简介

在EAGLE中的PCB 设计是两步骤过程。首先你设计你的原理图,然后你根据那个原理图布局PCB。EAGLE的电路板和原理图编辑器并行工作。一个好的设计的原理图对于全部的PCB设计过程很重要。它会帮助你在板子被制作前捕获错误。并且它会帮你调试电路板当某些无法工作时。

这个教程是两部分使用EAGLE系列中的第一部分,它完全专注于EAGLE的原理图设计部分。在第二部分,使用EAGLE:电路板布局,我们将在这个教程中使用原理图作为我们例子电路板布局。

建议阅读

如果你想跟随这个教程,确保你已经安装并设置了EAGLE软件。我们的怎么安装和设置EAGLE教程按步骤重温这个过程,并且它也覆盖EAGLE是什么和什么使它强大的基础。也覆盖怎样下载和安装我们将在这个教程中使用的库。确保读过那个教程在你继续之前。

我们也建议你阅读和理解教程背后的概念:

      。怎样读原理图

      。PCB基础

创建一个工程

我们将由为我们的设计创建一个新工程文件夹开始。在控制面板,在“Project”树下,右击你想放置工程的目录(默认EAGLE在你的home文件夹里创建一个“eagle"目录),然后选择”New Project".

                                                   

 

给这个新建,红色工程文件夹一个描述性名字。“Bare Bones Arduino"怎样。

                                                    

工程文件夹像任何正常的文件系统文件夹,除了他们含有一个被称为”eagle.epf"的文件。EPF文件链接你的原理图和电路板在一起,并且也保存一些你可能特别为这个工程设置的参数。

创建原理图

工程文件夹将持有原理图和电路板设计文件(也有最终我们的gerber文件)。开始设计过程,我们需要展示一个原理图。

添加一个原理图到一个工程文件夹,右键文件夹,鼠标悬停在“New"然后选择”Schematic“。

                                                    

一个新的,空窗口应该立即弹出。欢迎到原理图编辑器!

添加元件到原理图

原理图设计是两步过程。第一你要添加所有的元件到原理图表,然后这些元件需要连接到一块。你可以混合步骤——添加少量元件,连线少量元件,然后添加多一点——但是因为我们已经有一个参考设计我们将一下子添加所有。

使用ADD工具

ADD工具——(在左边工具条,或在Edit菜单下)——就是你将使用来在原理图上放置每个单一元件。ADD工具打开一个库导航器,你可以扩展特定的库查看它含有的元件。一个元件在左边被选中,右边的视图更新显示元件的原理图符号和它的封装。

                            

                      

ADD工具也有查找功能——非常有用当你浏览许多库去找一个元件。查找非常按文字的,所以不要拼错东西!你可以通过放置一个星号(*)在你的条目之前或之后添加通配符到你的查找。例如如果你搜索atmega328你应该在库里找到单一元件或包组,但是如果你搜索*atmega328*(注意前后星号),你将发现更多版本的集成电路(因为他们实际上被命名为”ATMEGA328P").你将可能想熟悉总是添加星号在你条目前后。

实际上从库中添加一个元件选择你想要的元件点击“OK",或者双击你的元件。

步骤1:添加一个框 

框架不是最终PCB布局的重要组件,但是它使你的原理图看起来整洁和有组织。这个框架我们相应的应该在SparkFun-Aesthetics库,它被命名为FRAME-LETTER。通过查找或浏览找到它然后添加它到你的原理图。

在你选择你想添加的组件后,它将”发光“然后开始悬浮跟随你的鼠标。为了放置这个元件,左击(一次!)。让我们放置这个框架所以它的左下角正好从原点开始(小的点十字,原理图的静态位置)。

放置元件之后,ADD工具假定你想添加令一个——一个新的框架应该出现跟随你的鼠标。为了摆脱添加模式ESC按两次或仅仅选择一个不同的工具。

步骤2:保存(经常保存) 

现在你的原理图是一个没有标题的缓存文件。为了保存到File>Save,或点击蓝色软盘按钮——。用一些描述性的东西命名你的原理图。”BareBonesArduino.sch"(SCH是所有EAGLE原理图的文件格式)。

作为奖励,保存之后,你的框架应该相应更新(你可能移动屏幕,或到View>Redraw)。

步骤3:添加电源输入

下次我们将添加四个不同元件专门用于我们的电压供应输入。使用添加工具用于这些元件:

元件描述 元件名称 数量
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

这些元件将放在原理图框架的左上角。像这样放置:

如果你需要移动元件,使用MOVE工具—— (左工具条或者在Edit菜单下)。在元件上左击一次选取它(你的鼠标应该悬浮在元件的红“+”原点)。然后在一次左击当它需要放在的地方。

步骤4:微控制器和支持电路

下一步我们将设计的主要组件——ATmega328微控制器——包括一些支持它的组件。这是我们将要添加的组件:

元件描述 精确元件名 数量
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

当你放置它们旋转元件时,选择四个旋转工具条之一————或右击在放置元件之前。放置你的微控制器在框架中心,然后在它周围添加其它的元件像这样:

步骤5:添加接头

三个接头将结束我们的设计。一个8脚接头分开模拟引脚,一个6脚串行编程头,然后是一个2x3脚ICSP编程头。这里是这步要添加的3个元件:

元件描述 精确元件名 数量
8-Pin 0.1" Header SparkFun-Connectors M081X08 1
2x3 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

最终!这是你的添加了每一个元件原理图看起来的样子:

下一步我们将把他们连在一起。 

连接原理图

当所有组件添加到了我们的原理图,是时候把它们连在一起了。在我们开始之前有一个重要的警告:即使我们在原理图中连接元件,我们不使用WIRE工具————连接它们。而是,我们将使用NET工具——(左工具条,或在Draw菜单下)。WIRE工具应该更好的命名为Line-drawing工具,NET在连接组件上做的更好。

使用NET工具

为了使用NET工具,悬浮在引脚的尾端(尽可能近,如果需要的话放大),然后左击一次开启一条线。现在一条绿色的线应该跟随你的鼠标移动。终止这条网线,左击其它的引脚或网线。

 最难的部分,有时候,是确定电路符号的哪一部分是真正的引脚。通常它们由细的,水平,元件一侧出发的红线识别。有时(不总是)它们用引脚数字标记。当你开始或结束一条网线时确保你点在引脚的终端。

连接电源输入电路

回到左上角,像这样连接电源输入电路:

无论何时一条网线分成两个方向,一个连接节点将会产生。这表示所有三个交叉的网线是连在一块的。如果没有节点,这些网线没有连在一块。

连接ATmega328电路

下一步我们将连接ATmega328到它的支持电路。有LED,一个接头,电阻,电容和VCC/GND符号要连接:

 不要忘记在LED,电阻,和GND符号添加网线!

制作命名的,标记的网线存根

最后的我们要连的网线不会轻松的简单连接。例如,我们需要连接JP2上的TXO脚到ATmega328的RXD脚,自始至终在另一边。你可以直接连,它可以工作,但是它将真的很难看。相反,我们将使用网络存根然后给它们独特的名字连接它们。

我们将开始添加短的,一边网线到串行接头的六个脚的每一个脚。以一个脚的一个网线开始,就像你已经做的。通过左击到右侧引脚有一些格子长度终止这个网线。然后,不是连接到另外的引脚,只是点击ESC结束连线。当你完成,它应该像这样:

 下一步,我们将使用NAME工具——(左工具条,或者在Edit菜单下)——命名六个网线的每一个。NAME工具选中时,点击一个网线应该弹出一个新对话框。开始命名连接在上面的网线,GND脚。删除自动产生名(例如。N$14),然后用“GND"替换(无双引号)。这会导致一个警告对话框,问你是否想连这个网线到其它所有被命名为”GND"的网线(即将每一个网线连到GND符号)。是的我们想连GND到GND.

命名一个网线之后,你应该使用LABEL工具————添加文本标签。LABEL工具选中,左击你刚命名的网线。这应该产生一块文本显示“GND",再次左击放置标签正好在你的网线之上。

按照同样顺序的操作用于剩下的五个网线存根。最后,它们看起来应该像这样(注意连到TXO脚被命名为”RX","TX"网线连到RXI——那是有意的):

 VCC应该仅仅是其它的网线警告你,你将被连到其它被称为“VCC"(连到VCC电压节点的一切)。至于其它命名的网线,我们将需要在其它地方创建同样的存根。到底哪儿?是的,我们需要在ATmega328上添加一个”RX"和“TX"网线,还有附近的”DTR":

即使没有绿色网线连到这些引脚,每个拥有同样名称的实际上连在一起。 

我们需要做一些同样的连接2x3编程头到ATmega328.首先,像这样接通连接头(命名的/标签的MOSI,MISO,SCK,和RESET):

 然后,回到ATmega328,添加四个同样的命名的/标签的网线:

 啊——你完成了。兴奋,是时候布局PCB啦!当你的原理图完成,它看起来应该像这样:

原理图布局完成。