如何使用KiCAD画扩展板

Fri, 20 Nov 2020 16:24:28 +0800

使用过 Arduino 的朋友或多或少应该都见过 Arduino 那种直插的扩展板，不用排线不用焊接，只需排针排母上下对齐然后轻轻一推，就完成了模块化和集成化的完美结合。本文从自己制作的一个板子出发，基于 KiCAD 简单介绍一下扩展板的画法。

设计思路
第一步：画好内部电路
第二步：画直插引脚符号
第三步：将直插引脚符号导入并连接
第四步：画直插引脚封装
第五步：修改路径
第六步：分配封装
第七步：画 PCB
第八步：导出生产文件并打板

设计思路

首先需要确定自己是要制作什么扩展板，这里我是为了自己的项目设计了一个 stm32f103c8 的板子，功能就是做成一个最小系统板，所有的接口都单独引出。

第一步：画好内部电路

在Ultra找到需要的芯片的符号并下载，在导入后画出板子的内部电路。内部电路很简单，画出复位电路、供电电路、晶振时钟电路、冲击电流保护、开关显示电路。同时将 BOOT1 拉低，因为这块板子我不需要使用内置 SRAM 启动。

画好成果如下：

第二步：画直插引脚符号

因为要做成扩展板，那么很多时候直插引脚的结构往往就是相同的，如果每次使用的时候都要重新画一次直插引脚，那么很显然这会是很复杂麻烦的一件事，所以直接将其做成一个直插引脚符号会很省时省力。在我的设计里面，这个板子是一个六边形，然后每条边上有八个引脚，同时这八个引脚里面前两个始终为 GND 和 3V3，然后我画了如下的这样的符号，为了省时省力，在自认为不会犯错的情况下，我对每个引脚的设置都为 Passive。

第三步：将直插引脚符号导入并连接

画好符号后，就只需要将所需引脚连接起来即可，而后如果遇到其它的扩展板，也只需要将对应的引脚相互连接即可，这里我下拉了 BOOT0，如果需要让它上拉，只需要在外部电路连接 3V3 即可。

第四步：画直插引脚封装

和符号同理，这样设计之后就不需要每次都重新打孔，而且还要费心费力地去计算孔的位置，太麻烦，所以直接设计成封装。新建库、封装，通过计算找出所有孔的位置，然后挨个放孔、画边，最终结果如下，记住边框一定要用 Fab 层，这在后面的设计中很重要：

第五步：修改路径

为了使用这个扩展板的时候所有工程都可以用这个库，可以把库文件夹放在当前工程的上一级路径，然后点击首选项-管理封装库，找到刚才新建的库，对其路径进行修改为$(KIPRJMOD)/../库文件夹名，例如我的路径即为：

这里的/..可以理解为打开上一级目录，而$(KIPRJMOD)则表示当前工程路径，这样只要每次新建工程都放在和库同级路径下，即可保证该库的使用了。

第六步：分配封装

回到原理图界面，在标注完成且电器规则检查无误后即可分配封装了。

第七步：画 PCB

分配完封装就可以直接开始连线了，不过注意的是需要现在电路板设置界面关闭要求封装中定义外框，这里的外框其实指的是 Crt 层，这样的话我们使用 Fab 层作为外框就可以在不干扰 PCB 电气特性的情况下同时不受禁止外框重叠的管束，那么其它元件就可以放在我们的直插引脚封装里面了！剩下的就是排布和拉线即可。

第八步：导出生产文件并打板

注意控制我们的 PCB 在 10cm*10cm 之间，这样我们就可以使用嘉立创的 5 元打样优惠了。导出生产文件然后打样的过程网上有很多，我在这里就不详述了。

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