这一节我们来看一下PCB是如何设计出来的? KiCad6这个工具在整个流程中是如何使用的。

我们先看一下这个图，这是一个PCB从概念到变成能工作的实物的完整过程，每个环节必不可少。

有一些环节虽然是由生产厂商来做，比如DFM、生产，但我们也有必要了解一下他们的流程以及要求，这样我们的设计才更有针对性，设计出来的PCB才具有可制造性。

用KiCad工具能做的事情就是这么几个部分 - 绘制原理图、PCB布局、布线、构建以及管理元器件库、输出Gerber文件，但前提是我们必须有一个靠谱的方案设计，如果方案不合理，没做好，所有的设计都没有意义。

我们在设计的过程中要用电气规则、设计规则来检查板子的设计有没有风险和错误，而这些规则需要我们有比较好的电子电路、电磁场理论的基础以及与生产制造相关的工艺了解；

拿到板子以后的焊接、安装、调试乃至备料有的是我们自己来做，有的可能是由其他同事来做，但我们要让这个过程尽可能少出错、这就需要我们的设计充分考虑到原理图中的可阅读性、设计的规范化以及文档的正确、完备等等。

因此PCB设计不仅仅是会使用工具，不仅仅是你操作得多快，KiCad只是一个帮你实现目标的工具，用好它的前提是你要对要做的事情有较好的规划、设计要规范、严谨。

我们再来具体看一下KiCad在整个PCB设计过程中的作用以及它的操作步骤。

当我们将上述的通用流程引入KiCAD时，可以用这个流程图来表示。

我们先做“原理图设计” - 根据项目的要求，基于我们的电路设计知识，用抽象的元器件符号构建一个能够工作的电气原理图，这种图类似我们模拟电路、数字电路书本上的一些电路图，但区别在于我们用到了具体的器件，指定了器件上的每一个管脚跟其他器件的管脚是如何连接的。这一部分是硬件设计的核心，因为它决定了最终产品的功能、性能、功耗、成本等。修改其中一个管脚的连接，会导致后面整个流程的重新来过。

我们最终需要的不是一个抽象的原理图，而是能够生产加工制造的、安装上元器件才能够工作的板图，这就需要我们基于绘制好的原理图，在1:1的图纸上将1:1的元器件封装摆放好，并将他们连接起来，就像我们造房子一样。这个过程叫PCB布局、布线。

从抽象的原理图到具体的器件布局、器件管脚之间的布线，需要一个从抽象到具体，也就是映射封装的过程。

在原理图设计以及映射封装的过程中，我们用到的元器件有的在KiCad的库中已经存在，比如一些通用性较强的器件，电阻、电容、运算放大器、STM32微控制器等，我们可以直接调出来使用，但很多新的器件需要我们自己构建，我们会用到符号编辑器来创建新的符号并对所有的符号库进行管理；会用到“封装编辑器”来生成新的封装，并对所有的封装库进行管理。符号编辑器和封装编辑器是为原理图设计和PCB布局布线服务的、为这两个过程提供基础的素材。

定期进行电气规则检查和设计规则检查有助于及早发现设计中存在的潜在问题。原理图编辑器和PCB编辑器都具有用于此目的的内置检查工具，以助于生产PCB的时候降低设计或电气缺陷的风险。

完成PCB的布局和布线工作后，就可以做最后一步 - 提交生产文件去加工PCB。在这一步我们要确保导出的PCB信息的格式与我们制板的制造商的要求是兼容的。所有生产厂商都能接受的一种文件格式叫“Gerber”格式，它是一种行业标准。实际上Gerber文件包含多个相关文件，PCB上的每一层都有一个Gerber文件，并包含制造工厂制造PCB所需的指令。

我们下一节就来看一下到哪里去加工PCB，需要给加工厂提供什么文件。