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今天大都督将为大家带来全新系列——初中生也能画的电路板,帮你一周内快速入门PCB设计,手把手教你从元器件库添加、电路原理图绘制、PCB布局设计到工厂打样生产,一整套流程完整制作出你人生中的第一块电路板,let’s go!
(1)PCB介绍与设计工具选择
PCB介绍:
PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
比如我们之前系列用的Arduino uno,就是电路板上焊上各种芯片和元器件,就成了我们手里的开发板。
(图片来源于网络,侵删)
如上,上面黄色的图就是电路的原理图,也就是我们初中八九年纪学到的电路知识,其实对于刚入门,我们初中所学的电路知识就完全够了,比如电路的组成(如电源、开关、用电器和导线)、电路的状态(如通路、开路和短路)、以及电流和电压的概念、串联和并联电路的特点。
大都督可从来不是标题党,所以放心学,你一定可以学会的,加油!
不过既然提到Arduino了,这里就多说一句:
其实想要自己DIY一块Arduino,基本的硬件电路就只需要电源,单片机、晶振电路、复位电路、下载电路就够了,所以一块Arduino开发板可以很大,比如像UNO,也可以很小,比如像 Pro Mini
其实它们本质都是一样的,甚至程序都是完全通用的。其实只是相似的电路设计,不同的PCB表现而已。
这就是PCB,即使是同样的电路,也会有各种千姿百态的PCB呈现,而设计出一个好用、稳定、安全的电路板,也就是我们学习PCB设计的目的之一啦。
为什么要学PCB设计,自己画电路板?
随着我们深入学习单片机嵌入式,所涉及的电路、元器件也会越来越复杂、越来越多。比如下面这些电路:
怎么样,是不是看着就头大?
这时候直接接线在开发板上显然不能满足我们的要求,就会出现以下问题:
- Arduino Uno的供电引脚不够
- 线太多了,很不美观
- 线太多了,很容易接错
这时候如果我们自己设计一个拓展板,直接插在Arduino Uno上就可以解决这些问题:
如下,这样每个元器件都有对应的接口,直接一一对应插上去就可以啦:
设计好后,直接将我们自己设计的拓展板插到Arduino UNO开发板上,效果就会很好,虽然连接的元器件很多,但是接线一目了然非常清晰:
这就是我们前期学PCB最主要的作用,让自己的电路接线更简洁。
没错,不需要复杂的电路知识,不需要麻烦的电气原理,从0到1的过程,本该如此简单。
所以在此特别声明,本系列课程最复杂的电路就是一个串联分压电路,唯一用到的电气元件就是个电阻,所有元器件都可以手焊上。只有很表面很肤浅的知识,只能帮你实现从0到1,想要更加深入的知识可以关注之后的系列。
设计工具选择:
常用的PCB设计工具有以下几种,其中最常用的就是AD也就是Altium Designer:
工具名称 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|
Altium Designer | 具有强大的设计功能,用户界面友好,集成度高 | 价格昂负,对初学者而言可能较为复杂 |
Eagle | 价格适中,拥有大量的库和社区支持 | 功能相对有限,适合小型项目 |
KiCad | 开源免费,不限板层,适合个人和教育用途 | 用户界面不如商业软件精致,学习曲线稍陡 |
OrCAD | 调试和仿真功能强大,适合复杂电路设计 | 价格较高,入门需要一定的时间学习 |
Proteus | 集电路设计、仿真以及PCB设计为一体,适合教学和多学科项目 | 面对非常复杂的项目时,性能可能受限 |
但这些软件都是外国的,不仅下载起来麻烦,学习起来也麻烦,不太适合初学者。 |
所以,大都督给大家推荐一个简单易学、而且是咱们国家自己的PCB设计工具——立创EDA。
立创EDA介绍:
这里必须吹一波,立创EDA真的非常简单,有多简单呢,大学时候大都督有门课要画电路板,大家都用AD画的,总共要上三天,大家光配AD环境,搞懂AD怎么用都花了整整一天,而那时候大都督用立创EDA画,一上午直接把大作业都做完了,虽然是因为我有一定基础,但也能反映立创EDA有多简单方便了。
再吹就有点像商业推广了,就比较客观地总结一下吧:
立创EDA(EasyEDA) 是一款在线及桌面端使用的电路设计软件,它主要面向电子工程师、教师、学生和电子爱好者,提供了电路图设计、PCB设计、电路仿真等功能。立创EDA通过简化的界面和操作,使得电路设计变得更加容易上手,且它支持中英文切换,极大地方便了中文用户。此外,立创EDA还提供了大量的元器件库供用户利用,这些元器件库是由立创EDA团队、用户以及制造商提供的,覆盖了常见的电子元件,极大地节省了设计者的时间。
立创EDA的几大特点包括:
- 云存储和协作:由于是在线工具,用户可以在任何地点、任何设备上访问其项目。同时还支持团队协作,实现数据和设计的共享。
- 免费使用:对于基本功能,立创EDA是完全免费的,这对于个人爱好者和教育使用者来说是一个很大的优势。虽然它也提供了高级功能的付费选项,但其基本功能已经足够强大。
- 一站式服务:立创EDA与立创商城紧密集成,用户可以在设计电路和PCB后直接在平台上进行原型打造和元器件购买,大大简化了从设计到实物制造的流程。
- 内置仿真工具:立创EDA提供了电路仿真工具,用户可以在设计环节对电路进行仿真测试,有助于及早发现和修正设计中的问题。
- 第三方库和封装丰富:拥有大量的第三方库与封装,很多都是非官方爱好者用爱发电做的封装和库,非常适合初学者学习和使用。
具体还有其他好用的地方,我们之后再说。
总而言之,接下来本系列的课程都会使用立创EDA进行PCB设计,大家一起加油学习吧!
今天的学习到这里就差不多啦。下节我们会学习如何使用立创EDA,并总结一些PCB常见术语,看到这里的你今天也辛苦啦٩(ˊᗜˋ)و✧。
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