KiCad/eeschema

KiCad: руководство пользователя

• Введение
  • Миниурок
  • Урок KiCad
• Установка откомпилированного KiCad
  • Дерево папок

Программы комплекса

• kicad: менеджер проектов
• eeschema: редактор схем
• pcbnew: редактор плат
• cvpcb: сопоставление отпечатков компонентам
• gerbview: просмотрщик файлов Gerber

Справка

• Формат файлов KiCad
• Ссылки

eeschema – это свободно распространяемая программа с развитыми возможностями для создания принципиальных схем, работающая под операционными системами Linux и Windows Вне зависимости от операционной системы, создаваемые eeschema файлы имеют абсолютно одинаковый формат и полностью совместимы.

Приложение eeschema обладает такими интегрированными возможностями, как изображение схем, контроль электрических цепей, управление библиотеками и связь с программой для работы с печатными платами. Программа позволяет создавать иерархические схемы и управлять связями между ними.

Также eeschema работает в паре с редактором печатных плат pcbnew, которому она передает netlist (список электрических цепей) описывающий связи между элементами на создаваемой печатной плате. eeschema включает в себя возможность создания и редактирования символов (схематических изображений компонентов), их визуализацию, и управление библиотеками компонентов (импорт, экспорт, добавление и удаление их в библиотеках). eeschema имеет все необходимые функции присущие современному программному обеспечению для создания схем:

• контроль правил дизайна (DRC) для автоматического обнаружения некорректных соединений, болтающихся в воздухе (неподсоединенных) цепей и т.п.
• Создание выходных файлов схем в формате POSTSCRIPT или HPGL.
• Создание выходных файлов схем для печати на локальном принтере.
• Создание bill of materials (список используемых материалов).
• Создание netlist для передачи его в программу редактирования печатных плат или для симулятора электрических цепей.

Основные технические параметры

Функционирование осуществляется в 32-битном режиме, и возможности по обработке электрических цепей ограничены только количеством доступной программе памяти. Таким образом, программа не имеет реальных ограничений на количество выводов компонентов, соединений, листов и т. п. eeschema может работать как с простыми однолистовыми схемами, так и с иерархическими многолистовыми, с немедленным доступом к каждому листу схемы. Размер листа схемы может задаваться и варьируется от формата A4 до A0 или от A до E.

Основные команды

Вызов команд

Есть несколько способов вызова команд:

• Щёлкнуть мышью по выпадающему меню в верхней части экрана.
• Щёлкнуть мышью на значке в верхней части экрана (основные команды).
• Щёлкнуть мышью на значке в правой части экрана (специальные команды или «инструменты»).
• Щёлкнуть мышью на значке в левой части экрана (опции отображения).
• Щёлкнуть кнопкой мыши (важные дополнительные команды); Обычно «правый щелчок» открывает контекстное меню, зависящее от того, на каком элементе находится курсор в момент нажатия (команды масштабирования, изменения сетки или редактирования элемента).
• Фукциональные клавиши на клавиатуре (клавиши F1, F2, F3, F4, Ins и Space).

Как правило: Кнопка Esc позволяет прервать выполнение текущей команды. Кнопка Ins позволяет выполнить дублирование последнего созданного элемента.

Ниже показаны возможные варианты вызова команд редактора схем.

Команды мышью

Основные команды

Левая кнопка:	Правая кнопка:
Один щелчок: отображение характеристик компонента или текста, находящегося под курсором. Двойной щелчок: редактирование (если элемент допускает редактирование) данного компонента или текста.	Открывает контекстное меню.

Операции над блоками

Вы можете перемещать, перетаскивать (электрические связи компонентов при этом становятся как бы «резиновыми», т. е. тянутся вслед за компонентом), копировать и удалять выбранную область схемы при нахождении во всех меню редактора EESchema. Выбор области осуществляется при помощи левой кнопки мыши. Укажите одну из «вершин» области нажатием левой кнопки. Не отпуская кнопки, очертите желаемую область выбора. Отпусканием кнопки зафиксируйте вторую «вершину». Выбранные элементы схемы будут подсвечены. Нажатием клавиш ⇧ Shift, Ctrl, или клавиш ⇧ Shift и Ctrl одновременно, совместно с выполнением операции выбора можно скопировать, перетащить или удалить выделенную область.

Описание команд:

Левая кнопка мыши	Переместить выбранные элементы.
⇧ Shift + левая кнопка мыши	Скопировать выбранные элементы.
Ctrl + левая кнопка мыши	«Перетащить» выбранные элементы.
Ctrl + ⇧ Shift + левая кнопка мыши	Удалить выбранные элементы.

Замечание: комбинация Ctrl + ⇧ Shift + левая кнопка мыши не работает, если в операционной системе комбинация Ctrl + ⇧ Shift используется для переключения раскладки клавиатуры.

Команда выполняется при отпускании кнопки мыши. При перемещении выбранных элементов:

• Щелчок левой кнопкой – зафиксировать новое положение выбранных элементов.
• Щелчок правой кнопкой – прервать операцию.

Горячие» клавиши

Замечание: «горячие» клавиши не зависят от регистра. Но зависят от выбранного языка.

• Del: Удаление (любой элемент).
• R: Поворот (компонент или метка).
• X: Зеркальное отображение относительно оси X (компонент).
• Y: Зеркальное отображение относительно оси Y (компонент).
• N: Возвращение к «нормальному» положению, заданному в библиотеке (компонент).
• M: Захват и начало перемещения компонента.

Выбор размера сетки

Курсор перемещается по сетке, отображение которой может быть как включено, так и выключено (при работе с Library Editor и Library Browser сетка всегда включена). Вы можете изменить шаг сетки через выпадающее меню Preferences/Options. По умолчанию, шаг сетки устанавливается равным 50 mil (0.050"), или 1,27 миллиметра (Normal). Доступны ещё два значения шага сетки — 20 mil (Small) и 10 mil (Very Small), но пользоваться ими рекомендуется лишь в особенных случаях, например, для создания или выполнения действий над компонентами, содержащими большое количество выводов (несколько сотен).

Выбор масштаба

Чтобы изменить масштаб изображения (Zoom):

• Щёлкнуть правой кнопкой мыши, откроется контекстное меню, в котором выберите желаемый масштаб.
• Или используйте фукциональные клавиши:

  F1: Увеличить масштаб.

  F2: Уменьшить масштаб.

  F3: Обновить изображение.

  F4: Отцентрировать изображение относительно положения курсора.

Отображение координат курсора

Единицы отображения — дюймы (inch или “) или миллиметры. Несмотря на это, внутренняя система единиц Eeschema всегда дюймы, с разрешением 1/1000 дюйма. В правом нижнем углу экрана отображается следующая информация:

• Значение текущего масштаба.
• Абсолютные координаты положения курсора.
• Относительные координаты курсора (можно сбросить показания относительных координат нажатием Space, т. е. установить относительный «ноль»).

Выпадающие меню

С помощью набора команд в выпадающих меню в верхней части экрана можно загрузить в редактор существующую схему, сохранить её (меню «Files»), настроить конфигурацию редактора (меню «Preference»), а также воспользоваться справочной системой KiCad (меню «Help»).

Верхняя панель инструментов

Эта панель инструментов объединяет основные функции редактора EESchema.

 Создать новую схему.
 Открыть существующую схему.
 Сохранить полную схему (вместе с иерархией).
 Выбор размера листа и заполнение основной надписи.

 Вызов редактора компонентов Libedit (просмотр, изменение и редактирование библиотечных компонентов).

 Просмотр библиотек (Viewlib).
 Вызов “Навигатора”, для отображения структуры иерархии текущей схемы (если она содержит вложенные листы схем) и для быстрого переключения между         листами схемы.
 Вырезать выбранные элементы (поместить их в буфер обмена), в процессе выполнения команды Move block.
 Скопировать выбранные элементы в буфер, в процессе выполнения команды Move block.
 Вставить элементы из буфера обмена.
 Отменить команду удаления (до 10 шагов).
 Открыть меню принтера.
 Вызов CVPCB.
 Вызов PCBNEW.
 Изменение масштаба изображения относительно центра экрана.
 Обновить изображение.
 «Показать всё».
 Вызов меню поиска компонента или текста.
 Создание списка соединений - NetList  (в формате Pcbnew или Spice).
 Перенумерация компонентов.
 ERC (Electrical Rules Check) : проверка правильности электрических соединений..
 Генерация файла BOM (Bill of materials) и/или иерархических меток.

Правая панель инструментов

Эта панель инструментов дает доступ к командам: - размещения компонентов, проводников и шин, соединителей, меток, текста... - навигации по иерархии в многолистовом проекте. - создания дополнительных листов схемы и межлистовых соединителей. - удаления компонентов.

Детальное описание использования этих инструментов приведено в главе «Создание/Редактирование схем».

Их краткое описание приведено ниже.

Прервать выполнение команды и перейти в режим редактирования.

Перемещение по структуре иерархиского проекта (многолистовая схема): этот инструмент позволяет открыть вложенные листы текущей схемы (щелчок на символе соответствующего листа) или вернуться на предыдущий уровень проекта – в основную схему (щелчок в любом свободном месте открытого вложенного листа проекта). Таким образом, можно быстро переключаться между листами схемы.

Вызов меню по размещению компонента.

Вызов меню по размещению портов питания (библиотека "Power").

Рисовать провод.

Разместить шину.

Рисовать подключение к шине. Данные элементы служат для наглядности и упрощения чтения схемы и не являются электрическим соединением, поэтому их не следует использовать для соединения между проводами.

Соединение между шинами. С их помощью можно соединять шины только между собой.

Символ “Нет соединения”. Его можно размещать на выводах компонентов, которые не должны быть никуда подключены. Удобно применять для корректной работы функции ERC.

Размещение метки локальной цепи. Два проводника на одном листе схемы могут быть логически объединены в одну цепь при помощи подобной метки. Для логического объединения цепей, расположенных на разных листах схемы, необходимо использовать глобальную метку.

Размещение метки глобальной цепи. С её помощью можно логически объединить цепь расположенную на вложенном листе и цепь на основном (корневом) листе схемы, содержащим символ вложенного листа.

Размещение точки соединения проводников. Служи для соединения двух пересекающихся проводников, или проводника и вывода компонента, если такое соединение выглядит как неявное (т.е. если конец проводника или вывода не соединено, в явном виде, с концом другого проводника).

Размещение символа вложенного листа схемы ( прямоугольник с изменяемыми размерами). Необходимо при этом указать имя файла, в котором будет сохранен этот лист и имя самого листа (как правило они совпадают).

Размещение метки глобальной цепи, импортированной со вложенного листа многолистовой схемы, для логического объединения цепей, находящихся на основном и дополнительном листах. Размещение глобальной метки внутри символа (на основном листе схемы), обозначающего вложенный лист, предполагает, что данная цепь на этом листе уже имеет метку, т.е имеет имя. Метка глобальной цепи эквивалентна обычному выводу компонента и её необходимо подключить к схеме с помощью проводника, по команде «Place Wire».

Размещение метки глобальной цепи, для создания точки соединения символа вложенного листа на основном листе схемы.Global label creation in subsheets to create connection points. Эта команда подобна предыдущей, но при этом не требуется, чтобы на вложенном листе уже была цепь с таким именем.

Создание линий (для рисования контуров объектов).Не является соединительной линией (проводником), а служит лишь для графического оформления схемы.

Размещение текста. Служит для оформления схемы.

Удалить выбранный (выбранные) элементы. Если выбраны несколько наложенных друг на друга элементов, то приоритет отдается нименьшему из них ( в порядке уменьшения приоритета: точка соединения (junction), символ «нет соединения» (no connect), проводник, шина, текст, компонент). Это также применимо и к иерахическим (вложенным) листам схемы. Замечание: команда «Undelete» (отмена удаления), находящаяся в основной панели инструментов, позволяет Вам отменить последнюю операцию удаления.

Левая панель инструментов

Эта панель инструментов позволяет управлять режимами отображения: Включить/выключить отображение сетки. Единицы измерения (дюймы или миллиметры). Изменение вида курсора (маленькое или большое перекрестие). Скрыть или показать “невидимые” выводы компонентов. Переключение между режимами рисования проводников, линий и шин (ортогонально или под под любым углом).

Контекстное меню и быстрое редактирование элементов

Правый щелчок мыши открывает контекстное меню, содержимое которого зависит от объекта на котором находится курсор (если элемент один).

При этом также доступны команды (для мгновенного выполнения):

• Масштабирования.
• Настройки сетки.
• И, в зависимости от ситуации, редактирования параметров элемента схемы.

Контекстное меню на свободном поле схемы (не выбран ни один элемент схемы).

Редактирование метки.

Редактирование компонента.

Главное меню

Меню Файл (File menu)

Load Project	Загрузить схему вместе с иерархией
Save project	Сохранить схему и все вложенные листы (иерархию)
Save Current sheet	Сохранить текущий лист
Save Current sheet as...	Сохранить текущий лист под новым именем
Print	Вызов меню принтера (см. также раздел «Вывод на печать»)
Plot	Вывод в формате Postscript или HPGL (см. также раздел «Вывод на печать»)
Exit	Выход без сохранения результатов работы

Меню настройки (Preference)

Libs and Dir	Выбор библиотек и указание пути к ним
Colours	Установка цветовой гаммы
Options	Опции дисплея (единицы измерения, шаг сетки)
Save Config	Сохранить настройки в файле конфигурации

Меню настройки / Библиотеки и Пути (Preferences / Libs and Dir)

Конфигурация Eeschema это по существу :

• Указание путей доступа к библиотекам.
• Указание списка рабочих (подключенных к проекту) библиотек.
• Выбор формата для файла списка цепей (Netlist format).

Параметры конфигурации сохраняются в файле kicad.pro (по умолчанию). Однако, можно сохранить несколько различных вариантов настройки рабочей среды ( для разных пользователей или разных проектов) в отдельных файлах с расширением pro.

EESchema будет искать и использовать файл конфигурации в соответствии со следующими правилами:

1. файл конфигурации (<имя проекта>.pro) в рабочей директории.

2. Файл kicad.pro в директории kicad. Этот файл создается при установке программы и используется по умолчанию (default configuration).

3. Значения по умолчанию, если файл конфигурации не найден. При этом, по крайней мере, требуется подключить библиотеки (указать к ним путь) и, после этого, сохранить конфигурацию в файл.

Меню настройки / Цвета (Preferences / Colours)

Выбор цвета для различных элементов схемы, листа, а также установка цвета фона ( только черный или белый).

Меню настройки / Опции (Preferences / Options)

Show Grid (Показать сетку):

При установленном флажке: включено отображение сетки.

Grid Size (Шаг сетки):

Для работы применяют сетку normal (0,050 дюйма или 1,27 мм). Меньшие шаги сетки используются при создании компонентов, а также для работы компонентами, содержащими большое число выводов.

Show Pins (Показать выводы):

Включает отображение скрытых выводов (например, выводы питания).

Units (Единицы измерения):

Выбор единиц измерения рабочего поля экрана и координат курсора (дюймы или миллиметры).

Wire / Bus orientation (Ориентация проводников/шин):

Horiz/vertical : допускается рисование проводников и шин только ортогонально (горизонтально-вертикально).

Any :рисование в любом направлении.

Auto Pan (Автопанорамирование):

При установленном флажке, происходит автоматическое панорамирование (сдвиг) окна, если курсор выходит за его границу в процессе рисования или перемещения элемента.

Повторение элемента:

X Step (Шаг по оси X):

изменение координаты по оси Х при дублировании элемента (обычно значение принимается равным 0).

Y Step (Шаг по оси Y):

изменение координаты по оси Y при дублировании элемента (0,100 дюйма or 2,54 мм).

Label Step (Шаг метки):

Шаг инкрементации (декрементации) индекса, стоящего в конце обозначения цепи, при её подключении к шине (например, шина адреса А0-А7 и т.д.). Обычно 1 или -1.

Меню настройки / Язык (Preferences / Language)

Доступны английский или французский язык меню.

После смены языка меню Eeschema необходимо перезапустить.

Справка (Help menu)

Доступ к справке в режиме online (данный документ) , а также, для просмотра текущей версии Eeschema (Eeschema about).

Общая панель инструментов

Настройка листа

Кнопка настроек листа:

Редактирование размера листа и титульного блока. Дата обновляется автоматически. Общее количество листов и номер листа обновляются автоматически.

Инструмент поиска

Кнопка поиска.

Вы можете искать компонент, значение или текстовую строку в текущем листе или в иерархии схем.

При нахождении элемента курсор установится на найденный элемент в необходимом под-листе.

Инструмент netlist

Кнопка netlist-а.

Этот netlist-файл может применяться ко всей иерархии (обычное поведение) или только к текущему листу (такой netlist неполный, но может быть полезен для некоторых программ).

В многолистовой иерархии любая локальная метка известна только в пределах своего листа.

Таким образом, метка TOTO из листа 3, отличается от метки TOTO из листа 5 (если они намеренно не соединены связью).

Это связано с тем, что номер листа (определенный командой annotate) ассоциирован с локальной меткой. В предыдущем примере, первая метка TOTO на самом деле имеет имя TOTO_3, а вторая метка – TOTO_5.

Если вам необходимо, то данная ассоциация может быть подавлена, но в таком случае будьте внимательны в связи с возможностью нежелательных соединений.

Примечание 1:

eeschema не имеет ограничений на длину имен меток, но программы использующие сгенерированный netlist, могут иметь это ограничение.

Примечание 2:

Избегайте пробелов в именах меток, так как при этом метка интерпретируется как два отдельных слова. Опять-же это ограничение не eeschema, а различных форматов netlist-ов, которые предполагают отсутствие пробелов.

Опция:

Формат по умолчанию:

Установите галочку чтобы выбрать формат Pcbnew по умолчанию.

Так-же могут быть сгенерированы другие форматы:

• Orcad PCB2.
• CadStar.
• Spice, для Spice симулятора.

Инструмент аннотации

Кнопка аннотации.

Этот инструмент производит автоматическое увеличение номеров designators (обозначений) для компонентов.

Для многоэлементных компонентов (например таких как TTL микросхема 7400, содержащая 4 вентиля), добавляется суффикс (то-есть TTL микросхема 7400, обозначенная как U3, делится на U3A, U3B, U3C, U3D).

Вы можете произвести аннотацию как для всех компонентов, так и только для новых, то-есть которые до этого не были аннотированы.

annotate (аннотация):

project (проект):

переаннотировать компоненты на всех листах (по умолчанию).

Current sheet (tекущий лист):

переаннотировать текущий лист (эта опция используется только в специальных случаях, например для подсчета количества резисторов в текущем листе).

select items (выбор элементов):

All components (все компоненты):

Безусловная аннотация, все компоненты будут переаннотированы (эта опция используется после копирования блока, например когда получаются дубликаты ссылок)

new components only (только новые компоненты):

Условная аннотация, только новые компоненты будут переаннотированы (по умолчанию).

Кнопки:

Annotate (аннотировать):

Выполнить аннотацию.

Del Annotate (удалить аннотацию):

Удалить аннотацию компонентов.

Инструмент ERC

Кнопка ERC.

Этот инструмент производит проверку электрических правил дизайна (известную как Electrical Rules Check).

Эта функция особенно полезна для обнаружения забытых соединений и противоречий.

eeschema проставляет маркеры на выводах или метках, чтобы показать проблему.

Щелчок на маркере может отобразить диагностику.

Так-же может быть сгенерирован файл ошибок.

Закладка ERC

Ошибки отображаются в диалоге Erc Diags:

• Errors and warnings count (количество ошибок и предупреждений).
• Errors count (количество ошибок).
• Warnings count (количество предупреждений).

Write ERC report: выберите для генерации файла с рапортом о ERC.

Кнопка Test ERC: для выполнения ERC.

Del Markers : для удаления всех маркеров ERC.

Exit : для выхода из этого диалогового окна.

Закладка Options

Это диалоговое окно позволяет вам установить правила для связей между выводами; вы можете выбрать один из трех вариантов:

• Нет ошибки.
• Предупреждение.
• Ошибка.

Каждый из квадратиков из матрицы может быть изменен щелчком на нем.

Инструмент BOM (билль материалов)

Это меню позволяет генерировать файл листинга компонентов и/или иерархических соединений (глобальных меток).

Компоненты могут быть отсортированы по:

• Reference (обозначение). Скорее всего необходимо заменить на « designator ».
• Value (значение).

Можно детализировать составные компоненты. Глобальные метки могут быть отсортированы по:

• Алфавитной классификации.
• Под-листам.

Различные типы сортировки могут использоваться одновременно.

Возможные опции:

Components by Reference	BOM сортируется по обозначению (Reference)
Component by Value	BOM сортируется по значению (Value)
Sub components	BOM показывает каждый подэлемент из многоэлементных компонентов (таких как U2A, U2B…)
Hierarchy Pins by name	Сортировка иерархических соединений по алфавиту
Hierarchy Pins by Sheet	Сортировка иерархических соединений по номеру листа