[FabNotes13] 作业6：电路设计 | Week6 - Electronics Design

学习电路设计这周的作业是：

Redraw the echo hello-world board

• add (at least) a button and LED (with current-limiting resistor)
• check the design rules, and make it
• extra credit: simulate its operation

也就是从零开始设计一块电路板,并且动手做粗来。

这时，电路小白有点方，扒出别人的作业开始照猫画虎。

1. 导入元件库

电路设计的软件有很多，选了据说功能最强大的 Eagle（主要是以前同学的教程基本都是用的 Eagle）。Eagle 提供了海量的电子元件库，而且 FabAcademy 作业的库也已经有人整理好了。在开工之前，先下载元件库并导入到 Eagle。

Eagle 界面的功能图标简直让人抓瞎，完全看不懂什么意思，只好一个一个悬停等看 tooltip。顶部工具栏有一个好像三个温度计的图标，用来导入元件库。

2. 选择元件到画布

Eagle 主要分成两种文件/视图：schemetic 用于元件布局和指定元件关系，保存为 .sch 文件；board 用于生成线路，保存为 .brd 文件。

元件库准备就绪后，我们需要把电路中用到的所有元件一口气都找出来，加到设计中。首先，把最重要的微控制器 ATtiny44 找到。在 FAB 元件库中选择 ATTINY44-SSU ，然后点「ok」，鼠标放置到合适的位置上，再点击，元件就放好了。

放好一个元件后，按下「esc」键，可以快速回到元件选择面板，继续添加其他元件：

3. 完成电路设计

所有元件添加好以后，需要对元件名、值、引脚等做出相应的修改。其中最关键的是，将每个需要用到的引脚，拉出一条线，并且打上需要连接元件的标签。这个过程会用到下面这些功能：

这一步坑很多。必需仔仔细细检查每一个引脚的标签到底有没有打对。而且从引脚引出来的线不能跟引脚本身重合，而只能恰好在接触的地方有一个交点。如果在设计视图没有把所有细节弄对，到电路板视图时，就会死活连不好。推倒重来几次后，终于完成了 schematic 视图：

4. 生成电路板

点击元件库按钮旁边的 "Generate/Switch to board" 按钮，来到鸡(zhe)冻(mo)人(si)心(ni)的电路板视图：

程序会根据设计视图中，所有元件的连接关系，自动打好虚拟连接线（黄色的细线，不能在 board 视图中删除，必需回到 schemetic 视图中修改引脚关系）。

把所有元件拖到白色矩形框内，用 move / rotate 等命令去调整元件的位置和摆放。这时最好把 Grid 设置中的网格改小一些，不然难对齐。

看上去所有元件已经各就各位。下面要开始拉线路轨迹了。这时可以再使用一下 "Ratsnest" 命令，清除掉冗余的连接线。

试着用了一下 Autorouter 自动连线功能，但是效果并不好，有些线没连上，走线也比较混乱：

5. 手动连线

自动连线的美梦破裂，只好自己动手。选中一个引脚，视图中会高亮出要跟这个引脚连接的所有引脚，拉出线路按照横平竖直拐角45°的规则，把它们都连起来。每连接好两个脚，细黄线就会消失，说明连对了。到最后没有黄色细线剩下，就说明全部连完鸟。连线时有个小技巧：右键可以快速切换连线的类型（直线/向下45°角/向上45°角）

连线完成之后，可以在图层管理中，隐藏掉除了“top”以外的所有图层，就能看到颜值提升的成品了：

Downlong my eagle files

6. 导出

导出电路板 traces 图层时，只选择显示“top”层就够了。这里需要勾选上“Monochrome”单色选项，方便导出成黑白图像，给到 fab module 做识别。

然后，隐藏除了 "Dimension" 之外的其他图层，导出电路板边框：

7. 切割

又到了 milling 时间。把刚才导出的 png 文件传到 fab modules 里。png 用的 1500 dpi ，效果看起来还不错：

折腾了好几次贴板、换头、校准、调零，开切：

新换的 1/64 刀头果然比较给力。除了名字那里有点毁，切好的板子一副良民模样：

8. 组装

终于到了最后一步，组装元件。

从一大堆元件包中，一个一个翻出需要用到的元件，简直不能更崩溃 —— 丫们一个比一个小，恨不得五指全变镊子才抓得住。居然花了差不多20分钟才凑齐所有元件。为了保险起见，先在白纸上把大家摆好，然后用笔画出连线。一会照着连就是了。

焊元件过程还是相当愉快的，虽然还是掌握不好焊第一个引脚时的技巧，手一抖就歪掉…… 但已经比第一次熟练多了。

全部焊完以后才发现……有放大镜，我为什么没有看到…………

更多资料

• JeremyBlum's eagle tutorials
• EAGLE官方教程视频

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