**这是本文档旧的修订版!**
第15节:PCB编辑器功能介绍
我们前面讲过,构成一个PCB的主要元素:
- 首先是元器件,比如电阻、电容、集成电路等;
- 把这些元器件的管脚连接起来的连线(也被称为走线);
- 最终呈现为各种不同形状的、用玻璃纤维或类似材料制成的板;
- 在板子上印刷的各种形状的图案、用于标注信息的文字等;
- 大大小小的各种焊盘、过孔、安装孔
- 元器件、走线和文字/图形可能出现在板子的一个或两个表面上,走线也可以出现在许多层之间,夹在顶部和底部的层,以允许更复杂的电路。
我们使用KiCad中的PCB编辑器来设计包含所有这些元素的印刷电路板。虽然现在要设计的这个PCB非常简单,其实KiCad6的PCB编辑器可以设计出非常复杂、高密度、高速的PCB,比如下图中的树莓派计算模块CM4的扩展板就是用KiCad6设计的。
用KiCad设计的树莓派CM4 IO板
这节课程我们就先熟悉一下PCB编辑器的用户界面和主要功能。
回到KiCad主应用程序,单击右侧的PCB编辑器按钮,或点击左侧文件列表栏中的PCB文件,当然也可以通过菜单启动 - 点击“工具”,然后“运行PCB编辑器”,出现如下窗口:
PCB编辑器窗口
与原理图编辑器相比,PCB编辑器看起来稍微复杂一些,其实逻辑都是类似的,只是增加了一些在PCB中的特有属性。在这个阶段,我们先学习一下重要的功能,这样我们可以快速地设计PCB。
我们先看一下PCB编辑器的布局以及主要功能的按钮分布
1. 设置PCB编辑器的图纸
和使用原理图编辑器类似,在PCB编辑器中,我们也是在指定的板材区域内设计PCB,也可以编辑PCB的图纸模板。
PCB图纸页面设计
左侧图框的尺寸默认为A4,我们画的PCB板不会超过这个尺寸,不需要修改。
在窗口的右上方,可以看到加载图框布局描述“文件”的文本框,点击右侧的文件夹符号即可查找并选择创建好的模板。如果不更改图纸模板,可以忽略这个操作。
右侧下面为”工程图明细表”,可以像在原理图编辑器中一样填充表单:
PCB图框页面的标题栏信息
单击“确定”,会看到我们设定的文本出现在PCB编辑器图纸右下方的“标题栏”中(如下图)。
PCB图框页面的标题栏信息
PCB图纸使用网格来帮助我们将元器件放置到特定的、均匀间隔的位置上。我们可以通过顶部工具栏中的网格下拉小部件来控制网格的大小。
2. PCB编辑器工具栏和菜单
我们再看一下PCB编辑器中的工具栏和菜单,和原理图编辑器类似,围绕着中心绘图的区域,相应的工具栏、状态信息以及功能菜单分布在上下左右四周。
PCB编辑器窗口
左边的“开关”工具栏,包含了控制PCB的各种元素以及用户界面的可视化表示的功能。例如:
- 网格启用或关闭按钮
- * 将相对坐标系从“笛卡尔坐标”变换为“极坐标”;
- 度量单位选择按钮,我们可以在英寸、Mil和毫米之间进行选择,在原理图编辑器中这个选择不重要,但在PCB编辑器中,这个选择则经常使用,我们习惯于用mm来度量板子的实际尺寸,而元器件管脚之间的距离往往使用mil来度量更方便;
- 改变光标的形状
- 打开或关闭显示飞线
- 显示的飞线使用直线还是用曲线表示;
- 非活动图层的显示方式 - 正常显示还是暗黑显示
- 切换网络高亮
- 覆铜的显示方式选择
- 是否用轮廓方式显示 - 焊盘、过孔以及走线
- 外观管理器显示还是关闭
右边的“操作”工具栏,包含编辑工作表内容所需的主要功能。在这里,我们可以找到用于在工作表上添加新封装、新布线和过孔、文本或图形的按钮。
右边工具栏旁边是图层管理器,我们可以通过点击左边“开关”工具栏的图层按钮来隐藏它,如果我们用的显示器分辨率较低,又想最大化工作表中的可用空间,图层管理器可以让我们选择下一步要工作的面板层。例如,如果你想在顶层的图层上工作,可以点击“fcu”选项来选择它。如果你想处理后面的图层,你可以点击“B.cu”选项。
在PCB编辑窗口的顶部有三组功能、两个工具栏和下拉菜单。尺寸工具栏允许我们选择走线、过孔和网格的大小。 顶部工具栏包含几组按钮,它们包含了PCB布局布线的主要功能。这些功能允许我们将布局保存到磁盘,打印到纸上或生成PCB制造商支持的格式,选择一个层继续工作,导入一个网表,等等
最上面是主功能工具栏,有以下功能:
- 将工作保存到文件中
- 在纸上打印布局
- 将其导出用于生产
- 执行“设计规则检查”(又叫DRC,相当于原理图编辑器中的电气规则检查)
最后,在PCB编辑器用户界面的最顶端,我们有一个下拉菜单。许多可以通过工具栏按钮使用的功能也可以通过菜单使用,当然还有快捷键。但是有几个功能只能通过菜单来使用。一个例子是“首选项”菜单,其中的内容只能通过它来使用。
对这些按钮和功能的了解的最好方式,就是在我们项目的实际操作中深刻体会,下一节视频,我们就具体讲一下如何在这个编辑其中加载元器件的封装并将他们放置在合适的位置上。