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嘉立创eda下载网站:https://lceda.cn/
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让我们新建一个工程

打开专业版客户端,完成注册后进入首页,在快速开始中选择新建工程

点击保存,打开刚才创建的工程会观察到左侧工作区是这样的:

在本软件的逻辑中,“工程”包含了“原理图”和“PCB”,在新建的工程中,名为schematic1的文件就是原理图,PCB1就是PCB。


什么是原理图和PCB

通俗来讲,原理图就是由拓扑图形组成的电路示意图,美观,一目了然,在图中能够快速传递你电路板的设计逻辑,电路连接关系,元器件的功能作用,例如下图为我设计的万用板原理图:

而将电路板转化为实物,显然不是原理图能够做到的,原理图的连接线是由网络来表示的,而在实际电路中,我们需要用导线来进行链接,元器件的具体长相(也就是封装),也与原理图中表示元器件的图形差异明显。而PCB就是根据原理图中的电路逻辑转化而来的现实中的电路板。下图就是对应原理图(上图)转换后的PCB设计图:

在现实世界中它大致长这个样子:

所以理解了原理图和PCB,大致就能明白我们生产一块电路板的具体流程如下

  • 绘制原理图
  • 根据原理图生成PCB
  • 将PCB生产稿递交工厂,让工厂生产PCB
  • 将生产好的PCB焊接上元器件

让我们放置第一个元器件

在下发的培训资料中有一个名为物料清单的表格,这个表格中记录着原理图pdf中每个元器件的具体封装、型号(一个元器件型号对应着多个封装,但在这里不多赘述,培训中会具体提到)

让我们找到表格中的最后一列——供应商编号。

供应商编号是每个元器件具体封装的唯一编号,使用这个编号就不会导致元器件的错用。

将编号进行复制,以C27834为例,在嘉立创eda中找到如下位置(或shift+F)

并搜索该编号

这个元器件就是我们要找的,点击放置

恭喜你,你已经成功放置了这个元器件,接下来就可以独立完成我们的作业了。对的,我没有开玩笑,就是这么简单。

如果你觉得还是有困难,那么我在多唠叨两句。

推荐你记住以下笔者推荐的快捷方式:

  • 导线的快捷方式为ALT+W
  • 快速旋转元器件的快捷方式为 空格
  • 快速延X轴、Y轴翻转快捷方式为 X、Y
  • 快速输入网络标签的快捷方式为 Tab

下图鼠标所指的区域叫做网络标签,你可以将它放置在两个断开的导线上,以表示他们俩其实是连接着的:

例如,以下两张图的电路逻辑是等价的:

第二张图通过网络标签进行连接,R1的右端和R2的左端等电位,他们俩互相连接。

下图的工具则表示VCC网络、GND网络等,一般用到的是前三个:

下图的非链接标识符表示这个地方不连接导线,这是较为规范的电路设计,可以告诉软件或者其他工程师你这个引脚没有连接到电路不是因为你忘记连了,而是它本来就不需要被链接。

其他的例如文字、框框在此就不过多赘述。


让我们绘制第一个PCB板

当你完成原理图的绘制后,你就可以点击这个按钮,嘉立创EDA会自动将你原理图的电路关系与元器件封装复刻到PCB中,当然,这只是一个开始,因为PCB中元器件如何摆放,导线如何连接,是你需要考虑的问题

PCB电路的放置和导线连接需要很多的经验积累才能做的比较美观,在此只提供几点思路:

  • 不要使用嘉立创的自动布线
  • 尽量避开垂直和锐角走线,下图为正确的范例:
  • 在遇到T字形电路时,使用泪滴走线加大接触角度
  • 遇到MOS等高发热元器件,可以增加多个打孔来增加PCB的散热能力
  • 在遇到电源线的顶板、底板双层走线时,多打几个过孔增大导线的载流能力
  • 电源线或电流较大区域,要增大导线的宽度,以提高载流能力

而根据我们的培训方案,以下为每一步实现的具体步骤:

元器件布局部分

绘制一个宽(60mm)、高(80mm)的矩形边框

在工具栏中选择框板

输入宽高数据

在右侧的属性中输入板框坐标,让板框贴合坐标原点,并修改圆角半径,以符合题目要求

安装孔TP1-TP4坐标位置

选择M3螺丝,在属性中修改坐标位置,使螺丝位置符合题目要求

按键位置、ESP-12F(ESP8266MOD)模组位置

同上

如果你不知道哪一个元器件是ESP-12F(ESP8266MOD),你可以在原理图中用鼠标左键单击ESP-12F,选中后再返回PCB,此时在PCB页面中,ESP-12F也会是被选中的状态

通用布局


布线设计

最小线宽、过孔尺寸

在“设计”中选择“设计规则”

在此处即可设定线宽和过孔尺寸为题目要求

丝印字体

选择元器件丝印,即可在右侧属性栏中修改对应属性,不多赘述


铺铜层

什么是铺铜

通俗来说,铺铜就是在一个覆盖了整个电路板的导线,当很多元器件的引脚都要接入同一网络时,布线往往非常复杂,而使用铺铜,就可以简化布线,并保持电路板的相对美观

但是,也因为铺铜层面积过大,一般铺铜层所代替的网络的电位应当趋于0,所以,一般铺铜层的网络都为GND

如何绘制

下图为未铺铜的PCB板,能观察到板上有蓝色飞线,是因为GND网络没有连接

工具栏中选择铺铜

将铺铜区域完全覆盖PCB,网络选择GND

顶层铺铜完毕后,再次对底层进行铺铜

观察到GND飞线消失


DRC检查

什么是DRC检查

DRC检查是非常重要的检测指标,它能够检测PCB电路板中是否存在短路、断路现象,连接错误、安全间距过窄等问题,如果你的电路板的DRC检查未通过,则会对你的PCB考核产生巨大影响,请务必确保提交的文件DRC检查能够通过

如果你已经足够熟练,能够确保电路板完全可用DRC未通过其实也不是不行,以我本人为例,在竞赛中使用的多块电路板DRC检查均有很多错误(我是故意设计的断路开关)。

但无论如何,不通过DRC检查的电路板设计并不规范,不足够正式,也不能保证其稳定性,不要养成我这样的坏习惯。

如何进行DRC检查

在工具栏中选择DRC

如果出现错误,则会在屏幕下方列出,例如下图有6个错误,而一块足够稳定的电路板,错误的数目应当是0个

点击“对象”,即可快速定位到错误位置,将这些错误进行修复吧!


生产属于你的第一块PCB

当你确保PCB文件没有问题后,在工具栏中选择“PCB下单”

在下单页面中进行下单,根据需要勾选增值服务

如果你是一个小白,且只想生产一块PCB,那么以下是参考结果

  • 确定生产稿 不需要
  • 出货方式 单板
  • 阻焊颜色 你喜欢那个颜色选哪个,绿的生产最快,其他颜色生产需要两天左右
  • 钢网和SMT贴片不需要
  • 不同交期不一起发货

你可以在以下网址中领取优惠券,每个月可以以完全免费的价格生产两块PCB
https://www.jlc.com/newOrder/#/collectCoupons?spm=PCB.OnlinePlaceOrder

免费券领取时选择1-4层喷锡EDA专用券

在这学期开学后我们发现原来每月稳定可以白嫖的两张券变成了可能一张都嫖不到,它引入了一个盲盒机制,只有抽到下面这张券的才能够免费进行打板

而如果不幸抽到下面的券,则不能免费打板,玩了一个文字游戏


以下是笔者大一时自己绘制和生产的第一块生产的PCB,无所谓你生产的第一块PCB究竟能不能跑,有没有什么意义——成为你的第一块电路板,就是它的意义。

现在想来,也感慨时光飞逝,大一的时光犹在眼前,现在却已经大三了,不久就要毕业了,我的大学过的值得吗?我也只得想着留下些什么,多做些什么。

截止至此本教程就已经完结了,感谢你能够耐心阅读本文,也很荣幸本文能够成为你电子设计之路上的第一篇指导博客,如果本文对你有帮助或者存在什么不足,欢迎评论留言告诉我,预祝你终有一日能成为电子设计大神!

与君共勉。