Adafruit和Sparkfun的库
   - 安装SParkfun的设计规则
   - 下载本书的案例
-##### 总结
+#### 总结
-#### 2 快速熟悉
+### 2 快速熟悉
-##### 创建一个项目
+#### 创建一个项目
-##### 绘制原理图
+#### 绘制原理图
   - 添加一个元器件
   - 将它们连在一起
-##### 电气规则检查ERC
+#### 电气规则检查ERC
-##### 布板
+#### 布板
   - 将元器件放置在板上
   - 调整板子的尺寸
   - 布线
-##### 总结
+#### 总结
-#### 3 元器件和库
+### 3 元器件和库
-##### 美标和欧标的符号
-##### 电阻
+#### 美标和欧标的符号
+#### 电阻
   * 穿孔电阻
   * SMD电阻
-##### 电容
+#### 电容
   * 穿孔电容
   * SMD电容
-##### 晶体管和二极管
+#### 晶体管和二极管
   * 穿孔晶体管
   * SMD晶体管和二极管
-##### 集成电路
+#### 集成电路
   * 穿孔IC
   * SMD IC
-##### 连接器
-##### 其它元器件
-##### 购买元器件
-##### 纸制PCB
-##### 总结
-#### 4 编辑原理图
+#### 连接器
-##### 原理图编辑器剖析
-##### 命令工具栏
+#### 其它元器件
+#### 购买元器件
+#### 纸制PCB
+#### 总结
+### 4 编辑原理图
+#### 原理图编辑器剖析
+#### 命令工具栏
   * 公共命令
   * 其它命令
-##### 网络标号
-##### 总线
+#### 网络标号
-##### Worked案例
+#### 总线
+#### Worked案例
   - 启动一个原理图
   - 添加一个元器件
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   - 分配一个网络类别
   - 运行ERC
-##### 总结
-#### 5 PCB布局布线
+#### 总结
+### 5 PCB布局布线
+#### 实验
+#### 层
+#### 公共工具栏
+  - 公共工具栏
+  - 其它工具栏
+#### 网格
+#### 声音表布局（穿孔）
+##### 从原理图创建一个板
+##### 决定板子的大小
+##### 调整元器件的位置和方向
+##### 添加安装孔
+##### 获得一些设计规则
+##### 运行自动布线
+##### 微调结果
+##### 运行设计规则检查
+##### 丝印层上的文字
+##### 添加文字到背面
+#### 声音表的布局（SMD）
+##### 创建一个新的原理图和板
+##### 在原理图上交换器件的parts
+##### 调整正板子的大小并规整化
+#### 手工布局
+#### 总结
+### 6 印刷电路板加工
+#### Gerber文件
+#### 生成Gerber文件
+#### 加载Gerber View查看生成的Gerber文件
+#### 提交Gerber文件到制板厂
+#### 遵守指令
+#### 光刻
+#### 切割
+#### 总结
+### 7 焊接
+#### 工具
+##### 通用工具
+##### 用于表面贴装的工具
+#### 焊接穿孔电路板
+#### SMD的手工焊接
+##### 焊接2-3个管脚的元器件
+##### 焊接IC封装
+#### SMT的热风枪焊接
+##### 焊接2-3个管脚的元器件
+##### 焊接IC封装
+##### 处理有隐蔽连接的封装
+#### 用回流炉焊接
+##### 准备工作
+##### 上锡膏
+##### 安装器件在板子上
+##### 烘烤板子
+#### 总结
+### 8 案例1：设计一个Arduino的扩展板
+#### 关于Arduino
+#### Arduino外设的设计
+#### Arduino R3外设的模版
+#### 一个四位LED的案例
+##### 原理图
+##### PCB布局布线
+#### 加工
+#### 总结
+### 9 案例2：一个树莓派扩展板
+#### 设计考虑
+#### 原理图
+#### 板子
+##### 电源部分的布局布线
+##### 电源和电机走线的布线考虑
+#### 总结
+### 10 命令、脚本
+### 11 创建库和元器件
+#### 创建一个库
+#### 从其它库中复制一个器件
+#### 元器件编辑
+#### 器件、符号和封装
+#### 编辑一个器件
+#### 创建一个新的器件
+##### 创建一个封装
+##### 创建一个符号
+##### 创建一个器件
+#### 总结
+### 12 PCB设计要点
+#### 工作座右铭
+#### 开始前知道你要什么
+#### 实际点
+#### 要知道每层的含义
+#### 美观
+#### 规范
+#### 安装
+#### 角度
+#### 连接
+#### 改变方向
+#### 重新放置器件
+#### 收缩
+#### 设计规则检查DRC
+#### 英制还是公制
+#### 0欧姆电阻的使用
+#### 记住，不是所有的板子第一次都能工作
+#### 总结
+### 13 设计不同形状的PCB
+#### 不是所有的板子都是长方形或正方形的
+##### 圆角
+##### 复合的形状
+#### 内部挖槽、割板
+#### 真正的双面板
+#### 拼板
+#### 总结
+### 14 高级PCB设计技巧
+#### 地平面以外
+##### 电源平面
+##### 散热
+#### 混合网格
+#### 定制化的图案
+#### 自动元器件放置
+#### 板子还是模块？
+#### 总结
+### 15 从供应商处获得更好
+#### 铜的厚度
+#### 板厚
+#### 板材
+#### 表面处理
+#### 板子、阻焊、丝印颜色
+#### 附加服务
+#### 总结
+### 附录A 设计资源
+#### 官方文档
+#### 论坛
+#### 教程
+#### 获取库的渠道
+#### 众筹网站
+  * [Kickstarter](https://www.kickstarter.com) - 号称是全球最大的众筹网站，能够帮助很多新创意迅速获得全球性的曝光，并能够通过众筹的方式测试市场的反应，因此在这个网站上的项目都具有很高的参考价值，我们不仅可以看其创意、构成，也可以看市场对每个产品创意的反响；
+  * [Crowdsupply](https://www.crowdsupply.com) - 一家新的众筹网站（成立于2012年），号称其众筹的成功率是Kickstarter和Indiegogo的两倍以上；上面的产品不是很多，但比较专业，会广受工程师的喜爱，大名鼎鼎的SiFive板子就通过这个网站进行了众筹发布；
+  * [Indiegogo](https://www.indiegogo.com) - 比较老牌的众筹网站，创办于2008年，每个月有1500万访问用户，现在跟著名的分销商Arrow深度合作；
+#### 元器件数据手册查询
+  * [DataSheet5](http://www.datasheet5.com), 与非网旗下的数据手册网站，汇聚了全球3000多家半导体原厂的上亿颗元器件的技术参数和PDF数据手册
+  * [EasyDatasheet](http://easydatasheet.cn)，矽搜网络旗下的数据手册网站，汇聚了海量的元器件技术资料和贸易商的货源信息
+  * [DatasheetArchive](http://www.datasheetarchive.com)，号称全球最大的元器件免费资源网站，汇聚了5亿个器件型号、12000家半导体厂商3.5亿个元器件的技术参数和数据手册
+  * [AllDatasheet](http://www.alldatasheet.com)，比较历史悠久的数据手册网站，韩国的一家公司做的
+  * [Octopart](https://octopart.com), 知名PCB工具厂商Altium旗下的元器件信息查询网站
+#### 元器件库下载网站
+  * [UltraLibrarian](http://www.ultralibrarian.com), 该网站已经汇聚了400个元器件原厂的主流元器件，能够支持20多种CAD软件的格式输出，个人用户直接注册就可以查询、下载，对于企业用户每年收费500美元，也可以在Digikey官网上进行操作。
+  * [SnapEDA](https://www.snapeda.com/), 该网站已经汇集了2500家元器件原厂的原理图库、封装库信息，其3D模型是收费的。
+  * [Samacsys](https://www.samacsys.com) 英国的一家做库的网站，跟Zuken、Mentor、Findchips有合作，已经被SupplyFrame收购，SupplyFrame也已经成为西门子旗下的公司。
+  * [GrabCAD](http://www.grabcad.com/)，非常有用的3D模型分享、下载网站。
+  * [3dcontentcentral](http://www.3dcontentcentral.com/)，是由网友上传分享的一个3D模型网站，质量需要注意，但可以供参考。
+#### 板卡及外设
+  * [Adafruit industries](https://www.adafruit.com) -  由MIT的女学生Limor Fried于2005年在其宿舍里创办的开源硬件公司，该公司设计和制造很多产品、模块、工具等，2014年的年收入已经达到3300万美元；
+  * [Sparkfun](https://www.sparkfun.com), 这也是一个大学生在2003年创办的开源硬件平台，现已经成为150多个员工的公司，其网上商店销售各种创客、开源硬件相关的产品、模块，帮助这些人群快速构建各种原型产品；
+  * [Seeed Studio](https://www.seeedstudio.com) - 虽然网站界面全英文，但这是一家中国公司，在深圳，做的非常好，立足深圳的加工配套优势，面向全球的市场，为国内的创业团队、创客提供全方位的服务，帮助他们将创意做成产品并推向市场；在其网站上也能看到很多流行的开发平台、配套模块等；
+  * [Tindie](https://www.tindie.com) - 这也是SupplyFrame旗下的一个帮助创客制作、销售产品的C2C网站；
+#### PCB/PCBA制造生产
+  * 深圳[兴森快捷](http://www.chinafastprint.com/)，高端PCB加工及PCBA，上市公司
+  * 深圳[博敏电子](http://www.bominelec.com)，PCB加工及PCBA
+  * 深圳[嘉立创](https://www.jlc.com/)，快板加工
+  * 杭州[捷配](https://www.jiepei.com/)，快板加工
+  * 深圳[捷多邦](https://www.jdbpcb.com/)，快板加工
+  * 深圳[华秋电路|“原华强PCB”](http://www.hqpcb.com)，快板加工
+  * 深圳[SeeedStudio](http://www.seeedstudio.com)，快板加工，主要定位海外创客市场
+  * 苏州[欧朗](http://www.eolane.cn/zh/index.html)，法国在苏州投资的加工企业
+  * 苏州[易德龙](http://www.etron.cn)，苏州上市企业，服务物联网领域的大企业
+  * 瑞典[NCAB](https://www.ncabgroup.com)，全球著名的PCB服务企业，自己没有加工厂，但针对海内外大客户提供高质量的加工保障
+#### 重量级厂商
+##### 传感器
+  * [盛思锐](https://www.sensirion.com/cn/)，温湿度传感器很出名
+  * [意法半导体](https://www.st.com/)，处理器很厉害，传感器也很强
+  * [微芯电子](http://www.microchip.com)，经过几轮收购MCU产品线越来越强，触摸传感器也很厉害
+  * [芯科科技](https://cn.silabs.com/)，技术很强的模拟器件公司，最近几年聚焦物联网应用
+  * [TDK/Invensense](https://invensense.tdk.com/)， 主要产品MPU6050
+  * [意法半导体ST](https://www.st.com/)，在汽车、工业功率控制、电源管理、传感器解决方案和物联网(IoT)安全等领域提供了全面的半导体设计
+##### 模拟/电源厂商
+  * [亚德诺ADI/凌力尔特Linear Technology](http://www.anlog.com)，模拟器件从低频到微波短最强，ADC、DAC、SDR、电源都是业界的领头羊
+  * [美信Maxim](http://www.maximintegrated.com/cn)，产品线很全，在中国家喻户晓
+  * [德州仪器TI](http://www.ti.com.cn)，全球半导体行业的龙头企业
+  * [安森美OnSemi](http://www.onsemi.com)，老牌半导体帝国Motorola分出来的模拟器件公司
+  * [意法半导体ST](https://www.st.com/)，MCU很知名的公司，其模拟器件也有悠久的历史
+  * [英飞凌Infineon（收购Cypress）](https://www.infineon.cn/) ，德国血统，可靠，产品线也很全
+  * [恩智浦NXP](https://www.nxp.com.cn/)，老飞利浦的血缘，继承了飞利浦的半导体产品线，并掉了飞思卡尔
+  * [Power Integration](http://www.powerint.cn/)， 主要产品 高压电源转换系统
+  * [MPS](https://www.monolithicpower.cn/cn/)，主要产品 各种电源变换器件及模块
+  * [瑞萨电子](https://www2.renesas.cn/cn/zh)，日系企业，曾收购了美国的Intersil
-#### 6 印刷电路板加工
+##### 模数/数模转换器件
+  * [亚德诺ADI](http://www.analog.com)，我心目中这个领域的老大
+  * [德州仪器TI](http://www.ti.com.cn) ，我心目中这个领域的老二
+  * [美信Maxim](https://www.maximintegrated.com/cn)，有几款物美价廉的器件
+  * [瑞萨电子](https://www2.renesas.cn/cn/zh)，日系企业，曾收购了美国的Intersil
-#### 7 焊接
+##### 数字逻辑/数字信号处理
+  * 主要的厂商
+    * [赛灵思Xilinx](http://www.xilinx.com)，主要产品Spartan、Artix、Kintex、Virtex、ZYNQ系列FPGA
+    * [Intel/Altera](https://www.intel.cn/)，主要产品：MAX PLD/FPGA（内置Flash）、Cyclone、Arria、Stratix系列FPGA
+    * [莱迪思Lattice](http://www.latticesemi.com)，主要产品ICE、MACH（内置Flash）、CrossLink（视频连接）
+    * [微芯Microchip/Microsemi](http://www.microsemi.com)，主要产品：反绒丝FPGA、Risc V
+    * [思得普科技StepFPGA](http://www.stepfpga.com)，主要产品 小脚丫FPGA模块
+  * 相关资源类网站, 参见[[fpgaresource|FPGA应用相关的资源网站]]
+    * [StepFPGA](http://stepfpga.com/doc)，你可以不知道Lattice，但不能不知道小脚丫
+    * [Zedboard](http://www.zedboard.org)，来源于Zynq，基于Zynq的技术社区
+    * [Digilent](http://www.digilentinc.com)，背靠Xilinx起价的学院派公司，先委身于NI变得更高贵起来
+    * [nandland](https://www.nandland.com)，有不少有意思的项目和教程
+    * [fpga4fun](https://www.fpga4fun.com)，偶然发现的网站，里面有不错的通俗教程和案例
+      * [[FPGA4FUN上的基础项目]]
+      * [[FPGA4FUN上的接口项目]]
+      * [[FPGA4FUN上的高阶项目]]
+    * [fpga4students](https://www.fpga4student.com)，虽然说针对学生学习FPGA的网站，但工程师也可以用啊
+      * [[fpga4students上FPGA相关的项目]]
+      * [[fpga4students上用Verilog写的项目]]
+      * [[fpga4students上用VHDL写的项目]]
+    * [opencores](http://opencores.org)，曾经业界大名鼎鼎的开源代码分享网站，貌似好久都没更新了，估计是受Github的影响吧
+      * [[Arithmetic OpenCore]]
+      * [[Prototype board OpenCore]]
+      * [[communicationcontroller OpenCore]]
+      * [[coprocessor OpenCore]]
+      * [[crypto OpenCore]]
+      * [[dsp OpenCore]]
+      * [[ecc OpenCore]]
+      * [[Library OpenCore]]
+      * [[memory OpenCore]]
+      * [[other OpenCore]]
+      * [[processor OpenCore]]
+      * [[System on Chip OpenCore]]
+      * [[System on Module OpenCore]]
+      * [[System controller OpenCore]]
+      * [[Testing / Verification OpenCore]]
+      * [[video controller OpenCore]]
+      * [[Uncategorized OpenCore]]
-#### 8 案例1：一个Arduino的扩展板
-#### 9 案例2：一个树莓派扩展板
-#### 10 命令、脚本
+#### 控制器/处理器
+  * 主要的厂商
+    * [意法半导体ST](http://www.st.com)和www.stmcu.org，STM32
+    * [恩智浦NXP](https://www.nxp.com.cn/)，主要产品 LPC
+    * [微芯Microchip](http://www.microchip.com) ，主要产品 AVR、8051、MIPS
+    * [英飞凌Infineon](https://www.intel.cn/)
+    * [瑞萨Renesas](https://www2.renesas.cn/cn/zh.html)
+    * [赛普拉斯Cypress（被英飞凌收购）](http://www.cypress.com)，PSOC
+    * [芯科科技Silicon Labs](http://www.silabs.com)
+    * [兆易创新GigaDevices](http://www.gigadevice.com)，主要产品Flash存储器、M3/M4处理器
-#### 11 创建库和元器件
+  * 技术交流网站
+    * [STM32工程师社区](https://www.stmcu.org.cn/)
+    * [NXP工程师社区](http://www.nxpic.org)
+    * [英飞凌工程师社区](https://www.infineon-autoeco.com/Home/Index)
+    * [罗姆技术社区](https://rohm.eefocus.com/)
-#### 12 PCB设计要点
+##### 连接/网络
+  * [乐鑫信息](http://www.espressif.com)，主要产品ESP8266、ESP32
+  * [飞特蒂亚FTDI](http://www.ftdichip.com)，主要产品 FT232、FT2232
+  * [高通Qualcomm](http://www.qualcomm.cn)，主要产品WiFi
+  * [赛普拉斯Cypress](http://www.cypress.com)，主要产品WiFi、蓝牙、BLE、USB
+  * [意法半导体ST](http://www.st.com)
+  * [Particle](http://www.particle.io)，主要产品 用于物联网的Wifi、3G模块
-#### 13 设计不同形状的PCB
+##### 测试测量工具
+  * [是德科技Keysight](http://www.keysight.com)，原来的HP、安捷伦，测试测量行业的鼻祖
+  * [泰克Tektronix](http://www.tek.com)
+  * [恩艾NI](http://www.ni.com)，虚拟仪器行业的领军企业
+  * [普源精电Rigol](http://www.rigol.com)，本土做得最国际化的测试测量仪器厂商
-#### 14 高级PCB设计技巧
+##### 设计工具（PCB/FPGA）
+  * [奥腾Altium](http://www.altium.com)：主要产品Altium Designer，家喻户晓的设计工具
+  * [铿腾电子Cadence](http://www.cadence.com)： 主要产品OrCad、Allegro
+  * [明导Mentor](http://www.mentor.com)： 主要产品PADS、Valor、Xpedition
+  * [新思Synopsys](http://www.synopsys.com)：主要产品Synplify
+  * [Autodesk](https://www.autodesk.com/products/eagle/overview)
+  * [Mathworks](http://www.mathworks.cn)：主要产品MATLAB、Simulink
+  * [[KiCad]]开源，免费的PCB设计工具，在本网站有详细的文章介绍
-#### 15 从供应商处获得更好
+##### 元器件采购
+  * [得捷电子Digikey](http://www.digikey.cn)，全球知名的现货分销商
+  * [贸泽电子Mouser](http://www.mouser.cn)，全球知名的现货分销商
+  * [e络盟E14](http://cn.element14.com)，Avnet旗下的现货分销商
+  * [欧时电子RS Components](http://www.rsonline.cn) ，电子元器件以及配件现货分销商
+  * [艾睿电子Arrow](http://www.arrow.com)，全球知名的元器件授权分销商
+  * [安富利Avnet](http://www.avnet.com)，全球知名的元器件授权分销商
+  * [富昌电子Future](http://www.futureelectronics.cn)，全球知名的元器件授权分销商
+  * [买芯片Bom2buy](https://www.bom2buy.com)，基于大数据的一站式现货采购服务平台
+  * [Findchips](https://www.findchips.com)，全球最大的元器件交易比较网站
+  * [ICEasy](http://www.iceasy.com),中电港旗下的电商平台
-#### 附录A 设计资源
+### 附录B KiCad的层
+#### 布局布线编辑器中的层
+#### 原理图编辑器中的层
-#### 附录B KiCad的层
-#### 附录C 脚本/插件
+### 附录C 脚本/插件
-#### 附录D 线宽和电流的关系表
+### 附录D 线宽和电流的关系表