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从零开始画电路图：手把手带你完成人生第一张PCB原理图

你有没有过这样的经历？看着别人画的密密麻麻却井然有序的电路图，心里既羡慕又发怵：“这得学多久才能上手？”
别担心。每一个硬件工程师，都是从“怎么放一个电阻”开始的。

今天，我们就抛开那些复杂的术语堆砌和模板化结构，用最真实、最接地气的方式，带你一步步完成你人生中第一张真正可用的PCB原理图。不讲空话，只讲实战——就像一位老工程师坐在你旁边，一边敲键盘一边告诉你：“这个地方要注意。”

为什么先学原理图？因为它才是电路的“灵魂”

很多人以为画PCB就是拖元件、连线条，其实大错特错。
真正的设计，是从原理图开始的。

你可以把PCB Layout（布局布线）看作是“盖房子”，而原理图，就是这张房子的“建筑蓝图”。它不关心走线多长、焊盘多大，但它必须准确表达：

• 每个元器件是谁？
• 它们是怎么连接的？
• 电源怎么来？信号往哪走？

如果你在蓝图阶段就搞错了逻辑关系，哪怕后面Layout做得再漂亮，做出来的板子也只会是一块废铜烂铁。

所以，学会画原理图，不是为了软件操作熟练，而是为了建立正确的系统思维。

第一步：选对工具，少走弯路

市面上EDA软件不少：Altium Designer、KiCad、OrCAD、Eagle……新手常被劝“用免费的KiCad入门”，但说实话——界面友好度和学习曲线比功能更重要。

如果你是纯新手，我建议从KiCad 7+ 或 Altium Designer（教育版）入手。前者开源免费，后者行业主流，两者都支持完整的原理图→PCB流程。

✅ 小贴士：无论用哪个软件，记住一句话——你的目标不是成为软件专家，而是电子系统设计师。工具只是笔，关键是你想写什么。

动手前先想清楚：我们要做什么？

我们来设计一个真实的入门项目：
👉基于ATmega328P的温湿度采集器，能通过USB下载程序，读取DHT11数据，并点亮LED提示状态。

听起来挺像回事吧？其实拆解开来，也就五个模块：

这个系统足够简单，又能覆盖原理图设计的核心要点。接下来，我们就按实际开发节奏，一步一步来。

开始动手！创建项目与添加原理图

打开KiCad或AD，第一步永远是：

1. 创建新项目

命名建议清晰明了，比如：

TempHumidity_Sensor.PrjPcb

不要图省事叫“新建项目1”——等你一个月后翻出来，根本不知道这是干啥的。

2. 添加一张原理图页

文件名可以叫Main.SchDoc或直接保留默认的Sheet1.Sch。

这时候你会看到一张白纸，四周有标题栏。双击边框，填上：
- 设计者姓名
- 日期
- 版本号（建议从 V1.0 开始）

📌 经验之谈：版本控制从第一天就要养成习惯。后期改多了，你会发现没有版本标记的图纸等于没做。

放置元件：不是越多越好，而是“够用+准确”

点击“放置元件”按钮（快捷键通常是 P → Part），开始从库中查找我们需要的芯片。

关键元件清单如下：

⚠️ 老手踩过的坑提醒：
很多人第一次会忽略一点——同一个元件在符号库里可能有多个变体。比如电阻有直插、贴片、网络分析专用等不同符号。一定要确认你放的是你要的那个！

核心技巧一：电源设计不能凑合，它是系统的“血压”

很多初学者觉得：“只要给芯片加上VCC就行。”
错！电源不稳定，整个系统就会“抽风”。

我们这里使用AMS1117-3.3V LDO，将USB的5V降为稳定的3.3V供MCU使用。

正确画法是什么？

1. 输入端（VIN）接5V（来自USB）
2. 输出端（VOUT）输出3.3V
3. 使能脚（EN）拉高（可通过10kΩ上拉到VIN）
4. 输入/输出各加一个滤波电容：
   - 输入：10μF 钽电容 或 电解电容
   - 输出：10μF + 0.1μF 并联（去低频+高频噪声）

💡 为什么并联两个电容？
不同容值对应不同频率响应。0.1μF专克高频干扰，10μF负责维持电压稳定。就像大水库+小喷泉，配合才稳。

如何标注电源网络？

别随便写个“VCC”就完事。规范做法是：

• 所有3.3V网络统一标为VCC_3V3
• GND统一用接地符号（不要自己画线连到底）
• 使用全局网络标签，确保跨页也能识别

这样ERC检查时才不会报错，后期查问题也快。

核心技巧二：符号和封装必须一一对应，否则PCB没法做

这是新手最容易翻车的地方！

你在原理图画了个漂亮的ATmega328P符号，引脚排得整整齐齐……结果导入PCB时发现：没封装！或者引脚顺序反了！

为什么会这样？

因为EDA软件里，每个元件有两个身份：
-原理图符号（Symbol）：代表它的电气连接方式
-PCB封装（Footprint）：决定它实际长什么样、怎么焊上去

这两个必须绑定在一起。

怎么设置？

右键元件 → 属性 → 找到“Footprint”字段，填写对应的封装名称，例如：

Package_SO:SOIC-8_3.9x4.9mm_P1.27mm

如果找不到？那就得：
1. 到官网查数据手册
2. 看封装尺寸（如MSOP-8、TSSOP-20）
3. 在PCB库中创建对应焊盘图形

🔧 实战建议：
新手可以先用现成的通用库，比如 KiCad 的官方库 或 SnapEDA 提供的模型。但记得核对引脚排列！曾经有人把STM32的VDD和GND接反，烧了一整批板子。

核心技巧三：善用网络标签，让图纸不再“蜘蛛网”

当你把MCU的32个引脚全都拉出来连线，图纸立马变成一团乱麻。

怎么办？用网络标签（Net Label）和总线（Bus）。

网络标签怎么用？

比如复位电路：
- 在MCU的RESET引脚连一根线，打上标签RESET
- 在另一端的复位按键和电容也接到这个网络，同样标RESET

软件自动识别它们是同一根线，哪怕中间隔了十万八千里。

✅ 命名建议：
- 全部大写
- 加下划线分隔，如I2C_SCL,UART_TXD
- 避免中文、空格、特殊字符

总线适合哪些场景？

比如你要扩展一个外部存储器，有8位地址线和8位数据线：
- 地址总线命名为ADDR[7..0]
- 数据总线命名为DATA[7..0]

然后用“总线入口”连接到各个单独信号线。

⚠️ 注意：总线本身不传递电气信号，只是视觉简化。最终还是要靠网络标签或直接连线落实每一根线。

核心技巧四：ERC检查——你的“电路医生”

画完图别急着导出PCB，先运行一次电气规则检查（ERC, Electrical Rule Check）。

它能帮你揪出这些低级但致命的问题：

怎么运行？

在AD中：Project → Compile PCB Project
在KiCad中：Tools → Electrical Rules Check

查看 Messages 面板，逐条排查错误和警告。

💬 老司机经验：
有些警告可以忽略，比如某些厂家定义的NC（No Connect）引脚。但你必须手动确认它是真的不用接，而不是你忘了连。

进阶思路：当电路太大怎么办？上层次化设计！

如果项目变大，比如加入WiFi模块、OLED屏幕、ADC采样……一张图根本画不下。

这时就得用层次化原理图（Hierarchical Design）。

怎么做？

1. 顶层图只画几个方框：
   - [电源模块]
   - [主控系统]
   - [传感器阵列]
   - [通信接口]

2. 每个方框链接到一个子页原理图，点进去才看到细节。

3. 信号通过“端口（Port）”在层级间传递，比如顶层的SENSOR_PWR连接到子页的同名Port。

优势在哪？

• 图纸结构清晰，易于阅读
• 团队协作时可分工开发
• 相同模块（如电源）可在多个项目中复用

🎯 推荐实践：哪怕你现在只做小项目，也可以尝试把“电源部分”单独做成一个子页。提前练手感，将来做大系统就不慌了。

最后一步：生成网络表 & 导出文档

一切无误后，就可以准备交给PCB了。

1. 生成网络表（Netlist）

这是原理图和PCB之间的“翻译文件”，告诉PCB编辑器：
- 哪些元件要放上去？
- 它们的引脚是怎么连的？

在AD中会自动生成；在KiCad中需手动导出.net文件。

2. 导出PDF用于评审

File → Smart PDF（AD）或 Plot（KiCad），生成带目录、注释、图层信息的PDF文档。

把它发给导师、同事或自己存档，方便日后回顾。

常见问题与避坑指南（都是血泪教训）

❓ 问题1：库里面找不到DHT11怎么办？

✅ 解决方案：
自己创建！新建一个三引脚元件：
- 引脚1：VCC（电源）
- 引脚2：DATA（双向信号）
- 引脚3：GND（地）

保存到个人库，以后还能复用。

❓ 问题2：编译时报“Duplicate Sheet Numbers”

✅ 解决方案：
执行“Tools → Annotate Schematics”，重新编号所有元件，消除重复标号。

❓ 问题3：导入PCB后发现封装丢失

✅ 解决方案：
回到原理图，检查每个元件的Footprint字段是否填写正确，路径是否存在。

设计之外的思考：好原理图 vs 差原理图

记住：别人看你的原理图，就像读一篇文章。逻辑通顺、条理清晰，才值得信任。

写在最后：你画的不只是电路，是工程思维的起点

当你第一次成功画完这张原理图，按下Compile不再弹出错误，那一刻的感觉，只有亲历者懂。

这不是简单的“连线游戏”，而是一次完整的系统构建训练：

• 你学会了如何查阅芯片手册
• 你知道了电源为什么要加电容
• 你理解了封装和符号的区别
• 你也明白了什么叫“设计即责任”

未来你可能会接触高速信号、差分走线、阻抗匹配……但所有这一切，都始于你现在亲手画下的这一根根连线。

所以，请认真对待你的第一张原理图。
哪怕它只有五个元件，三个电阻两个芯片，那也是你迈向硬件世界的正式入场券。

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