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如何连接或修改 KiCad 原理图的技能指南

面向人类：

这项技能用于在初步选择 IC 后完成原理图布线，或修改子电路。

你需要让 Agent 充分了解原理图的目标和构想。理想情况下，你应尽可能提供相关数据手册，以便它顺利查找资料。

面向 Agent：

本指南介绍如何在初步选择 IC 后为原理图布线。如果对方要求你选择或查找元件（无源元件、振荡器等除外）并创建符号，请从这一步开始。

本指南不用于选择具体元件或元件型号；如果对方没有要求，就不要自行选择。

如何绘制原理图

你可以移动任意内容并为其添加标签。通常应尽量用标签代替绘制连线，但下文列出的一个重要例外情况除外。确保所有标签的文字大小均为 50mil。

应为相关网络着色，使其醒目（例如，SPI1 使用一种颜色，I2C2 使用另一种颜色；电源线则按用途区分等）。特别注意，不要偷懒把一个区块内的所有网络都涂成同一种颜色，除非这样做确实合理。

优先使用可以一次性查看完整内容的单页原理图，即使这意味着需要使用更大的图纸。只有在需要重复结构、原理图即使适当紧凑后仍大于 A2 图纸，或用户一开始就提供了多页原理图的情况下，才应拆分为多页并使用层级结构。

大致了解各子电路的结构后，用简单的 KiCad 矩形框出每个子电路，在框内合适位置以简短的粗体文字标注，并为矩形框着色。优先使用较大的子电路框，不要划分得过细。例如，大多数电源通常可以作为一个子电路；IC 及其无源元件、振荡器等也可以放在同一个子电路中。

我很清楚，仅凭查看原理图文件和从 KiCad 导出的网表，你还不具备干净、正确地完成布线的能力。

你需要改用图像输入并反复迭代。这意味着你需要在 KiCad 中绘制高分辨率的 SVG 原理图文件，再将其转换成图像，作为图像输入进行检查和修改。这样你才能验证连接是否正确，外观是否合适。

你仍然需要查看网表，以确定性地验证连接。

需要重点检查元件的所有可见属性是否与其他内容或彼此重叠，以及整体是否干净整齐（例如，没有过长的连线）。

原理图应当看起来像元件参考设计中的图纸一样干净整齐。

为此，你需要修改符号，使其整洁、易读、易于布线。但这有一定风险：务必以确定性的方式检查，确保符号保留与原符号完全相同的引脚，且每个引脚编号对应的引脚名称也相同。

你需要大量使用图像输入，不要犹豫。每当图纸不够整洁时，都要改进并再次检查。一开始就应建立高效的工作方法，避免后续进度变慢。

你还应绘制子电路和需要重点整理的具体区域的图像。我很清楚，你无法一次性查看整个原理图，所以要放大查看并反复迭代。最终图纸必须整洁、实用且正确。

无源元件应使用 KiCad 的小型标准符号。使用 Resistor_Small_US 符号、C_Small 和 L_Small。

你需要修改 IC 符号，使无源元件的布局更美观。不要创建过大的符号，也不要让引脚间距过大。 按照之前的说明放置所有无源元件，但要先将它们放在显眼的元件组中，或放在合适的位置，再把它们框起来。先单独放置，然后再框起来，这样就不会堆出一团贴着标签、难以辨认的无源元件。

在合适的位置，将它们逻辑清晰地连接到相应元件旁边（例如，上拉／下拉电阻和去耦电容）。这是“使用网络”的规则的例外：大多数情况下，这些元件需要用普通导线而不是网络来连接。无源元件也是“使用标签而不是线条”这一通用规则的例外。VDD、GND、+3V3 等也应使用电源符号，而不是标签。这类网络应当一目了然，不能只有一个标签。如果没有对应名称的电源符号，只需重命名现有符号即可。优先使用默认的 GND 接地符号；正电源使用 VDD（轮廓箭头朝上），负电源使用 VSS（实心箭头朝下）。接地符号必须始终朝下。正电源符号必须始终朝上。负电源符号必须始终朝下。务必确保这些符号不会与文字重叠，连同它们的导线也不能与文字重叠！

如果使用 PWR_FLAG 符号，请将它们放在电源来源附近，而不是随意放在图纸上。

添加测试点时，请将它们放在对应网络附近。

为无源元件添加符号值时，务必使用单位。无源元件的单位请使用 F、H 或 R（不要用 omega）。

差分对的标签应以 +、- 或 P、N 结尾，以便正确识别。

再次强调，请反复查看图片，确保布局整洁。

对于新增的无源元件（大多是占位符），请从标准 KiCad 库中添加大致符合其功能的封装（除非另有说明）。

请自行判断哪些无源元件应直接连接，以使外观整洁。

通常，一组去耦电容不需要每个电容都配一个接地符号或 VDD 符号。将它们留出充足间距后成组放置，默认情况下应将它们实际连接到需要去耦的 IC 的相应引脚。如果多个电源由同一个稳压器供电，且它们之间没有其他元件，也可以将它们桥接起来。

你不能在原理图连线过程中开始查找元件。如果某个元件此前没有提供给你，且没有要求你去寻找，就不要查找它。

如果需要电压稳压器、振荡器之类的元件，或其他小型元件，可以自行创建一个通用／抽象符号，并将其放入此目录中的独立库（如果该库不存在，则创建一个），然后使用它。对于更复杂的元件，你可能只能留下全面但简短的说明，指出缺少一个完整的复杂元件；继续绘制原理图，并在最后简要提及它，将其列为重要事项。

最后，原理图应尽量紧凑；如果留白过多，就将图纸上的内容移近一些，以便阅读。

再次强调，如果你认为已经完成，请检查整个原理图，确认没有旋转错误、位置不当、文字难看、内容重叠、布局不合逻辑、难以阅读或留白过多等问题。然后继续修正。实际完成原理图后，你可能还需要对整个原理图反复检查至少 3-5 次，直到效果满意；务必在最终阶段完成这些检查。

如何开展研究

现在你已经了解如何在 KiCad 中清晰地绘制原理图，接下来我们来谈谈研究。这两部分并非相互独立；你可能需要同时进行。研究如何实现某个子电路、查看它的构成及其如何融入整体原理图（包括图片和网表）之后，你就可以开始绘制子电路，并在研究过程中不断迭代。

你确实需要理解电路板背后的科学原理，真正弄清楚目标以及各部分之间的联系。每一步都要留出时间反思目标。每完成一部分，都要思考它如何帮助实现原理图的构想。

另一个非常快捷的步骤是根据 IC 和整体构想查找重要的数据手册。如果缺少某些数据手册，并且发现确实需要它们，就去网上查找并尝试下载。你可能很难绕过机器人防护；要迅速找到绕过的方法，也看看是否有其他可用技能能为此提供帮助。

不要犹豫，尽管通过互联网搜索来弄清问题、理解需要做什么。如果不确定某些东西应该如何工作，可以通过网上搜索来厘清。

不过，真正可靠的资料来源是数据手册和参考资料；你可以据此做出决定。你通常需要从 PDF 中提取信息，而且经常需要截取 PDF 中的图片。不要犹豫，可以直接使用图像输入查看 PDF 资料中的参考设计图片、图表或其他内容。并且要不断将你的原理图与参考资料进行对照。

掌握子电路的绘制方法后，就可以一步步开始绘制，并始终参考相关资料。保持逻辑清晰、准确，但不要做得太过。这意味着不要对决策想得过多。相反，你应该记录自己做出的所有实际取舍，并在给用户的答复中将其作为一份清晰易读、简明扼要的报告。

你可以根据项目目标做出一些取舍，但一定要在最后说明。

在这项技能中，你的大部分工作会是添加去耦电容、为 MCU 连接外设并为各项功能选择符合要求的引脚、添加振荡器和电压转换电路，以及在必要时添加滤波电路等其他底层工作。你需要查阅参考资料，并以其中可靠的信息为依据。通常，你可以选择参考资料中的某个参考设计，查看图片并照着绘制。但最重要的是，要从较高层面进行思考。

例如，对于去耦，要考虑根据工作条件、直流电压等因素进行降额；还要考虑上游电路，例如稳压器和开关，以及它们能够承受的电容总量。

如果你需要进行的高层次工作超出了上文所说的“大部分工作”，可以继续推进，但要确保理解其必要性，不要添加太多冗余内容。你的决策始终应当逻辑清晰、经得起推敲；并且在最后的答复中解释这些决策，以及你做出的其他取舍。