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EDA設計:kicad使用及PCB推擠佈線,spice電路模擬等

KiCAD自2013年具備了PCB推擠佈線功能,這真是巨大的進步。隨著4.0.0 rc1的釋出,電路製圖工作完全轉到kicad了。

在ubuntu/lubuntu12.04中通過PPA安裝kicad 4.0-rc1後使用中出錯,在ubuntu14.04.3中完好了。幾天前的apt-get源不能安裝opengl庫的問題也解決了(如果不是ubuntu官方動作,就是安裝時選用了英語鍵盤問題疑問)。

參照官網說明,使用bzr下載並編譯,並編譯安裝元件庫。KiCAD也可以從https://github.com/KiCad/kicad-source-mirror下載最新原始碼編譯安裝。安裝好cmake提示的幾個庫(參考http://bazaar.launchpad.net/~kicad-product-committers/kicad/product/view/head:/scripts/kicad-install.sh),有以下軟體包需要安裝

            bzr
            bzrtools
            build-essential
            cmake
            doxygen
            libbz2-dev
            libcairo2-dev
            libglew-dev
            libssl-dev
            libwxgtk3.0-dev 

開啟終端,首先需要bzr使用者名稱,參考kicad-install.sh內容,使用一個dummy名字:

    bzr whoami || {
        echo "WARNING: You have not set bzr whoami, so I will set a dummy."
        export BZR_EMAIL="Kicad Build <

[email protected]>"
    }
然後在原始碼目錄建立build目錄,進入build目錄,執行 cmake ../ (這裡需要下載附加軟體包),然後make,編譯完成後 sudo make install。

也可以從PPA直接安裝,包含了元件庫:

發行版 4.0.0 rc1:

sudo add-apt-repository ppa:js-reynaud/kicad-4
sudo apt-get update
sudo apt-get install kicad

開發版:

sudo add-apt-repository ppa:js-reynaud/ppa-kicad
sudo apt-get update
sudo apt-get install kicad

使用方法:

一、原理圖編輯

新增元件庫:執行Eeschema,選擇選單 Preferencs -> Component Libraries 新增元件庫,安裝的元件庫目錄在下面的list中可以看到 /usr/share/kicad/library,先都加進來好了 。

kicad元件庫也可以從http://www.kicadlib.org/下載,使用迅雷可以一次下載完全部庫檔案。然後新增入元件庫。

1.1 放置元件分power元件和普通器件。

1.2 連續多次複製:選擇後按C鍵,放下後再按C建,可以多次複製

二、PCB編輯

新增封裝庫:安裝的封裝庫沒找到,可以選擇從github下載並儲存到你的home中,包含了大量的封裝庫。當然,使用之前還是要檢查一下。

2.1 要使用推擠佈線,需要view/顯示選單選擇OpenGL或Cairo才支援。

2.2 使用推擠佈線功能

    必須建立原理圖,生成網表匯入pcbnew,才能正確使用推擠佈線功能。

    推擠佈線主要包括兩個功能:佈線推擠(route shove)和拖線推擠(drag shove)。從最新原始碼編譯的版本支援得已經非常完美了 :) ,4.0 rc1沒有下載測試。

    2.2.1 佈線推擠。

        要使用佈線推擠,首先在選單View->Switch Canvas to Cairo,然後在選單Preferences->Interactive Routing->(Mode欄)選shove,佈線就支援推擠功能了,非常好用。

    2.2.2 拖線推擠

        使用拖線推擠,在選單Preferences->Interactive Routing->(Options欄的Mouse drag behaviour)選Interactive drag,然後滑鼠點已布好的線拖動,就具有推擠功能了。

    以上推擠功能,對比cadence的allegro佈線,是同樣完美好用的,KiCAD使用者們有福了大笑,慶祝一下得意

三、建立新元件庫

可以使用Eeschema工具欄的Library Editor編輯建立新元件,然後儲存到新的庫檔案中。但是一個一個管腳編輯太繁瑣。

在SourceForge搜尋kicad,找到兩款便捷生成庫元件的軟體:kicadlibwiz和KiCadSymGenerator。

    kicadlibwiz原始碼在linux下編譯執行,它使用命令列輸入器件名稱及管腳,適合快速生成8腳以內的庫元件。對於多管腳器件,則不易編輯和查錯。

    KiCadSymGenerator是VC工程,編譯好的bin檔案可在wine下執行,它使用文字檔案輸入器件名稱、管腳等資訊,適合製作多管腳器件和具有多元件的器件,附帶的例子將EP4C器件分成了ABCD到I的多個元件。這個作者朱寧(音)應該是國人。

3.1 匯入OrCAD Capture元件庫:

    OrCAD Capture是使用最廣泛的原理圖輸入工具,可以說是業界標準,因此網上下載的電路圖大多是Capture的DSN檔案。如果沒有OrCAD Capture可用,可以到OrCAD官網下載Lite版的OrCAD 16.6安裝到Wine,它包含了全功能的OrCAD元件,但是僅支援大約60個元件的製圖(用來做個小的MCU板也可以了)。現在用它來匯出元件的管腳資料表,進而稍作修改,再用KiCadSymGenerator生成KiCAD的元件庫。

3.1.1 用Capture Lite開啟DSN檔案,對於器件數超過60的電路圖經常會提示“無法儲存”,不用管它。新建一個Library檔案,將Design Cache中快取的元件(就是電路圖中使用的元件)拖入新建的Library。如果Design Cache中快取比較長,將無法拖出快取的元件到這個Library,就需要新建一個工程跟Library檔案在C:\目錄上,然後把快取的元件拖過來。元件拖入Library後,滑鼠右鍵點選元件名,選Split Part...,在彈出的Spreadsheet中,用滑鼠選中Number和name欄,這是要用到的管腳號和管腳名,按Ctrl+c複製,開啟編輯器gedit(最好使用Notepad++,列編輯很方便),貼上過來。匯出工作在Capture這邊就完成了。如果是分多個元件的元件庫,就把Section也複製過來,方便製作成多元件元件庫。比起自己從pdf檔案來做,這樣匯出的管腳號和管腳名基本不會出錯(除非原理圖錯了)。

    由於cdsServer的高CPU佔用,完成後,大概需要 wineserver -k 來終止wine(如果運行了其他windows軟體,先儲存,否則會悲劇大哭)。

3.1.2 按照KiCadSymGenerator的檔案要求,對匯出的檔案稍作修改,就可以生成KiCAD的元件庫了。

四、封裝庫

4.1 下載封裝庫:可以使用pcbnew中tools的wizard下載,如果要下載到預設目錄,需要root許可權執行:sudo pcbnew

    對於4.02版本,網站提供了封裝庫下載,解開後選擇本機檔案匯入,可以使用shift+多選。

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SPICE模擬TI公司的Tina軟體很好,而且免費。可以到TI網站下載,僅僅需要註冊一下。

這是windows軟體,可以在wine中完美執行,感覺比OrCAD中的PSPICE AD要強大。軟體附帶了大量示例設計,初步看了一下模擬濾波器,很好。

<使用中,待續>