KiCad入门：免费开源PCB设计工具全解析

PCB很重要，几乎所有与硬件相关的工程师、学生都要做PCB设计，没有PCB设计工具是不行的；PCB设计工具很贵，貌似只有那些能正规交社保、公积金的公司才会买得起正版的工具软件使用。

盗版软件？不建议用，苏老师坚决反对不尊重知识产权、不尊重别人劳动的行为，全国人民都在开始付费买服务（音乐、视频、读书），我们这些做技术的精英更应该起到带头的作用，况且随着厂商对盗版打击力度的不断增加，盗版软件的生存空间会急剧萎缩，以后你都不好意思给别人说“我用盗版软件做的设计”了。

Windows太难用，很多工程师以及高校的学生已经开始使用Mac系统或Linux，可多数的PCB设计工具都是运行在Windows下的，只好在Mac上安装双系统，用起来特别麻烦。

那有没有功能强大、很好用、有Mac OS或Linux版本、永久可以免费使用、设计资源也非常丰富的PCB设计工具呢？

还真有一款，经过初步的试用，加上阅读了很多网上资深工程师的使用心得，苏老师隆重向行业的朋友推荐一款免费的、开源PCB设计工具KiCad，并分期向大家做详细的使用介绍，大家可以跟着我的节奏一步步了解这款软件。

今天就是这款软件的第一讲 - 关于KiCad的介绍

1. KiCad介绍

KiCad是一种免费、开源的EDA设计工具，它能够创建电路原理图并进行PCB布局布线，它具有一个集成化的开发环境，在其之下KiCad包含了如下几款非常精致、相互独立的软件工具。

注：此处的文件扩展名并不完整，只包含了KiCad支持的文件的子集，主要是用来初步理解每种KiCAD应用支持的文件类型。

Wikipedia上关于KiCad的简单介绍

KiCad这个工具已经很成熟，完全可以用来开发或维护比较复杂的电子电路设计。

下面我们简单看一下KiCad几个重要功能 - 原理图输入编辑工具Eeschema、PCB布局布线工具PCBnew和非常编辑的3D视图工具3D Viewer：

Eeschema：它的功能包括分层原理图，自定义元器件原理图符号库创建和ERC（电气规则检查）。 Eeschema中的原理图符号库与Pcbnew中的封装库非常松散地耦合，以方便重复使用封装和原理图符号（例如，单个0805封装可用于电容器、电阻器、电感器等）。

用KiCad设计的原理图

Pcbnew：Pcbnew可以支持多达32个铜层和32个技术层的绘制。这个工具所用到的尺寸都是以纳米（nm）精度存储在带符号的32位整数中，使理论最大PCB尺寸可以到2.14米。

KiCad有一个自带的自动布线器，用于基本的单连接。也可以使用外部的自动布线工具，例如Alfons Wirtz开发的基于Java的开源工具FreeRouting，Anthony Blake于2008年开发用于gEDA PCB的Toporouter是一款拓扑自动布线器，最初是由Google资助的开源项目，由Delorie指导，现在也可用于KiCad。

用KiCad设计的PCB板图

3D Viewer： 是KiCad的3D PCB查看功能，它基于VRML模型，可以导出板模型以进行CAD集成。

用KiCad的3D Viewer查看板子的3D视图

KiCad对板子的大小没有限制，很容易支持到32铜层的电路板，到最多14层技术层和最多4层附加层。它能够产生用于生产制造PCB板的所有必要文件：用于光绘的Gerber文件、钻孔文件、元器件定位文件等等。

KiCad是一个跨平台的程序，用具有wxWidgets的C++编写，可在FreeBSD，Linux，Microsoft Windows和Mac OS X上运行。许多元器件库都可用，用户可以添加自定义元器件，添加的时候可以按你正在设计的项目安装，也可以安装成“全局使用”，也就是任何项目设计的时候都可以直接调用。 还有一些工具可以帮助从其它EDA应用程序导入元器件，例如EAGLE，但貌似还不支持直接导入Altium Designer、OrCAD等工具的设计文件。 配置文件有明确记录的纯文本，这有助于连接到版本控制系统以及自动元器件生成脚本。

KiCad支持多种语言，包括中文。

相关的设计资源：

1. KiCad的官方网站：http://www.kicad-pcb.org/，从这个网站可以看到所有与KiCad的信息 - 软件下载、库下载、使用文档等
2. 简单的教程“一步步跟我学KiCad”：https://learn.sparkfun.com/tutorials/beginners-guide-to-kicad/all， 这是Sparkfun上的一篇针对KiCad初学者的文章
3. KiCad 5.0的官方库资源：原理图库 - https://kicad.github.io/symbols
4. KiCad 5.0的官方库资源：封装库 - https://kicad.github.io/footprints
5. KiCad 5.0的官方库资源：3D模型库 - https://kicad.github.io/packages3d
6. 第三方库资源： Samacsys - http://www.samacsys.com/kicad/
7. 第三方库资源：Ultralibrarian - https://www.ultralibrarian.com/solutions/cad-vendors/kicad-pcb-libraries

KiCad下载和安装 

KiCad 可以运行在GNU/Linux, Apple macOS以及Windows环境下. 你可以通过访问http://www.kicad-pcb.org/download/获取最新的介绍以及下载链接:

GNU/Linux环境下 KiCad的稳定版本可以在大多数发行版的软件包管理器中找到，如kicad和kicad-doc。 如果您的发行版未提供最新的稳定版本，请按照不稳定版本的说明进行操作，并选择、安装最新的稳定版本。

在Ubuntu下，安装不稳定、连夜发布的KiCad版本的最简单方法是通过PPA和Aptitude，在你的Terminal中键入以下内容：

• sudo add-apt-repository ppa:js-reynaud/ppa-kicad
• sudo aptitude update && sudo aptitude safe-upgrade
• sudo aptitude install kicad kicad-doc-en

或者，您可以下载并安装KiCad的预编译版本，或直接下载源代码，编译和安装KiCad。

苹果macOS环境下KiCad稳定版本的下载链接：http://downloads.kicad-pcb.org/osx/stable/

Windows环境下的稳定版本下载链接: http://downloads.kicad-pcb.org/windows/stable/

好了，今天的课程就先到这里，有兴趣学习的同学可以根据自己使用的操作系统，从网上下载相应的版本，安装、运行，简单的体验一下。我们明天的课程将讲述KiCad的设计流程。

我们的视频中也有KiCad系列相关课程，大家可以结合一起观看。

END

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