使用EAGLE画原理图

介绍

用EAGLE设计PCB需要两步。首先设计你的原理图,然后您进行基于该原理图对 PCB布线。EAGLE的电路板编辑器和原理图编辑器紧密结合在一起。一个精心设计的原理图是 PCB 设计全过程的关键。它将在制作电路板前帮助您捕捉错误,然后当某个部分出现问题时它会帮你调试板电路板。本教程的第一部分是使用EAGLE系列,这部分完全献给了EAGLE的原理图设计。第 2 部分,使用EAGLE︰ 主板布局,我们将使用在本教程中设计的原理图作为基础实例去展示我们的主板布局。

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如果你想要完成本教程,请确保您已经安装了EAGLE软件。在继续阅读教程之前,肯定通读以下教程:

创建项目

我们先来为我们的设计创建一个新的项目文件夹。在控制面板,在”项目”下,右键单击你希望保存项目的目录 (默认EAGLE” eagle “目录中创建您的个人文件夹),然后选择”新建项目”。

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给新创建的、 红色的项目文件夹一个描述性名称。比如” Bare Bones Arduino “。

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项目文件夹就像任何常规文件系统文件夹,除非它们包含一个名为”eagle.epf”文件。EPF 文件与你的电路图和板的设计链接在一起,并且存储你可能为项目设置的任何特别设置。

创建原理图

项目文件夹将保存我们原理图和电路板设计文件。要开始设计步骤,我们需要布置原理图。若要添加原理图到项目文件夹中,用鼠标右键单击该文件夹,悬停在”新建”上并选择”原理图”

 

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这时会立即弹出一个新的空白的窗口。欢迎来到示意图编辑器 !

给原理图添加元件

原理图设计需要两步过程。首先你必须将所有的元件添加到示意图表,然后这些部分需要连接在一起。你可以混合步骤——添加几个元件,把这几个元件连接起来,然后添加一些更多的元件 — — 但既然我们已经有一个参考设计,那么我们就可以一下子把所有元件都添加进去。

使用ADD工具

添加工具5.1(在左边的工具栏上,或在编辑菜单下)——你会用它将每个单独的元件放在原理图上。添加工具开辟了元件库导航器,您可以在其中展开特定的库,并看看它持有的部分。选择左边的部分,右侧视图会更新,以显示这两个符号的元件符号和封装。

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添加工具还具有搜索功能——当你要在几十个元件库中寻找一个元件时是非常有用的。搜索是非常字面,所以不要拼错的东西 !您可以将通配符添加到您的搜索,通过在你的搜索词之前或之后放置一个星号 (*)。例如,如果您搜索 atmega328 你应该在 SparkFun DigitalIC 的库中找到一个单独的元件/封装符号,但如果你搜索 * atmega328 * (请注意星号之前和之后),(因为他们实际上名为”ATMEGA328P”),你会发现两个更多版本的 IC。你可能要习惯总是在一个星号之前和之后添加你的搜索词。

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实际上从库中添加元件就是选择你想要的元件并单击”确定”,或双击你的元件。

第一步:添加框架

框架不是最终的 PCB 布局的重要组成部分,但它让它使你的电路图整洁有序。我们需要的框架应该是在 SparkFun 美学库中,它叫FRAME-LETTER。通过搜索或浏览找到,并将它添加到你的电路图。

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选择您想要添加的部分之后, 它会”发光”,开始徘徊在跟随你的鼠标光标。左键单击 (一次 !)来放置零件。所以其左下角正好在我们的起源 (小十字架,点缀在原理图上的一个静态的点),让我们将框放置。

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放置一个部分后, 添加工具将假定您想要添加另一个——新的框架将开始跟随你的光标。要离开添加模式要么点击退出 (ESC) 两次或选择不同的工具。

第二步:保存(经常保存)

现在你原理图是保存在您计算机上的无题临时文件。要保存可以用文件 > 保存,或只需单击蓝色软盘图标 — —9。用描述性名称命名你的电路图。比如”BareBonesArduino.sch”(SCH 是所有EAGLE的文件格式)。

第三步:添加电源输入

接下来我们会添加四个不同部分,他们都用于我们的电压供应输入。为这些元件使用添加工具︰

 

Part Description Library Part Name Quantity
5.5mm Barrel Jack (PTH) SparkFun-Connectors POWER_JACKPTH 1
0.1µF Ceramic Capacitor SparkFun-Capacitors CAPPTH 1
Voltage Supply Symbol SparkFun-Aesthetics VCC 1
Ground Symbol SparkFun-Aesthetics GND 2

所有的这些元件将走在原理图框架的左上方。像这样安排︰

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如果你需要移动元件,就用移动工具——11(左边的工具栏或者在编辑菜单下)。单击元件便把它放在了原理图上(你的鼠标必须点击在元件的红色+符号上),当你还需要移动它到其他地方只需要再次单击鼠标。

微处理器和支持电路

接下来我们将了解设计的主要部分——ATmega328微处理器——和其他支持它的部分。

 

Part Description Library Exact Part Name Quantity
ATmega328P (PTH) SparkFun-DigitalIC ATMEGA328P_PDIP 1
¼W Resistors SparkFun-Resistors RESISTORPTH-1/4W 4
5mm LEDs SparkFun-LED LED5MM 3
0.1µF Ceramic Capacitor SparkFun-Capacitors CAPPTH 1
Voltage Supply Symbol SparkFun-Aesthetics VCC 2
Ground Symbol SparkFun-Aesthetics GND 4

当你放置元件时,可以通过选择旋转工具栏中的一个方向去旋转元件————12或者在放置前单击右键。把你的微型控制器放在框架的中间,然后像下面一样把其他元件放置在它的旁边:

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添加连接头

三个连接头就可以完成我们的设计。一个八脚的连接头去连接模拟引脚,一个六脚的线性编程接头,和一个2*3脚的icsp编程接头。下面就是这三个元件:

 

Part Description Library Exact Part Name Quantity
8-Pin 0.1″ Header SparkFun-Connectors M081X08 1
2×3 AVR Programming Header SparkFun-Connectors AVR_SPI_PRG_6PTH 1
6-Pin Serial Programming Header SparkFun-Connectors ARDUINO_SERIAL_PROGRAMPTH 1
Voltage Supply Symbol SparkFun-Aesthetics VCC 2
Ground Symbol SparkFun-Aesthetics GND 2

最后,下面的图就是你的原理图最后要看起来要把每个元件都添加进来:

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下面我们便一起来连接它们。

连接原理图

当所有的元件都添加到原理图上,现在就应该连接它们。在开始之前,这里有一个重要的警告:虽然我们说是连接wiring元件,但是我们并不是使用wiring工具————15去连接它们。相反,我们用的是NET工具————16(在左边的工具栏或者在Draw菜单下)。wire工具更应该说是一个画线工具。NET工具能更好地连接元件。

Use NET not WIRE

使用NET工具

使用NET工具时,把它尽可能地靠近在引脚终端并停在那里,然后单击左键开始连线。这样之后就会有一个绿色的线跟着你的鼠标,在另外一个元件的引脚上或者一个元件的另一个引脚上单击左键就可以结束连线。

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有时最困难的部分是去判断电路符号上哪部分实际上才是引脚。通常它们是在一个元件的有薄水平的红线的一边。有时他们会有引脚数字。要确保你点击的是引脚的终端,不管你是开始还是结束连线。

连接电源输入电路

开始回到最左边,像下面一样连接电源输入电路:

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当连接线分成两个方向时,就会出现一个结点?那意味着这三个线路都是连接在一起了。如果两条线相交但是没有结点,说明这些线路没有连接在一起。

连接ATmega328电路

接下来,我们将连接ATmega328到它的支持电路中。这里有一个led,一个接头,一个电阻,一个电容和电源/接地信号需要去连接:

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不要忘记给led,电阻和GND符号添加结点。

给总线命名和做标记

剩下我们必须要连接的网络线都不是很容易连接。比如,我们需要把JP2上的Txo引脚连接到ATmega的RXD引脚和她另外的所有引脚。你可以直接连接,它也会工作,但是会非常丑。相反,我们可以用“stub”然后给他们一个特殊的名字去连接。

我们先添加短的单边的线到线性接头的六个引脚。先在一个引脚那里开始连线,然后当线有一定长度后在引脚的右边结束连线。接着,不是连接到另外的引脚,而是点击ESC退出连线。当你这样做了以后,得到的就像下面的图:

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接下来,我们使用NAME工具————28(在左边的工具栏或者在编辑菜单下)——去命名六根线。当NAME工具被选择后,单击一个线路就会出现一个新的对话框。先给最上面的线路命名为GND引脚,删除自动匹配的名字(比如N$14),然后用GND代替它。这会导致一个警告对话框,询问你是否想要连接这个线路到其他所有都叫GND的线路。点击YES。

在命名了一个线路后,你应该使用LABEL工具22去添加一个文本标签。当选择了这个工具。单击你刚刚命名的线路。它再生出一个写着GND的文本,再次单击把文本放在你的线路上方。

接着,剩下的五个线路也是同样的方法。最后,他们看起来想这样(给TXO引脚的线路一个命名为RX,连接RXI的线路叫做TX):

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VCC应该是另外唯一的会提醒你连接其他所有的VCC线路(连接到VCc电压结点)?对于其他命名的线路,我们可以创建相同的接线栓。那里合适?我们需要在ATmega328添加RX和TX,还有DTR在它附近:

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虽然这里没有绿色连接线连接这些引脚,但是这些有相同名字的线路都已经被连接。

我们需要做很多名字把2*3编程接线头和ATmega328相连接。首先,像下面连接接线头(标记为MOSI, MISO, SCK, 和 RESET)

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然后回到ATmega328,添加相同的名字/标记线路

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开心吧,现在已经完成了连接,是时候该给pcb布线了。它完成后就像下面一样:

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原理图设计已经完成,但是在进行到pcb布线教程前,我们想分享一些要点:

要点

命名和取值

每个在你的原理图上的元件都有两个可编辑文本区域:名字和值。名字是身份标记比如R1,R2,LED等等。每个在原理图上的元件都有一个独特的名字,你可以用NAME工具————28改变任何一个元件的名字?

一个元件的值允许你去分辨元件的不同特性。比如,你可以设置一个电阻的电阻值和一个电容的电容值。元件值的重要性主要取决于它是什么类型的元件。像电阻电容等等,当你积累了一堆材料或者一沓表格时,它们的值是很重要的信息。要调整元件的值,使用 VALUE 工具 –29 .

检查连线

SHOW工具————30对于查证你的原理图上引脚的连接是否正确是很有用的。如果你在一个线路上使用SHOW,每个连接的引脚都被标亮。如果你不确定两个相同名字的线路是否正确连接,那么就使用SHOW工具吧。比如,用该工具选定GND,那么将有一批GND被标亮。

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除了使用SHOW,你还可以暂时移动元件检查线路是否与它连接。用MOVE移动元件,跟该元件连接的线路将调整去适应它。这个只是去检查。你点击ESC退出移动(或者当你无意中移动了元件,你可以选择撤销)

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如果所有的线路跟随元件一起移动,那么所有的线路连接都是对的。

如果一个线路不跟随元件移动,那么它没有与元件正确连接。重复确认你是否连接了每个引脚的终端,而不是超过终端或者没有连接。

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如果你有一些没有正确连接的线路,删除34 它,然后重新连接。

整组移动/删除/等等

任何你使用在单个元件上了工具,都可以用在组上。建立组和在组上操作只需要两步。首先,使用组工具35去选择你想要修改的元件,您可以按住鼠标左键,并拖动一个框在他们周围,或单击多次在一个组的周围绘制一个多边形。一旦一个组做成,每个在组里面的物体都会放大。

在建立了组后,选择你要使用的工具。在左边底层的状态框将给出你选择的工具的一些有用信息:

Group move status box

为了操作一个组,你必须选择一些工具,然后按住CTRL键,在组上单击右键。在你CTRL+单击右键后,那么工具将会像操作单个元件一样操作一个组。

复制/粘贴

EAGLE的复制和粘贴工具并不像其他的复制粘贴一样使用。当使用复制工具36时,它实际上就使用了复制和粘贴功能。当你复制了原理图上任意物体的一个部分——名字,文本,线路,等等。真正的复制将立即再生一个元件,并按照你的鼠标放在等待的位置。这对于你多次重复添加相同元件有很大作用。

粘贴工具37只能用于粘贴之前被你复制在剪切板的组。在用粘贴工具之前,你必须先创立一个组,然后(选用复制工具)CTRL+单击右键去复制它,此时按住ESC退出而不是粘贴。这个过程是把复制的组保存到你的剪切板里,然后你可以使用粘贴工具把它放在任何地方。当你需要复制一个原理图里的元件到另外的原理图上时,这个工具是很有用的。

(注:原文来自Sparkfun社区)