git:20260909.72be554 to git:20260911.ad2889a

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name: kicad

description: "Use when designing electronic circuits and PCBs — schematic capture, PCB layout, 3D viewer, SPICE simulation, Gerber export. KiCad: the leading open-source EDA/PCB design suite."

tags:

- eda

- pcb

- electronics

- schematic

- gerber

- python

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> **项目地址：** <https://gitlab.com/kicad/code/kicad>

>

> **官网：** <https://www.kicad.org/>

>

> **官方文档：** <https://docs.kicad.org/>

>

> **API（Python）：** <https://docs.kicad.org/doxygen-python/>

>

> **许可证：** GPL-3.0+

## 概述

KiCad 主要程序：

| 程序 | 用途 |

|------|------|

| KiCad（项目管理） | 项目入口 |

| Eeschema | 原理图编辑 |

| Symbol Editor | 元件符号库 |

| Pcbnew | PCB 布局布线 |

| Footprint Editor | 封装库 |

| 3D Viewer | 3D 预览 |

| GerbView | Gerber 浏览 |

| BOM 工具 | 物料清单 |

| CLI（KiCad 7+） | 自动化（`kicad-cli`） |

新版本改进（KiCad 7+，最新稳定版请参见 [KiCad Downloads](https://www.kicad.org/download/)）：

- 全新原生 Python API（`pcbnew`），支持脚本扩展

- 标准 IPC-2581 输出

- 多板设计 / 互连

- DRC 规则丰富（差分对、长度匹配）

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## 安装

```bash

# Linux

sudo add-apt-repository --yes ppa:kicad/kicad-10.0-releases

sudo apt install kicad

# macOS

brew install --cask kicad

# Windows: 安装包

```

库（Symbols/Footprints/3D Models）随主程序安装；亦可单独 `kicad-symbols / kicad-footprints / kicad-packages3D` 仓库 git 跟踪。

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## 原理图（Eeschema）要点

- 元件：`A` 添加；`R/L/C` 等快捷键

- 连线：`W` Wire、`B` Bus

- 注释：Tools → Annotate Schematic

- 电气规则：`ERC`（菜单 Inspect → ERC）

- 分页：File → Schematic Setup → Page Settings；分页通过 Hierarchical Sheet

- 总线展开：`{NET[0..7]}`

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## PCB（Pcbnew）要点

- 板框：Edge.Cuts 层用 `Polygon` 或 `Line` 画

- 摆件：拖动 / 旋转 / 翻面 (`F`)

- 走线：`X` 起线、`V` 通孔 / 切层

- 网络规则：`File → Board Setup → Net Classes`

- 覆铜：`Add Filled Zone`，绑定 GND/PWR

- DRC：`Inspect → Design Rules Checker`

- 推走线：菜单 Route → Interactive Router

- 长度调谐：Route → Tune Length

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## 库管理

- 全局库：`Preferences → Manage Symbol/Footprint Libraries`（按用户/项目级别）

- 推荐项目级库：在项目目录新建 `lib/` 放 `.kicad_sym` / `.pretty/`

- KiCad 5.x 旧 .lib / .mod 可通过 `Symbol Library Editor` 导入

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## 制造输出（Gerber + Drill）

```

File → Plot

Layers: F.Cu, B.Cu, F.Mask, B.Mask, F.Silkscreen, B.Silkscreen, Edge.Cuts (+ inner)

Format: Gerber (X2 推荐)

Generate Drill Files → Excellon / Gerber X2

输出：

*-F_Cu.gbr / *-B_Cu.gbr ...

*-PTH.drl / *-NPTH.drl

*-F_Pos.csv / *-B_Pos.csv (Pick & Place)

```

打包成 ZIP 上传给嘉立创/PCBWay/JLC 等代工厂。

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## CLI 自动化（KiCad 7+）

```bash

# 原理图导出 PDF

kicad-cli sch export pdf project/main.kicad_sch -o sch.pdf

# 网表

kicad-cli sch export netlist project/main.kicad_sch -o net.net

# Gerber + Drill

kicad-cli pcb export gerbers project/board.kicad_pcb -o gerber/

kicad-cli pcb export drill project/board.kicad_pcb -o gerber/

# Pick & Place

kicad-cli pcb export pos project/board.kicad_pcb --format csv -o pos.csv

# STEP（3D）

kicad-cli pcb export step project/board.kicad_pcb -o board.step

```

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## Python 脚本（pcbnew）

```python

import pcbnew

board = pcbnew.LoadBoard("board.kicad_pcb")

for fp in board.GetFootprints():

print(fp.GetReference(), fp.GetValue(), fp.GetPosition())

# 添加新走线

track = pcbnew.PCB_TRACK(board)

track.SetStart(pcbnew.VECTOR2I_MM(10, 10))

track.SetEnd (pcbnew.VECTOR2I_MM(20, 10))

track.SetLayer(pcbnew.F_Cu)

track.SetWidth(pcbnew.FromMM(0.25))

board.Add(track)

pcbnew.SaveBoard("out.kicad_pcb", board)

```

KiCad 8 中改用 `pcbnew.VECTOR2I` + `pcbnew.FromMM`，旧 5/6 用 `wxPoint` + `pcbnew.FromMM`。

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## 性能与最佳实践

1. **使用项目级符号/封装库**，便于版本管理

2. **网络类（Net Class）**预设差分对 / 高速信号宽度间距

3. **覆铜后及时 Refill Zones (`B`)** 检查

4. **DRC** 在每次重要修改后运行；不要忽略红色错误

5. **3D 模型**：使用 STEP 比 WRL 体积小且更适合 STEP 联合导出

6. **多人协作**：用 Git LFS 管理 .kicad_pcb；避免冲突

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## 常见问题

| 问题 | 解决 |

|------|------|

| 元件找不到 footprint | 在 Symbol 属性中绑定 footprint，或用 CvPcb 重新分配 |

| 中文丝印 | 选支持中文的 TTF（KiCad 6+ 起支持 TTF/OTF）；更早版本仅 stroke 字体 |

| Gerber 不全 | 板厂常需要 `F.Mask/B.Mask/F.Silk/B.Silk/Edge.Cuts/F.Cu/B.Cu` + 钻孔 |

| 覆铜失效 | 重新 Refill；检查热焊盘连接 |

| 嘉立创不识别 | 输出格式选 X2；勾选 `Plot pad on silk` 关闭 |

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## 典型工作流

```

新建 Project (.kicad_pro)

│

├── 1. 原理图 (.kicad_sch)：放置元件 → 连线 → 注释 → 总线 → 分页

│ │

│ └── ERC（Electrical Rules Check）

│

├── 2. 分配封装：Tools → Assign Footprints（CvPcb）

│

├── 3. 生成网表 / 同步到 PCB（Update PCB from Schematic）

│

├── 4. PCB 布局 (.kicad_pcb)：摆件 → 布线 → 覆铜 → DRC

│

├── 5. 3D 预览 / 导出 STEP

│

└── 6. 制造输出：Gerber + Drill + Pick & Place + BOM

```

### 工作流一：从原理图到 PCB 的完整设计

1. 新建项目（`.kicad_pro`），在 Eeschema 中放置元件符号并联线

2. 运行 ERC 检查电气错误，Annotate 注释元件编号

3. 使用 CvPcb 为每个元件分配封装（Footprint）

4. Update PCB from Schematic 同步网表到 Pcbnew

5. 在 Pcbnew 中布局（摆件）、布线（走线）、覆铜

6. 运行 DRC 检查设计规则，修复所有错误

7. 导出 Gerber + Drill + Pick & Place + BOM 用于制造

### 工作流二：CI 自动化 Gerber 生成

1. 在 CI 环境安装 `kicad`（含 `kicad-cli`）

2. `kicad-cli sch export netlist project/main.kicad_sch -o net.net`

3. `kicad-cli pcb export gerbers project/board.kicad_pcb -o gerber/`

4. `kicad-cli pcb export drill project/board.kicad_pcb -o gerber/`

5. `kicad-cli pcb export pos project/board.kicad_pcb --format csv -o pos.csv`

6. 打包 Gerber + Drill 为 ZIP 上传至构建产物

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## AI 使用建议

- **推荐工作流模式**：AI 助手应遵循 KiCad 标准设计流程：原理图（Eeschema）→ 封装分配 → PCB（Pcbnew）→ DRC → 制造输出。自动化批处理使用 `kicad-cli` 命令行工具，Python 脚本使用 `pcbnew` 模块。

- **关键注意事项**：① ERC/DRC 必须在每次重要修改后运行，红色错误不可忽略；② 元件封装需在原理图阶段绑定，否则同步到 PCB 时会丢失；③ Gerber 输出需包含完整层栈（F.Cu/B.Cu/F.Mask/B.Mask/Edge.Cuts/Silk + Drill）；④ 覆铜后需 Refill Zones 检查热焊盘连接。

- **常用代码模式**：CLI 自动化：`kicad-cli sch export pdf` / `kicad-cli pcb export gerbers` / `kicad-cli pcb export drill`。Python：`pcbnew.LoadBoard("board.kicad_pcb")` → 遍历 footprints/tracks → 修改 → `pcbnew.SaveBoard()`。

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## 相关技能

- **freecad** — 3D 参数化 CAD，可与 KiCad 3D 模型协同：[../freecad/SKILL.md](../freecad/SKILL.md)

- **occt** — OCCT 几何内核（KiCad 3D Viewer 底层依赖）：[../occt/SKILL.md](../occt/SKILL.md)

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## 参考资源

- 官方文档：<https://docs.kicad.org/>

- 入门教程（中文）：<https://docs.kicad.org/master/zh/getting_started_in_kicad/getting_started_in_kicad.html>

- pcbnew Python：<https://docs.kicad.org/doxygen-python/>