我为什么将KiCad作为主力EDA软件

熟悉我频道的朋友应该都知道，我开源的硬件项目都是用KiCad这款EDA软件来绘制的。很多朋友私信问过我为什么要用这款不太主流的EDA软件，而不是用Altium Designer、OrCAD、PADS这些主流EDA软件。今天就和大家讲讲原因。

我与AD

其实我并非一入行就用的KiCad。我是2011年上的大学，大学军训后立刻进入了学校的实验室，开始了我的电子之路。最开始接触PCB绘制时当然是用的最经典的protel99se，当时用它绘制了第一款PCB我记得是一款51单片机开发板。当时其实protel的Altium Designer已经很成熟了，但是无奈刚入行孤陋寡闻还不了解。在几个月后才由同实验室的师兄推荐并帮忙安装了我的第一款Altium Designer，我记得当时的版本是09冬季版。从此整个大学期间基本都是用的AD了，期间也接触其他的，但是没有KiCad。

比较幸运的是学校实验室当时有一台德国进口的乐普科(LPKF)PCB制板机，这让我们这些实验室里的同学为之兴奋不已。这是一台半自动机器，需要手动来切换正反面，同时还需要手动进行过孔镀铜。因为机器工作会产生噪声，怕惹实验室老师不高兴，每次做板子都是晚上直接在实验室包一整宿。整个过程比较繁琐，耗时也长，所以每次做板子之前都是反复检查以防出错，这也让我养成了做板保证一次成功的好习惯。

乐普科(LPKF)PCB制板机

大学的时光是美好而短暂的，我在2014年秋季也就是大四的上学期拿到了北京一家公司的offer，春节以后没有回学校直接前往参加实习工作。这是一家中型公司，以软件和服务为主营业务，规模大概几百人，我在里面任职硬件工程师负责公司硬件产品电路板的设计调试和绘制。因为硬件并非主业，只占一小部分，所以人员配置不是很多，部门一共十来个人，和我一起做硬件的还有两个人，一个是我们部门领导，一个是工作几年的同事。其他的负责嵌入式软件。

缘起

2015年7月毕业以后就直接到了公司正式开始工作。工作不久就发生了一件事情，这件事情就决定了我未来将使用KiCad作为主用EDA软件。一个烈日炎炎的午后，部门领导接到了一个电话，行政部门打来的，说是老板收到了一份来自Altium Designer的律师函。老板并非技术出身，可以想象一定是一脸懵逼，应该是经过仔细询问以后才确定是我们部门使用的盗版软件，人家找上门来。

搞技术的对于知识产权这个东西一向是尊重的，我的领导也好我和同事也好都很快达成共识，那就是买两套，毕竟公司这点钱还是拿的出来的，询问价格大概是在十万左右一套，详细价格我不了解。买两套我用一套我的同事用一套，因为我的领导在我入职以后基本就不再画板子了，更多精力放到了嵌入式软件和公司上层云平台对接上面。

与AD公司沟通后意外发生了，AD方说远程检测到我公司一共有六台电脑在使用他们软件，要买的话需要买六套软件。与他们沟通解释我公司负责硬件设计的一共也就两人，能不能只买两套，对方坚定不同意。面对这个局面，60多万的价格公司不愿接受，被迫我们只好想其他办法。

主角登场

在2014、15年那会有一个名词在电子圈和软件圈很火，那就是“开源”，开源顾名思义就是开放源代码的意思。这个时候我还接触到一个网站，那就是Github，这真是创客的天堂，来自全世界的开源项目。在里面我发现了一个很牛掰的项目—HackRF One，一个软件无线电开源项目，硬件部分就是用同是开源的KiCad软件绘制的。

为了更深入的了解学习这个项目，我第一次下载了KiCad软件，我记得当时版本是第三版（现在已经是第五版了），软件包大概才400M左右，安装速度也很快，整体感觉就是小巧精致。当时3D部分好像是与Wings3D合作的，现在是FreeCAD。

经过了几天使用我基本就可以来画完整的板子了，从原理图到PCB。需要注意的是当时没有任何中文使用教程，软件也还没有中文选项。就这样用了几天就可以完整的画板子足可见这款软件的优势了，那就是简单易用。对了，还有免费。

我于是将这个软件推荐给我领导和同事，他们也非专职的工程师业余也是创客，大家竟然都了解这款软件，只是没有上手体验过。于是大家都安装了KiCad，从此我们就开启了KiCad之旅。最后大家都得出一个结论，那就是：不比AD差。

KiCad还有一个比较令人感动的事情，就是他的更新频率，从我们开始使用KiCad以来它一直保持一定的节奏在更新，这让我们十分的开心。而且比较有意思的是，我们在使用过程中发现一些不太人性化的地方，它竟然十分巧合的在下一版中给优化了，比如3D部分之前是不支持在PCB中直接修改的，后来在新版本中就可以了，这就十分方便了。虽然在今年的几个版本中稳定性有一点问题，比如闪退现象频繁，但我相信会在未来版本中得以解决。

一场开源之旅

在KiCad作为我们的正式EDA软件以后，我们把AD软件都卸载了，图纸都转成了PDF，包括封装库之类的也进行了压缩保存处理。老产品基本都稳定了，新产品就全都使用KiCad来绘制。比较奇葩的是几个月后又收到了AD的律师函，但是我们已经不害怕了，因为我们确实没有使用，也不怕上门来查。

我们在体验到KiCad带来的开源免费福利以后，上了开源的瘾，于是我的领导提出了一个有意思的想法，就是我们部门开发工具能不能全部转为开源软件。我们统计了一下，主要用的软件除了EDA软件以外就是IDE了，那会我们用的Keil，主要是给飞思卡尔和STM32片子进行编程。于是我们找到了一个不错的方案，那就是eclipse +gcc-arm-none-eabi 编译链，一顿折腾后发现真的特别方便，再加上eclipse强大的代码编辑能力，真的是比Keil、iar等IDE毫不逊色。

后来我离开团队以后还保持着这样的开源思想，其他软件能用开源的都用开源的，比如7-zip、FreeCAD、git等。私下里在做一些商业项目的时候，如果客户对软件没有要求我就会使用KiCad来给他们画板子。

开源的意义

大家都知道我业余做自媒体主要做的就是开源，将自己玩的一些非商业项目开源与大家分享。其实这么做的意义除了自己获取认同感和成就感以外，更多是帮助一些刚入门的小伙伴可以在一个基础上来进行学习，大家可能在我的设计里面得到一丝灵感，同时也可以节省时间。这也算是我对开源事业做的一点点贡献。

最近我又做了一个完全开源的项目，是一款时钟。上次的OLED时钟得到了很多小伙伴的认可，但是确实存在一个问题，那就是OLED屏的成本太高，这次做这个时钟就是想解决成本这个问题，所以采用矩阵led屏来做显示。同时也加入了Wi-Fi定时联网校时功能，可玩性就更高了。目前已经发给PCB加工厂，估计很快就回来了，回来调试OK以后会第一时间与大家分享，这次我也会专门写一篇文章记录制作过程，方便大家制作。这里先透露一下3D模型。

显示板

主控板

最后插一条广告，我之前做的那款Hi-Fi电子管耳放目前已经发售，定价299 ，淘宝搜索店铺“HACK实验室 ”即可找到。但是由于我是业余在搞，所以需要预订，周期大概一周左右。音质绝对Hi-Fi，对得起这个价格。这是我目前为止，唯一一款没有开源的项目。之所以没有开源就是想用来销售，收益用于HACK实验室开源项目的经费和仪器的采购，这样可持续的做出更多开源项目与大家分享，希望大家多多支持。如果没有耳放这方面需求的小伙伴千万不要买，以免浪费。

单片机学习指南

队长 路飞的电子设计宝藏 7月26日

鉴于原文只介绍了51单片机的学习路线（当时STM32刚兴起），与当前流行的STM32等高端单片机相比，显得有些落后，所以笔者更新了此文。

一、51和STM32的区别。

STM32比51主频高、RAM大、FLASH大，那么STM32能处理的事情就更多了。

STM32外设比51多，如：CAN、USB、FSMC等，能让你省点芯片。

STM32有固件库，不再需要看着手册，查寄存器来写代码，网上也有很多例程。

众多优势让STM32成为大众化、主流单片机，所以必须从51过渡到STM32的时代。

二、内核与外设。

外设就是外部的设备，如：GPIO、ADC、IIC、UART、SPI等。

内核就是内部的核心，如：ALU算术逻辑单元、流水线、指令集等。

51的内核仍然叫51。STM32的内核有Cortex M0、M0+、M3、M4、M7等。

因为ARM Cortex系列的芯片分为高端的A系列，中端的R系列、低端的M系列，所以STM32有好几种内核。

三、如何从51过渡到STM32？

尽管51有那么多的不好，但是低成本依然是它的优势。一片OTP（一次性编程）的51低至0.3毛，它适用于众多家电产品。

所以并不能以单纯的技术崇拜而把51贬得一无是处。只不过，我们需要掌握更多的技术，以适应不同的工作环境。

既然要从51过渡到STM32，那么停留在51的时间不宜太久，掌握基本的定时器、串口，就可以转到STM32上来了。

有的学校先教汇编，再教C，但我认为，先学C，再到汇编会比较好，因为汇编枯燥难学，导致单片机还没用起来，兴趣就消减一大半了。正如linus那句话，你得先学会使用它。

一、首先掌握C语言语法。

单片机用的C语言叫C51，C51除了标准C的语法之外，还特意为单片机增添了几个语法而已，没有很大区别，那么我们可以装个VS（别再用VC6.0那个老掉牙的IDE啦）然后，随便找本语法书抄代码，模仿写，不看书做出课后习题就可以了，其中流程控制（包括if,for,while,switch等）以及指针和结构体都是需要掌握的。推荐看视频《边用边学C语言》。

二、少量的实践。

接下来，你可以买一块单片机开发板来做一些小玩意了（只买一块开发板56元即可，不必浪费太多钱），譬如：摇摇棒，光立方，密码锁，超声波测距，红外摇控等等（很多新奇有趣的小玩意都可以在论坛找到）。当然，也不需要每个都做，我们可以选一些差异性较大的来做，这样升级会快一些。推荐视频《十天学会单片机》，也可以看开发板配套的视频，教材《单片机c语言程序设计实训100例——基于8051+proteus仿真》。适当的做几个就行，不要在这个阶段停留太久，重点掌握定时器和串口。

三、养成良好的编码习惯。

在《十天学会单片机》里会出现众多不怎么好的代码，但是我们不能一下子写出优秀的代码，必须有个过渡期，所以建议大家先看郭大侠的视频。那么如何写出高效而且可读性好的代码呢？这里只提到一点，不要用拼音来命名变量或者函数名，像int shi,fen,miao;这些都是不良的编码习惯，必须全部使用英文命名。推荐的做法就是多参考大神们写的代码，在百度文库或者各大电子论坛都可以看到很多优秀的代码。此外，推荐《从单片机初学者迈向单片机工程师》、《MISRA C标准工程师笔记》、《C语言编程规范》、《C51代码风格》。

四、了解汇编语言。

单片机工程师又叫固件工程师，因为他们写的代码都是跟寄存器打交道，而寄存器又可以直接控制硬件，处于最底层的软件而且不用经常改动，所以叫固件。这部分需要数电、模电的基础才好理解，所以在大学都是先教数电、模电再教单片机的。现在你要用汇编语言来玩单片机，你会发现汇编比较棘手，写出来的代码可读性差、可移植性差而且很难维护，但汇编即让你很清晰地感受到单片机是如何工作的，以及理解C语言指针的原理。不过，我们不需要钻研汇编语言，只需要有所了解，比如，精准的延时。

一、编译、编辑、版本控制器。

由于STM32的固件库中，函数名、变量名都是很长，我们不可能逐一输入，这就需要用到先进的工具。

1、编译器。仍然使用keil编译代码。

2、编辑器。编辑器就是写代码的工具，因为keil的代码补全、提示都很差，所以要用其它工具来写代码。这就得开两个软件，一个写代码，一个编译代码。虽然这样有点麻烦，但是相对于输入那一大串函数名来比，不算什么。推荐VS、Eclipse(C/C++版本)。不推荐使用source insight（功能不够强大）。

3、版本控制器。这个东西就是用来备份代码的，不要再用压缩包了。推荐git教程。

二、学会固件库。

有了上一步的准备工作之后，先买一块STM32开发板，带仿真器，248元。这里下载代码可不像51那些，用串口就能下载的了，得另外用一个仿真器。

这里的仿真器有ST link、Ulink等，不推荐使用J link。而仿真器的接口有JTAG和SWD，推荐使用SWD，接3根线就可以了。

推荐教材《STM32开发指南库函数教程》，也可以看开发板配套的视频。这里要掌握STM32的外设，如：ADC、RTC、CAN、IIC、SPI、UART、DMA、SDIO、IAP等。

三、自制PCB。

数电、模电基础差的，需要先补充点理论再来。然后下载一个Altium Designer6.9，看《Altium Designer视频教程》。根据自己感兴趣的小玩意来做一块PCB。画好之后先发到群里，让大家指导一下，然后再发到嘉立创打样，很便宜的，而其它材料则到淘宝上买。主要掌握焊接、维修、原理图、PCB等基本功，自己多动手就能掌握的。

四、单片机外面的世界。

就算你现在能玩转单片机，但也只是打开了一扇小小的窗户而已，下面你可以选一个方向，但是工作中可以会用到几个方向的知识，反正尽量多学点。

1、嵌入式操作系统。不推荐用51单片机跑系统。而STM32可以跑ucos II、ucos III、free RTOS、coos、RT-Thread、RTX等。推荐学ucos II，教材是任哲的《嵌入式实时操作系统ucosII原理及应用》，只要掌握一种嵌入式操作系统，其它都可以触类旁通。移植系统时，会用到汇编。推荐学习free RTOS或者RT-Thread。

2、ucgui/STemwin、Touch GFX。STM32可以通过FSMC接口来驱动TFT LCD屏，这里要用到图形界面库，可以学STemwin，STemwin其实就是ucgui，推荐《STemwin开发手册》，也可以学习Touch GFX。

3、上位机。使用单片机采集信号送到PC机上，而PC机需要一个上位机来控制单片机，这个上位机可以用Labview、C++、C、JAVA、甚至是HTML5来写。其中最常用的是单片机跟PC机的串口通信，上位机建议用C或者QT来写，尽管还有很多企业用MFC(C++库)，但是上手比较难，不推荐学MFC。推荐的教材是《C#入门经典》、《QT简介》。

4、数据结构和算法。推荐的教材是周航慈的《嵌入式系统软件中的常用算法》、《数据结构课件》。

5、接口应用。单片机的内部资源比较少，很多时候需要外接一些芯片、传感器。这里需要到用模电、电子测量、计算机网络等知识。推荐的教材是陈尚松等著的《电子测量与仪器》和谢希仁的《计算机网络》。此外，还会用到一些通信模块，比如Zigbee、WIFI、蓝牙、NB-IOT、433模块、NRF24L01、RFID智能卡等，有兴趣可以弄一下，这些都是比较实用的技术。

五、其它问题。

1、单片机的代码是如何运行的？

推荐看《计算机组成原理》。

2、FPGA。

可以参考本博客的《如何学习FPGA》。

3、嵌入式。

很多电子专业的学生就感觉嵌入式很难，那是因为嵌入式涉及很多计算机领域的知识，而这些知识很多是电子专业不开课的，基本功没过关，学起来肯定吃力。具体的学习路线可以参考本博客的《如何学习嵌入式软件》。

4、硬件设计。

可以参考本博客的《如何学习硬件设计——理论篇》、《如何学习硬件设计——实践篇》。

5、开发板的选择。

这里推荐的开发板都是一整板（上面的链接并非广告，只是确实有人不会选开发板才给出来的），里面有很多芯片的。不推荐一个核心板留了很多接口，每个接口都要另外买一块小板，这种板叫子母板，一个母板不贵，但是子板很多，买多几块就花很多钱，而且子板很小，容易丢。

6、为什么学生很难定方案？

因为学生积累的东西并不多，考虑的不那么周全，很多知识似懂非懂，难以制订方案。这时要多接触新事物，只要积累的多，就自然而然的能出方案了，不用太急躁。

7、MDK。

Keil有51版本和ARM版本，其中ARM版本的Keil又称为MDK。

8、stm32 cubemx。

cubemx可以自动生成配置代码，虽然很方便，但不建议初学者使用，会让你懒得不想写代码。

9、为什么编译没问题，下载到单片机却不对？

编译没问题，说明语法没问题，但不能表明逻辑、功能是正确的。

10、为什么网上都有那么多代码可以复制粘贴，还要自己写代码？

因为网上能找到的代码很多，而网上找不到的代码却更多。

11、proteus及multisim仿真。

proteus很适合仿真单片机，但是仿真的效果不能替代实物，一切以实物为准。

multisim适合在学模电时，做一下仿真，以帮助理解电路。

12、为什么有的STM32开发板可以用串口下载代码，还需要仿真器吗？

STM32有个IAP的功能（又称为远程升级），可以用任意的接口来下载代码，但是这种方法是建立在芯片本身有IAP的代码，才可以使用。

在一个没有任何代码的芯片上，不能使用串口下载代码，这时，必须使用仿真器。

13、单片机不就是C语言嘛，还需要学单片机原理？

在工程上会遇到单片机内部资源的调度、IO口的电气特性、带宽等问题，你不懂单片机原理是解决不了这些问题的。

14、单片机的汇编和微机原理的汇编。

微机原理讲的是PC机中x86架构的汇编，和51单片机的汇编是有区别的。不要看错书。

而51单片机的汇编和STM32的汇编也是有区别的，51的是CISC架构，而STM32的是RISC架构。

15、除STM32以外的高端单片机品牌。

有NXP的LPC、新唐、GD32(高仿STM32)、英飞凌、TI的MSP430、Microchip的PIC、瑞萨、ADI、Maxim（美信）、三星。

16、其它单片机品牌。

合泰、辉芒、松瀚、海尔（东软）、STC、义隆、新茂、中颖、ABOV（现代）、Megawin（笙泉）、晟矽微、HOLTEK（盛扬）、九齐、佑华、灵动微。

————————————————

版权声明：本文为CSDN博主「队长-Leader」的原创文章，授权转载

相关问答

提问者:请问新手应该如何学习51单片机及其他电子硬件?学习单片机要多练习,多实践。开发板要实现的功能,上手就能写出来。只是会(编程)操作开发板了。还要...提...

单片机的学习绝不仅仅是对一项知识的掌握。想要学好单片机,需要从硬件结构、内部资源、外设应用等几个方面多方位入手。而要想成为一名嵌入式工程师,就要对单片...

AltiumDesigner我们应用也就画板子吧,仿真要其他的仿真软件!画板子前首先要设置规则,在“设计--规则”里面设置,排除错误,你手工排除,画完后可以进行规...

似的软件但其实这些只是作为自动化专业的辅助工具而已,需要一定程度的了解...但其实这些只是作为自动化专业的辅助工具而已,需要一定程度的了解和掌握。...

单片机是一门更偏重于动手的技术,需要涉及的基础知识比较多,学了这么多年的理论知识突然要应用起来发现难度很大无从下手。所谓万事开头难,所以学习单片机要趁...

[回答]平面设计是把文字、照片或图案等视觉元素加以适当的图像处理及版面安排,从而表现在报纸、杂志、书籍、海报传单等传统纸质媒体上,也就是在纸质媒体...

学习单片机原理和应用是嵌入式系统开发的基础,但在深入研究单片机之前,您可能需要学习以下几个关键的主题:1.电子基础知识:了解基本的电路知识,包括电流、...

我们一般是不在protel里面进行仿真的,因为在AD里面进行仿真的元器件是有限的,在AD里面仿真的元器件都是有仿真专用的封装的,就想pcb一样的,但是制作仿真封装...

EE专业这么广。。。不同方向锁涉猎的内容不同,电脑上装的东西肯定是不同的。我就尽我所知挑几个常见的说一说吧。1.VC,作为C语言的基本工具,这个对...

信号与系统本科视频教程全45讲电子科技大学信号与系统视频教程全58讲西安电子科技大学C语言程序设计全51讲吉林大学视频教程信号检测与估计二视频教程...