第 0 阶段 · 看图入门课 · 必须掌握

0-04 原理图入门:符号、位号、引脚、连接点和网络名

能沿一张简单原理图,说出“哪个器件的哪一个端点,需要与哪里相连”。

学习本课前,你需要知道

如果还不熟悉,可以先回看对应基础课。

上一课认了器件的符号和外形。这一课把符号连起来,读懂一盏小指示灯的连接要求。

快速理解 · 图上位置方便阅读,连接才是重点

Schematic(原理图) 是用图来表达电路组成与连接关系。Symbol(原理图符号) 代表器件,不是器件的照片,也不按实物尺寸绘制。

电阻画在灯的上面,通常只是为了方便读图,不表示真实板上必须这样摆放。看图时先追问:谁的哪个端点,连接到了哪里?

快速理解 · 先认名字,再看连接端

Reference Designator(位号) 用来区分“具体是哪一个器件”。R1 表示这个设计中编号为 1 的电阻,R2 则是另一只;数字不是阻值,也不规定装配顺序。

图中的 D1 是 LED(Light Emitting Diode,发光二极管)。它也属于二极管,符号旁向外的小箭头表示发光;D1 是位号,不是型号。

Pin(引脚) 是器件的连接端点。“R1 的 1 号引脚”才明确指向一个端点,单写“1 号”不能区分是哪个器件。

读一盏指示灯的连接
电源、电阻 R1、发光二极管 D1 与地的简单连接R1 的 2 号端到 D1 的 1 号端组成灯前网络,连接点也通向右边的网络名。器件的两端属于不同网络。 电源正端 R1 1 2 N_LED 1 D1 2地连接 (灯前网络名)符号的位置不规定板上零件的位置
从上方供电连接,经过电阻和灯,到下方地连接;电源本体未画出。

点图中位置或下方按钮,一次只看一件事。放大图用于观察细节。

这是连接关系教学图,不是可直接生产的设计。D1 在本图约定 1 号为阳极、2 号为阴极;真实器件必须查具体型号,不能照搬这个编号。

快速理解 · 线表达连接,圆点消除歧义

Wire / Connection(连接线) 表示端点之间需要电气连接。线画得弯或直,一般不改变连接关系;它在纸上的长度,不是未来铜走线的长度。

Junction(连接点) 常画成实心圆点。图中电阻下方的圆点表明:上、下和向右的三段线接在同一处。

无圆点:本图不相连有圆点:相连
这里只解释本图的画法;实际资料应核对其连接约定。
为什么?深入理解 · 为什么不能看到交叉就说接上了

两根线可以只是在纸上交叉,也可以真的相连,所以要有明确的表达约定。本课的交叉对照图用圆点表示相连,没有圆点表示仅交叉。

不同资料可能采用跨线弧等其他画法,软件也有自己的连接判定。真实工作应查看明确的连接标记和实际连接数据,不凭一张模糊截图猜;本课不要求你掌握软件检查菜单。

快速理解 · 同一组直接连接,就是一个网络

Net(网络) 可以先理解为“一组本来就应该接在一起的端点”。点击上图“网络”,高亮的是 R1 的 2 号引脚到 D1 的 1 号引脚之间的整组连接,不只是其中一小段线。

这组连接在本图命名为 N_LED(本图的灯前网络名)。名字是便于识别的标签,不表示一条导线的材质或真实长度。

为什么?深入理解 · 电流能通过,为什么还是不同网络

电阻两端之间隔着电阻这个器件。虽然电流可以通过它,但两端不是一段没有器件隔开的直接连接,因此通常分属不同网络;若用导线直接跨接两端,就把电阻绕过去了,电路也变了。

这张简单图有三组连接:电源正端到 R1 的 1 号;R1 的 2 号到 D1 的 1 号;D1 的 2 号到地。中间的那组叫 N_LED。不要把“完整电流回路”与“同一个网络”混为一谈。

在同一连接范围内,正确附着的同名网络标签也可以表达连接,不必把一根线横穿整张图。普通说明文字没有这种作用;不同标签类型的范围以后再学,现在不把“不同页上同名”一概当成相连。

快速理解 · 地与电源符号也在告诉你接到哪里

Power(电源) 符号标识供电连接;它不是一节真的电池。GND(Ground,地) 符号也标识一个连接网络,不是把电流送进土里。

本图假定电源正端和地分别连接到同一个外部电源的正、负端,电源本体没有画出。因此灯后的电流仍有路返回电源,并没有在地符号处消失。

为什么?深入理解 · 为什么不用长线把所有地画在一起

把同一个连接反复用明确的符号表示,可以减少交叉长线,让图更容易读。在本例的同一连接范围内,代表同一个地网络的地符号,表示这些位置需要相连。

但符号只是设计中的连接声明,实际电源和实际连接都要存在,电路才能工作。也不能把所有长得像地或电源的符号都并在一起;实际网络名与有效范围仍要一致。

一个小练习 · 用图中的三个位置检查自己

先在上图找 R1、R1 上端的数字 1,再点“网络”观察整段高亮。试着用自己的话分别说明它们是什么。

R1、R1 上端的数字 1、灯前的整组高亮连接,依次表示什么?
提示

先区分:哪一个器件、它的哪一端、这一端和哪些端点相连。

以后做布局布线有什么用 · 把连接要求读准确

做 Layout(布局布线)前,先用位号找到器件,再用引脚编号和网络确定它必须与哪里相连。PCB(印制电路板)上可以调整位置和铜路径形状,但不能因此改变应该相连的端点。

把引脚编号误当成位号,会找错端点;把交叉误判为相连,会增加错误连接;把地符号理解成“可以不接”,则可能漏掉返回连接。这些都不是把版面排整齐就能解决的问题。

本课记住四件事

  • 原理图表达电气连接,不是器件真实摆放图。
  • 位号回答“哪一个器件”,引脚编号回答“哪一端”。
  • 网络是一组直接电气相连的端点,不能隔着器件任意合并。
  • 圆点、网络标签、地和电源符号帮助表达连接,要看清其含义。

下一课把这组“应该相连的端点”搬到板上,看它怎样变成真实的铜连接。

来源与教学边界

【基础补充】正文与图示为原创。符号与网络表达参考原理图连接与标签说明及网络标签与原理图组织。这里只借用通用连接概念,不将其他软件操作当作已验证的本机操作。

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06封装未学习
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08布线未学习
09高速未学习
  • 9-15Allegro 17.4高速实操:从约束到布线、调整与检查待开放
  • 9-16Stage 9综合练习:为一版高速Layout作出有依据的判断待开放
10DFM待开放

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11项目实战待开放

课程准备中,开放后会显示在这里。

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