【深海王国】初中生也能画的电路板？手把手教你制作第一个PCB电路板（6）
Hi~ (o^^o)♪, 各位深海王国的同志们，早上下午晚上凌晨好呀~ 辛苦工作的你今天也辛苦啦(/≧ω)
今天大都督将继续为大家带来系列——初中生也能画的电路板，帮你一周内快速入门PCB设计，手把手教你从元器件库添加、电路原理图绘制、PCB布局设计到工厂打样生产，一整套流程完整制作出你人生中的第一块电路板，let’s go！
（6）再会PCB绘制与常用快捷键
在之前我们说过，PCB设计总共分为前期准备、原理图设计、PCB设计、DRC检查、投板生产、焊接调试六步，这节我们就沿着上节继续讲讲PCB设计和DRC检查这个两个工作。
注：3~7节的PCB设计以我们曾经做的APP项目为例，
具体接线可参考文章（2）软串口与SoftwareSerial库使用
APP方面可参考系列【深海王国】小学生都能做的APP？
再会PCB绘制：
上节做后我们做出的PCB如下：
可能细心的同学已经发现了，为什么信号线和电源线一样宽呢？这显然不符合我们的生活认知。
事实也确实如此，我们把鼠标悬停在信号线上可以看到默认的线宽为0.254mm即0.01英寸即10mil（1英寸=1000mil）。
10mil对信号线来说肯定是足够的，但是对于电源线就有点不够看了，所以我们肯定需要让电源线更宽一些。
而这就是设计规则的修改，除了线宽，还有过孔大小、间距等都包含在内，是电路设计中很重要的安全准则。
1.如何修改设计规则
我们可以在设计中找到设计规则，
也可以直接在自动布线中找到设计规则：
不过在进行设计规则修改前，可以先将绘图单位变为mil，这样修改设计规则才能以mil为单位（点击空白画布，在属性框中可以修改绘图单位。）
修改后打开设计规则如下：
上方的框内即为目前我们已经有的设计规则，而右侧则为电路网络及其对应规则。
当我们点击新增或删除时，就可以增加新的设计规则或删除规则。
2.PCB线宽与过流计算公式
PCB走线线宽的计算是为了确保走线能够在安全电流范围内工作，避免因过热而损坏。计算公式通常考虑电流承受量、温升、走线长度以及铜箔的厚度等因素。下面是一个较为常用的PCB走线线宽计算公式，基于IPC-2221A标准。
PS：这个电流计算公式只是给大家拓展一下不需要记，可以直接看后面的电流/线宽对应表。
在第一个公式中：
- K–修正系数，一般覆铜线在内层时取0.024，在外层时取0.048;
- T–最大温升，单位为℃(铜的熔点是1060℃)，一般取10℃。
- A–覆铜截面积，单位为平方mil，算出来以后带入第二个公式。
第二个公式中：
- W–是走线宽度，单位：mil，对于其他单位则需相应调整。
- d–是铜箔厚度，单位：mil，大部分PCB的铜箔厚度为一蛊司（OZ）也就是35um，即无特殊要求下d取35um，d=0.035/0.0254=1.378mil。
先由第一个公式的I、K、T导出A，
再将A带入第二个公式，由A、d导出W。
然后给出大家一个电流/线宽对应表，对应在 1 盎司（1OZ=35um）的铜重量下将温度上升限制在 10 °C，
大家可以直接参考这个表定义线宽：
| 走线宽度 (mil) | 最大电流 (A) |
|---|---|
| 10 | 1 |
| 30 | 2 |
| 50 | 3 |
| 110 | 5 |
| 220 | 8 |
我们可以将公式代入试一下，T为10℃，d为一蛊司也就是1378mil，电流I取1A：
由公式一我们可以算出：
1=0.048* 100.44 * A0.75
A≈14mil2
线宽 W=A/1.378≈10mil，结果正确。
3.给网络添加设计规则
我们使用的元器件为BLE低功耗蓝牙，30mil完全够了，所以我们电源线宽就设置为30mil。
剩下的参数如线间距、孔外径（最小）、孔内径（最小）、线长等，我们都不用修改，直接用默认的就行。
如果真的需要修改剩下的参数，可以参考嘉立创的生产工艺，看看能不能达到你的要求，链接在这里：
然后就可以给我们对应的电路网络添加设计规则啦：
-
添加新的规则
-
点击需要修改的电路网络
-
选择新的设计规则
-
点击应用，应用规则
对应本项目，我们只需要给3.3V、GND网络添加电源线规则就好啦，都修改好以后，点击设置就可以啦：
4.更新PCB
画好线以后，如果我们想添加一些新的内容，或者修改一下接线该怎么办呢，我们就可以用到更新PCB，比如我在原理图中新加入一个供电排针，用来连接5V电源给Arduino UNO开发板供电：
然后在保存文件后，点击菜单栏的更新PCB，弹出的提示框我们跟之前一样点否就可以：
然后会弹到PCB绘制页面，提醒我们更新的内容，我们点击应用修改就可以啦。
然后就可以看到我们多出了J2排针，这样我们的PCB就更新好了，如果我们中途想修改原理图，用这个功能就可以了。
5.添加泪滴
我们在给网络添加好设计规则后（注意，不管是3.3V还是5V，线宽都可以设成30mil，够用的），将新添加的元器件布好局后，重新进行自动布线，就会发现，电源线都变粗了：
这样布线就结束啦。
接下来我们就可以添加泪滴啦，在PCB设计中，泪滴是一种特定的设计细节，通常应用在焊盘、通孔或连接线处使用，作用是防止导线断裂、提高焊接强度、改善电气性能。
我们可以在工具中找到泪滴：
然后什么都不用修改，直接点击应用就可以啦：
用完后，我们观察导线与焊盘的交接处，多了一段锥形布线，这个就是泪滴啦：
6.铺铜
添加完泪滴，我们就可以开始铺铜啦，在PCB设计中，铺铜是一个常见和重要的步骤，它指的是在电路板的特定区域内添加铜覆盖层。这种操作可以减小地线阻抗，提高抗干扰能力；降低压降，提高电源效率；与地线相连，还可以减小环路面积；还可以增强散热性能，在我们焊接的时候防止烧坏芯片等等等很多好处。
反正，铺就完事了。
顶层和底层都要铺铜，我们先选中需要铺图层，然后点击工具栏中的铺铜，或者使用快捷键e：
然后我们网络一般选择GND，铺地铜，直接点确认即可：
然后就跟画线的操作一样，将我们需要铺的区域（一般是整块PCB板）框住就可以啦：
然后底层也不要忘了，最后效果如下：
DRC检查
在我们板子画好后，就可以进行DRC检查啦，DRC检查，全称设计规则检查（Design Rule Check），是用来检查包括走线间距、走线宽度、焊盘间距、焊盘尺寸、孔间距等一些参数的安全规则确认，确保它们都不违反制造过程所能接受的最小/最大允许值。
一般来说，在原理图设计阶段就要进行DRC检查，但考虑到我们用开发板做项目，一般都是实际测试好了才开始画电路板，所以一般原理图设计不会出错（除非画线画错了），所以原理图阶段的DRC检查就可以忽略。
而在PCB阶段的DRC检查就很有必要了，我们点击菜单栏上的DRC检查：
在左侧的弹出的DRC检查框中，检查未出现错误后说明板子已经画好啦！
到这里我们的第一块PCB电路设计工作就结束啦，接下来就是把这块电路板送到厂家那里投板生产，这里不得不再夸一句某立创，每个月都有两次免费打板的机会，甚至还包邮，真的很良心！
反正今天的学习到这里就差不多啦，下节我们再学习怎么把板子送去投厂生产，看到这里的你今天也辛苦啦٩(ˊᗜˋ)و✧。
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(◍˃̶ᗜ˂̶◍)✩我深海大都督正式授予你深海王国公民的身份~
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