【KiCad】玩转 KiCad 元器件库！

sunsili

【KiCad】玩转 KiCad 元器件库！

“ 元器件符号和封装是画图的基础，要想玩转 KiCad，首先得找到足够多可用的器件资源。本文将介绍从哪里可以找到高质量的 KiCad 器件库。  ”

一个完整的元器件由器件的参数信息（包括 MPN、厂商、描述、参数字段等）、原理图符号、PCB 封装、3D模型组成。其中原理图符号、PCB封装是与绘制原理图、PCB 关系直接相关。我们就从如何获取符号、封装开始。

KiCad 官方库

KiCad 的官方库社区可以说是目前世界上开放程度最高、活跃度最高且质量相当高的 EDA 器件库社区之一。目前官方库中总共约有2万个原理图符号、1.3万个封装、6000多 3D 模型（WRL+STEP）。注意额，由于 KiCad 没有“器件”的概念，这里的符号和封装都是实打实的，基本覆盖了所有常用的符号和封装（前提是你得会从库里找...）。由于还没有更新库的功能，每次 KiCad 新版本发布时，安装包中都会自带最新的符号库/封装/3D。1.2G的安装包中，器件库就占了大头，实际的 KiCad 程序才几百M。
官方库在哪里？
如果您不想一直升级小版本，但又想使用最新的库，可以在以下地址中获取最新的库或使用 Git 同步：

• 原理图符号库：https://gitlab.com/kicad/libraries/kicad-symbols
• PCB 封装库：https://gitlab.com/kicad/libraries/kicad-footprints
• 3D：https://gitlab.com/kicad/libraries/kicad-packages3D
  

官方库中的所有库文件都遵循 Creative Commons CC-BY-SA 4.0 License, 都可以自由地在设计中使用，无须担心版权的问题。

官方库的仓库中除了提供库文件之外，还提供了一系列的工具、脚本，帮助您快速创建自己的器件库：

之所以说 KiCad 库是最开放、活跃程度最高的社区，是因为全世界所有的工程师只要愿意，都可以为官方库做贡献，提交自己的库文件。KiCad 的库几乎每天都在更新，从大量的 Merge Request 中也可见一斑：

KLC 建库规范

如果您也想贡献，请注意务必要满足 KiCad 的建库规范（称之为 KLC），可以在以下链接中找到详细的规范要求：

https://klc.kicad.org/其中详细定义了从命名规范到几何要求等各种细节。KLC 保证了 KiCad 出品的符号、封装格式都是统一的，高质量的！

高质量的原理图符号

我们以“STM32F030C6Tx”为例，看下什么是“高质量”原理图符号。一般的符号是画成这样的：

KiCad 的符号是这样的：

看出区别了嘛？虽然没有用多Part来表示，但 KiCad 将功能相同的引脚做了分组，这样做为后续的原理图绘制提供了极大的方便，想象下 PB0~PB15 如果作为总线，或者 VDD、VSS 放在一起时连接起来是不是既节省时间，逻辑也比较清晰？
KiCad 几乎所有的符号都是按这一标准绘制的，这其实也是绘制高质量原理图符号最难最耗时间的部分，对建库的人员提出了极高的要求（需要理解器件管脚的用途），而不只是简单的按序号把引脚排列在一个方框的两侧（所谓的自动化处理）！

在这里为 KiCad 的 Library 团队大大地点个赞！

官方库的使用

在 KiCad 中，可以打开符号编辑器或封装编辑器直接查看或修改所有的库：

需要摆放时，直接在原理图或 PCB 中直接打开符号/封装选择器，将这些符号/封装摆放到图纸中即可。要善用搜索功能，使用通配符“?”及“*”（“?”代表一个字符、“*”代表任意多字符），这样可以帮助您快速找到需要使用的器件。另外，您也需要尽可能了解 KLC 的命名规范（包括分类和名称），这也可以帮助您尽快定位到所需的符号/封装！

第三方库

这里推荐3个比较知名的元器件库下载网站：SnapEDA：https://www.snapeda.com/
UltraLibrarian：https://www.ultralibrarian.com/SamcSys：https://www.samacsys.com/

这三个网站都是商业网站，但允许用户下载并将符号库用于个人或商业产品（注意未经授权再次分发库文件不在被允许的范围内）。

SnapEDA

以 SnapEDA 为例，网站提供了大量的元器件符号库、封装库、3D模型：

可以直接下载，几乎支持所有主流的 EDA，包括 KiCad 在内：

在 SnapEDA 中如果找不到需要的符号，也可以使用它免费的 InstaBuild 工具，支持 ocr 提取 pin 脚信息，然后生成符号并下载：

当然，如果你不差钱，也可以让 SnapEDA 帮你画，29刀一个，含符号和封装，1个工作日内交付。若干年前，建库服务在 SnapEDA 还在扩张的过程中是免费的，只需提交一个 pdf，第二天就可以等着邮件下载库。好在下载元器件库仍然免费，对用户还是相对友好的。

Ultra Librarian

与 SnapEDA 提供类似的服务。不同的是，Ultralibrarian 还提供了一些主流厂商参考设计的下载（如Analog Device、STMicroelectronics等）：

Ultra Librarian 也提供集成服务，与国内外的一些在线元器件商城合作，提供元器件符号、封装的下载：

SamcSys

与 SnapEDA、Ultralibrarian 一样，Samcsys也是一家老牌的器件模型供应商。与上两家不同的是，SamcSys至今仍提供免费建库的服务，只要在SamcSys 的数据库中找不到相应器件的符号和封装，就可以在网站上免费申请创建。

有兴趣的同学可以登陆网站进行尝试：

https://www.samacsys.com/pcb-librarian-service/

3D 模型库

虽然 KiCad 官方库、SnapEDA、Ultralibrarian、SamcSys 都提供了 3D 模型的下载，但您会发现很多器件的 3D 模型还是找不到。

这里再推荐几个专业的 3D 模型下载网站，其中不止电子器件库、还包括其他的各类机械机构库：

FreeCAD Electric Library：https://github.com/FreeCAD/FreeC ... ical%20PartsFreeCAD Electronics Lilbrary：https://github.com/FreeCAD/FreeC ... nics%20PartsGrabCAD：
https://grabcad.com/library3D ContentCentral：https://www.3dcontentcentral.com/Traceparts：
https://www.traceparts.com/

这些网站可以帮您找到大量高质量的3D模型，加速您的设计。

下载模型后，可以与 KiCad 的封装直接关联，最终实现输出完整 3D PCBA 的目标。注意：无论从哪里获取模型，都应遵循相应的授权协议，避免版权风险！

其他类型的库

之前有提到，KiCad 的符号库系统最大的问题是没有“元器件”的概念。因此原理图符号无法复用：比如一个电阻符号可能对应成千上万的实体器件，这些器件都有不同的 MPN、厂家和规格参数。显然复制大量的电阻符号再将这些信息添加到参数字段很不合理。但如果不那么做，在生成 BOM 的时候还需要花费大量时间将这些器件（工程BOM）匹配到可以采购的实体器件（采购BOM）。为解决这一问题，KiCad 7 支持了 Database Library，适用于需要对元器件进行统一管控的企业用户。有兴趣的同学可以参考下文：在 KiCad 中使用 Database Library以及 Lead Developer Jon Evans 关于 DBLib 的演讲：Database Library by Jon Evans
当然 Database Library 仍无法完全解决缺少“器件”概念的问题，我们期待 KiCad 在这方面能有更好的创新。

结束语

工欲善其事，必先利其器！优秀的设计从高质量的元器件符号、封装开始。善于整合、汇总优秀的资源，可以让您的设计效率事半功倍！