封装与符号编辑器

5.1 符号编辑器

打开方式

方式 1:项目管理器 → 点击 "Symbol Editor" 按钮
方式 2:原理图编辑器 → 工具 → 符号编辑器
方式 3:快捷键(无默认快捷键,需自定义)

界面布局

┌──────────────────────────────────────────┐
│ 文件  编辑  视图  工具  帮助              │
├──────────────────────────────────────────┤
│ [保存] [撤销] [重做] [放大] [缩小]       │
├──────────────────────────────────────────┤
│ 左侧: 符号库浏览器                       │
│ ┌────────────────────────┐               │
│ │ Device                 │               │
│ │  ├─ R (电阻)          │               │
│ │  ├─ C (电容)          │               │
│ │  ├─ L (电感)          │               │
│ │  └─ ...               │               │
│ │ Connector              │               │
│ │ MCU                    │               │
│ └────────────────────────┘               │
├──────────────────────────────────────────┤
│                  画布区域                │
│          (绘制/编辑符号的地方)         │
├──────────────────────────────────────────┤
│ 右侧: 属性面板                           │
│  - 符号名称                               │
│  - 引脚列表                               │
│  - 属性编辑                               │
└──────────────────────────────────────────┘

创建新符号

1. 文件 → 新建库(或打开已有库)
2. 工具 → 新建符号
3. 输入符号名称
4. 在画布上绘制符号:
   - 添加引脚(Pin)
   - 绘制图形(线条、矩形、圆弧)
   - 设置引脚属性
5. 保存

引脚定义

双击引脚打开属性对话框:

┌─────────────────────────────┐
│ 引脚属性                    │
├─────────────────────────────┤
│ 名称: CLK        [可编辑]  │
│ 编号: 1          [可编辑]  │
│ 类型: Input      [下拉]    │
│ 电气类型:        [下拉]    │
│ 隐藏: ☐                    │
│ 长度: 100 mils  [可编辑]  │
│ 方向: Right      [下拉]    │
└─────────────────────────────┘

引脚电气类型

类型说明图标
Input输入引脚->
Output输出引脚->
Bidirectional双向引脚<->
Tri-state三态引脚<->
Passive被动引脚(电阻/电容)-
Free自由引脚-
Unspecified未指定-
Power In电源输入*
Power Out电源输出*
Open Collector开集输出-
Open Emitter开射输出-
No Connect无连接x

符号属性

双击符号打开属性对话框:

┌─────────────────────────────────┐
│ 符号属性                        │
├─────────────────────────────────┤
│ 名称: STM32F103C8T6            │
│ 参考前缀: U                     │
│ 描述: ARM Cortex-M3 MCU        │
│ 封装: LQFP-48                   │
│ 数据手册: (URL)                 │
│ 关键字: STM32 ARM MCU           │
│ 默认封装: Package_QFP:LQFP-48_7x7mm_P0.5mm  │
└─────────────────────────────────┘

符号绘制工具

工具栏常用工具:
  - 直线(Line):绘制符号边框
  - 矩形(Rectangle):绘制元件主体
  - 圆弧(Arc):绘制圆弧线段
  - 多边形(Polygon):绘制任意形状
  - 文本(Text):添加注释文本
  - 引脚(Pin):放置电气引脚

常用快捷键

符号编辑器快捷键:
  P       - 放置引脚
  R       - 旋转选中对象
  X       - 水平镜像
  Y       - 垂直镜像
  M       - 移动对象
  E       - 编辑属性
  Ctrl+Z  - 撤销
  Ctrl+Y  - 重做
  Ctrl+S  - 保存
  Delete  - 删除选中对象

5.2 封装编辑器

打开方式

方式 1:项目管理器 → 点击 "Footprint Editor" 按钮
方式 2:原理图编辑器 → 工具 → 封装编辑器
方式 3:PCB 编辑器 → 工具 → 封装编辑器

界面布局

┌──────────────────────────────────────────┐
│ 文件  编辑  视图  工具  帮助              │
├──────────────────────────────────────────┤
│ [保存] [撤销] [重做] [放大] [缩小]       │
├──────────────────────────────────────────┤
│ 左侧: 封装库浏览器                       │
│ ┌────────────────────────┐               │
│ │ Package_SO             │               │
│ │  ├─ SOIC-8            │               │
│ │  ├─ TSSOP-16          │               │
│ │  └─ ...               │               │
│ │ Package_THT            │               │
│ │  ├─ DIP-8             │               │
│ │  └─ ...               │               │
│ └────────────────────────┘               │
├──────────────────────────────────────────┤
│                  画布区域                │
│          (绘制/编辑封装的地方)         │
├──────────────────────────────────────────┤
│ 右侧: 属性面板                           │
│  - 封装名称                               │
│  - 焊盘列表                               │
│  - 3D 模型                                │
└──────────────────────────────────────────┘

创建新封装

1. 文件 → 新建库(或打开已有库)
2. 工具 → 新建封装
3. 输入封装名称
4. 在画布上放置焊盘:
   - 添加通孔焊盘(Through Hole)
   - 添加贴片焊盘(SMD)
   - 添加表面贴装焊盘
5. 绘制丝印层轮廓
6. 关联 3D 模型
7. 保存

焊盘类型

类型说明用途
Through Hole通孔焊盘DIP 芯片、连接器
SMD表面贴装焊盘贴片元件
NPTH非电镀通孔安装孔

焊盘属性

双击焊盘打开属性对话框:

┌─────────────────────────────┐
│ 焊盘属性                    │
├─────────────────────────────┤
│ 编号: 1          [可编辑]  │
│ 形状: Rectangular [下拉]    │
│ 类型: SMD        [下拉]    │
│ 尺寸: 1.5mm x 0.8mm        │
│ 钻孔: 0.3mm     [通孔]     │
│ 层: F.Cu         [下拉]    │
│ 阻焊: F.Mask     [下拉]    │
│ 助焊: F.Paste    [下拉]    │
└─────────────────────────────┘

焊盘形状

形状说明
Circle圆形
Rectangular矩形
Oval椭圆形
Roundrect圆角矩形

封装绘制流程

标准封装绘制步骤:

1. 查阅数据手册获取精确尺寸
2. 新建封装并设置参考名称
3. 放置焊盘并设置编号
4. 根据数据手册调整焊盘位置
5. 绘制丝印层轮廓(F.SilkS)
6. 绘制装配层轮廓(F.CrtYd)
7. 添加参考编号和值文本
8. 设置封装原点(通常在中心或引脚 1)
9. 关联 3D 模型
10. 运行 DRC 检查

5.3 库管理

本地库 vs 全局库

项目级库:只在当前项目中可用
  -> sym-lib-table / fp-lib-table(项目目录下)

全局库:所有项目共享
  -> ~/.config/kicad/9.0/sym-lib-table
  -> ~/.config/kicad/9.0/fp-lib-table

添加第三方库

1. 下载库文件(.kicad_sym 或 .pretty 目录)
2. 放到本地目录
3. 在 KiCad 中添加:
   Preferences -> Manage Symbol Libraries -> 添加库
   Preferences -> Manage Footprint Libraries -> 添加库

5.4 外部库资源

SnapEDA / Ultra Librarian

1. 在网站上搜索元件
2. 下载 KiCad 格式库文件
3. 导入到 KiCad

Import-LIB-KiCad-Plugin

GitHub: https://github.com/Steffen-W/Import-LIB-KiCad-Plugin
功能:从 Ultralibrarian 和 SnapEDA 导入 zip 库文件
安装:KiCad PCM -> 搜索 "Import LIB" -> Install

uConfig

GitHub: https://github.com/RC2019/uConfig
功能:从 Datasheet PDF 提取引脚定义,生成符号库
用途:快速创建新元件符号

5.5 符号与封装的关联

映射关系

符号引脚编号 <-> 封装焊盘编号

对应规则:
  符号引脚 1   ->  封装焊盘 1
  符号引脚 2   ->  封装焊盘 2

注意事项:
  - 编号必须完全匹配
  - 多单元符号需设置正确的单元映射

5.6 DRC 与常见问题

常见错误及解决

问题 1:引脚与封装不对应
  原因:符号引脚编号与封装焊盘编号不一致
  解决:检查数据手册,修正编号映射

问题 2:封装焊盘偏移
  原因:坐标输入错误或单位混淆
  解决:以原点为基准重新计算坐标

问题 3:3D 模型显示异常
  原因:模型单位与封装单位不匹配
  解决:在 3D 查看器中调整缩放比例

问题 4:丝印缺失
  原因:未在 F.SilkS 层绘制轮廓
  解决:切换到丝印层并绘制元件外形