通过增加一个开关来打开和关闭LED，电路将得到改进。添加此开关的过程将需要创建新的符号和封装库、绘制开关符号以及为开关创封装。

本教程中使用的特定开关是NKK M2011S3A1W03，一种SPST切换开关。可以使用许多其他开关，但可能需要调整管脚编号和封装外形尺寸。

库和库表基础知识

符号和封装被组织到库中。库可以保存符号或示意图，但不能同时保存符号和封装。

KiCad分别在符号库表和封装库表中跟踪用户的符号库和封装库。每个库表都是库名称和每个库在磁盘上的位置的列表。

除了全局符号和封装库表外，还有用于符号和封装的项目库表。添加到全局表中的符号和封装在所有项目中都可用，而项目特定表中的符号和封装仅适用于该特定项目。用户可以将自己的库添加到全局库表或项目特定表中。

可以使用Preferences → Manage Symbol Libraries…在“原理图编辑器”或“符号编辑器”窗口中查看或者编辑符号库表。可以使用Preferences → Manage Footprint Libraries…在Board Editor或Footprint Editor中查看或者编辑封装库表。也可以从项目管理器访问这两个库表。

通常，库的路径是用路径替换变量定义的。这使用户可以将其所有库移动到新位置，而无需修改库表。唯一需要更改的是重新定义变量以指向新位置。KiCad的路径替代变量使用Preferences → Configure Paths… 在项目管理器或任何编辑器窗口中配置路径。

一个有用的路径替换变量是${KIPRJMOD}。此变量始终指向当前项目目录，因此可用于包含存储在项目目录中的项目特定库。

第一次运行时，KiCad提示用户设置符号库表和封装库表。要再次执行此设置，请删除或重命名符号库表或封装库表文件。在删除表之前对其进行备份。

符号和封装库表文件的位置取决于操作系统。

• Windows: %APPDATA%\kicad\6.0\sym-lib-table and %APPDATA%\kicad\6.0\fp-lib-table
• Linux: ~/.config/kicad/6.0/sym-lib-table and ~/.config/kicad/6.0/fp-lib-table
• macOS: ~/Library/Preferences/kicad/6.0/sym-lib-table and ~/Library/Preferences/kicad/6.0/fp-lib-table

创建新的全局或项目库

绘制新符号或封装的第一步是选择存储它的库。对于本教程，开关符号和封装将进入新的项目特定库。

从项目管理器中打开符号编辑器。单击File → New Library，然后选择 Project。为新库选择一个名称（例如getting-started.kicad_sym）并将其保存在项目目录中。现在，将在左侧的“库”窗格中选择空的新库，该库已自动添加到“项目库”表中（请检查项目制定库选项卡通过Preferences → Manage Symbol Libraries…选项卡）。

创建新符号

现在在新库中创建开关符号。在库窗格中选择getting-started库后，单击File → New Symbol…。在“符号名称”字段中，输入零件号：M2011S3A1W03。开关符号应具有以SW开头的参考指示符，因此将默认参考指示符字段更改为SW。所有其他字段可以保留为默认值。

在Libraries窗格中，M2011S3A1W03符号现在显示在getting-started 库下。在画布中，十字表示示意图的中心，并为符号名称和参考指示符添加了文本。现在，请将文字从示意图的中心移开，以使其不碍事。

通过添加管脚开始绘制符号。单击右侧工具栏上的Add a pin按钮，然后单击画布。此时将显示“管脚属性”对话框。将管脚名称设置为A，管脚编号设置为2，电气类型设置为Passive，方向设置为Right。将X位置设置为-5.08，Y位置设置为0。单击“确定”，然后在画布上单击以放置管脚。如果在单击“确定”后移动了接点，则可能需要再次编辑接点的属性（双击管脚，或右键单击管脚→ Properties…）以正确设置位置。

添加第二个接点，但这次不要使用 Add a pin工具。请按Insert。一个编号为3的新管脚添加到符号中，就在管脚2的下方。

在KiCad的许多地方，按Insert将重复最后一个操作。如果适用，新项目的位置将被移动，编号将自动增加。在Symbol Editor中，这可用于快速放置大量管脚。在原理图编辑器中，它可用于重复放置元件，或使用编号标签标记大型元件的管脚。Insert在Footprint和PCB编辑器中也很有用。

管脚3将位于开关符号的右侧，因此编辑管脚3的属性，并将X位置更改为5.08，Y位置更改为0，方向更改为Left。另外，将Pin名称更改为B。

图形特征

放置管脚后，使用圆和线工具使符号看起来像SPST开关。对于此步骤，切换到更精细的网格将非常有用：右键单击画布，然后在Grid 子菜单中选择较小的网格。添加图形形状后，切换回50mil网格。

小网格对于图形特征很有用，但符号引脚必须始终放置在50mil（1.27 mm）网格上。未与50mil网格对齐的管脚将无法连接到原理图中的导线。

符号属性

现在使用编辑整个符号的属性通过File → Symbol Properties，或双击画布。将spst switch toggle添加到Keyword字段，以便通过搜索更容易找到符号。对于此符号，管脚名称不会添加任何有用的信息，因此取消选中Show pin name以使符号在视觉上更简单。

符号现在已完成。保存并继续创建封装。

创造新的封装

打开Footprint Editor并创建一个新的特定于项目的Footprint库，名为getting-started.pretty (File → New Library…)。与符号库一样，新的封装库将添加到项目库表中。在“库”窗格中选择新库后，创建新的封装(File → New Footprint…)。将名称设置为Switch_Toggle_SPST_NKK_M2011S3A1x03，并将类型设置为Through hole。

封装焊盘

开关有两个管脚，在数据表中编号为2和3，间距为4.7 mm。为便于放置，请调整栅格以匹配焊盘间距。单击View → Grid Properties…并将用户定义的栅格大小更改为4.7 mm。切换到网格底部的用户网格：顶部工具栏中的下拉列表。

按照惯例，通孔封装外形的引脚1位于（0,0）处，且引脚1位于左上角。SPST版本的开关没有引脚1，因此封装外形将留下（0,0）空白，并将焊盘2和3放置在（0,4.7 mm）和（0,9.4 mm）处。请注意，在KiCad的默认坐标系中，正Y轴向下。

使用右侧工具栏中的“添加焊盘”工具，在原点下方（0,4.7 mm）放置一个焊盘。按Escape退出焊盘工具，然后双击焊盘编辑其属性。将焊盘编号更改为2，并确认位置正确。开关管脚为1.17 mm x 0.8 mm，其对角线（最大管脚尺寸）为1.42 mm。因此，将X孔尺寸设置为1.42 mm+0.2 mm=1.62 mm，将焊盘尺寸设置为1.62 mm+2*0.15 mm=1.92 mm，以提供足够的环形环。

现在再次使用Add a pad工具将另一个焊盘放置在（0,9.4 mm）处。请注意，焊盘编号将自动递增，并且包括焊盘尺寸和孔尺寸在内的特性将从上一个焊盘复制。

放置两个焊盘后，环形环看起来稍微小一些。如果环形环变大，开关将更容易焊接，并且机械上更坚固。通过编辑垫片2并将垫片尺寸更改为1.62 mm+2*0.3 mm=2.22 mm，将环形环宽度从0.15 mm增加到0.3 mm。不要更改孔的大小。请注意，焊盘尺寸字段接受数学表达式，因此可以直接输入1.62+2*0.3，计算结果为2.22 mm。

KiCad中的许多文本框支持数学表达式，包括单位转换。

对另一个焊盘也进行相同的环形环修改。作为快捷方式，右键单击焊盘2，单击Push Pad Properties to Other Pads…，然后单击 Change Pads on Current Footprint。

封装图形

良好的封装外形将在制造层（F.Fab）上绘制精确的零件轮廓，在丝印层（F.silkscreen）上绘制稍大的轮廓，并在整个封装外形周围绘制庭院包络（F.Courty），以防止与其他封装外形重叠。

点击右侧层面板中的F.Fab，切换到front fabrication层。制造轮廓应精确匹配零件的物理尺寸，即7.9 mm宽和13 mm高。使用直线、矩形或多边形工具绘制零件轮廓，如下面的屏幕截图所示。精确放置轮廓的一种方法是按如下方式设置用户网格：

• X grid: 7.9 mm
• Y grid: 13 mm
• X origin: 7.9 mm / 2 = 3.95 mm
• Y origin: 4.7 mm - (13 mm / 2) = -1.8 mm

接下来，切换到F.Silkscreen。丝印轮廓应正好位于零件轮廓之外，因此丝印线从制造轮廓向外移动0.11 mm。准确的坐标显示在下面的屏幕截图中，有用的网格设置包括：

• X grid: 7.9 mm + 2 * 0.11 mm = 8.12 mm
• Y grid: 13 mm + 2 * 0.11 mm = 13.22 mm
• X origin: 8.12 mm / 2 = 4.06 mm
• Y origin: -1.8 mm - 0.11 mm = -1.91 mm

最后，选择F.Courtyard。庭院轮廓应以0.25 mm的间隙围绕零件。

使用不同的策略绘制此层。切换到1mm网格而不是用户网格，并大致围绕封装外形绘制一个矩形。双击矩形以编辑其属性，并直接输入矩形的角坐标?—?它们显示在下面的屏幕截图中。

完成外框后，按如下所示定位文本。封装绘制完成。

Kicad封装惯例

为了维护高质量的符号和封装库，KiCad有一个KiCad库约定文档，它是一组符号和封装的指南。个人库没有必要遵循这些惯例，但它们是一个很好的起点。官方库中的封装和符号必须遵循KLC。KLC用作本教程中符号和封装的基础。

将开关添加到原理图

现在封装已经完成，可以修改开关符号，以便在默认情况下使用匹配的封装。

返回到符号编辑器并打开开关符号。编辑符号属性。在Footprint字段中单击，然后单击出现的library book图标。浏览到项目封装库并双击封装。保存符号。

开关封装现在默认分配给该符号；每次将符号添加到原理图时，不需要手动选择封装。

打开原理图，添加新符号，然后选择新开关符号。接线以连接或断开LED和电池。

重新标注原理图，将开关的参考指示符设置为SW1。无需手动为开关选择示意图，因为开关符号已经指定了封装。运行ERC以确保修改后的原理图不违反任何电气规则。

将开关添加到PCB

确保原理图已保存，然后打开Board Editor将符号添加到PCB中。使用Tools → Update PCB from Schematic…从原理图更改新PCB并将开关封装图放置在电路板上，如下图所示。

ratsnest显示需要布线完成新连接。此外，需要删除电池和电阻器之间的连接。

首先，删除不需要的走线。选择电池和电阻之间的一条走线。按U几次以展开选择，以包括电池和电阻器之间的所有段。按Delete以删除连接。

在电池和开关之间以及开关和电阻之间布置新的导线。按B键重新填充覆铜。

最后，重新运行DRC以确保修改后的电路板不违反任何设计规则。

链接符号、封装和三维模型

符号和封装

如封装分配部分所述，在原理图输入过程中，原理图中的每个符号都需要分配一个封装。分配给每个符号的封装名称存储在符号属性的Footprint字段中。

符号可以指定预选的封装。封装不需要手动指定给这些符号，因为在创建符号时选择了封装。用户可以在封装分配过程中覆盖预选封装，这与正常情况相同。定义默认封装对于通常或始终具有相同封装的符号是一个好主意，例如，一个元器件仅有一个封装。开关封装被设置为其匹配符号的默认值。

符号还可以指定封装过滤器，该过滤器可用于隐藏与符号不兼容的封装。例如，74HC00符号具有封装外形过滤器，该过滤器只会在指定封装工具中显示适用的DIP和SO14封装外形。

KLC对封装过滤器的要求包含了一些有效封装外形过滤器的有用提示。

封装和三维模型

零部件的三维模型存储在单独的文件中。元件三维模型的文件名保存在封装中。可以向每个封装外形添加任意数量的三维模型。三维模型文件名以及模型比例、旋转、偏移和不透明度在Footprint Properties的3D Models选项卡中设置。

支持STEP（.step）和VRML（.wrl）三维模型格式。STEP文件在需要尺寸精度的情况下非常有用，而VRML文件可用于更具视觉吸引力的渲染。KiCad库中的许多封装都有相关的三维模型；这些模型以VRML和STEP格式提供。封装外形中只需列出两种型号中的一种（通常会给出VRML文件名）。当出于机械CAD目的导出电路板的三维模型时，KiCad可以自动替换STEP版本

并非KiCad库中的所有封装外形都提供了三维模型，但所有封装外形都列出了三维模型文件名，即使三维模型不存在。这使得3D模型可以在以后添加，而无需编辑封装。

FreeCAD和StepUp Workbench可用于创建组件三维模型；它们用于KiCad库中的许多模型。StepUp用于生成具有正确放置、缩放和旋转的STEP和VRML文件。

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