如何设计你的第一块PCB：分步项目教程（2025年版）

简介

你已经阅读了 PCB 设计理论。你已经看过视频。现在是时候真正制作点东西了。 本教程将带你从零开始制作出一块成品 PCB，一步一步，最终你可以拿在手中的真实项目。

与理论指南不同，我们将制作一个完整的、可工作的电路 - 一个 555 定时器 LED 闪烁器。 它足够简单，可以在一个下午完成，但却能教会你在未来每个项目中都会用到的所有基本 PCB 设计技能。

在本教程结束时，你将：

• 在 EasyEDA 中从零开始设计原理图
• 创建具有正确走线布线的 PCB 布局
• 生成制造文件（Gerber）
• 从 JLCPCB 订购真实电路板
• 组装并测试你的第一块 PCB

我们将制作什么

我们的项目是一个555 定时器 LED 闪烁器 - 一个经典的初学者电路， 可以让 LED 以可调节的速率闪烁。它非常适合学习，因为：

• 简单的原理图：总共只有 8 个元件
• 功能清晰：LED 闪烁 = 工作正常！
• 全部直插元件：易于手工焊接
• JLCPCB 基础零件：便宜且容易获得
• 实际应用：定时器、振荡器、PWM 的基础

项目要求

我们的 LED 闪烁器将具有以下规格：

• 电源输入：5-12V DC（兼容 USB 充电宝）
• 闪烁频率：约 1-2 Hz（可调节）
• 板子尺寸：30mm x 40mm（信用卡大小）
• 安装：3mm 孔用于支撑柱
• 元件：全部直插式，便于组装

所需工具

步骤 1：创建原理图

原理图是你的电路蓝图。我们将在 EasyEDA 的原理图编辑器中绘制 555 定时器电路， 然后将其转换为 PCB 布局。

启动新项目

1. 访问 easyeda.com 并登录（如需要，创建免费账户）
2. 点击文件 → 新建 → 项目
3. 命名为 "555-LED-Flasher"
4. 点击文件 → 新建 → 原理图创建原理图页面

添加元件

现在我们将向原理图添加每个元件。使用搜索栏（键盘快捷键：Shift+F） 在 EasyEDA 的库中查找零件。

搜索并放置这些元件：

连接电路

现在根据 555 非稳态配置连接元件：

1. 555 定时器连接：
   • 引脚 1（GND）→ 地
   • 引脚 2（TRIGGER）→ 引脚 6（THRESHOLD）- 连接在一起
   • 引脚 3（OUTPUT）→ R3 → LED 阳极
   • 引脚 4（RESET）→ VCC（保持定时器运行）
   • 引脚 5（CONTROL）→ C2 → 地（噪声滤波）
   • 引脚 6（THRESHOLD）→ C1 → 地
   • 引脚 7（DISCHARGE）→ R2 → 引脚 6
   • 引脚 8（VCC）→ 电源（+）
2. 定时电路：
   • R1 连接 VCC 到引脚 7
   • R2 连接引脚 7 到引脚 2/6
   • C1 连接引脚 2/6 到地
3. LED 电路：
   • LED 阴极（平边）→ 地

使用导线工具（键盘：W）绘制连接。 点击开始一条导线，再次点击添加拐角，点击引脚完成连接。

添加网络标签

网络标签使你的原理图更清晰，并在 PCB 布局期间提供帮助。添加这些标签：

• VCC - 电源正极
• GND - 地

按N或使用放置 → 网络标签，输入标签名称，并将其放置在导线上。

运行电气规则检查

在移至 PCB 布局之前，验证你的原理图没有错误：

1. 点击设计 → 检查 ERC（或按Ctrl+Shift+E）
2. 修复显示的任何错误（常见问题：未连接的引脚、缺少电源符号）
3. 关于未使用的 555 引脚的 "未连接引脚" 警告是可以接受的

步骤 2：创建 PCB 布局

现在我们将原理图转换为物理板设计。这是你的电路变为现实的地方！

将原理图转换为 PCB

1. 在原理图编辑器中，点击设计 → 转换为 PCB
2. EasyEDA 创建一个包含所有元件的新 PCB 文件
3. 元件聚集在一起，带有显示连接的 "鼠线"

设置板轮廓

首先，定义物理板尺寸：

1. 在图层面板中选择板轮廓层（紫色）
2. 绘制一个矩形：30mm 宽 × 40mm 高
3. 或使用工具 → 设置板轮廓并输入尺寸

放置元件

元件放置对于良好的 PCB 至关重要。遵循以下指南：

1. 首先放置 555 IC - 它是中心元件
   • 将其放置在板的中左位置
   • 引脚 1（用点标记）应在左上角
2. 将相关元件分组：
   • 定时元件（R1、R2、C1）靠近引脚 6/7
   • 旁路电容（C2）靠近引脚 5
   • LED 和 R3 靠近引脚 3（输出）
3. 将连接器放置在板边缘：
   • 电源连接器（J1）在顶部或底部边缘
4. 在角落留出安装孔空间

步骤 3：走线布线

布线将那些鼠线变成实际的铜走线。对于这个简单的板， 我们将在顶层布线所有内容，底层使用地平面。

布线基础

• 走线宽度：信号使用 0.25mm（10 mil），电源使用 0.5mm（20 mil）
• 过孔尺寸：0.3mm 孔，0.6mm 焊盘（EasyEDA 默认即可）
• 间隙：走线之间至少保持 0.2mm
• 角度：使用 45° 角，而非 90°（更好的信号完整性，更容易制造）

首先布线电源走线

始终首先布线电源（VCC）和地：

1. 选择顶层（红色）
2. 按W使用导线工具
3. 在属性面板中将走线宽度设置为0.5mm
4. 从 J1 布线 VCC 到所有 VCC 引脚（555 引脚 4、引脚 8、R1）
5. 我们稍后用地平面处理 GND

布线信号走线

现在布线剩余的连接：

1. 将信号走线的走线宽度设置为0.25mm
2. 布线定时电路：R1 → 555 引脚 7 → R2 → 555 引脚 2/6
3. 从引脚 2/6 布线 C1 到地焊盘区域
4. 从引脚 5 布线 C2 到地焊盘区域
5. 布线输出：555 引脚 3 → R3 → LED → 地焊盘区域

添加地平面

底层的地平面（铜箔）提供优秀的接地和电磁屏蔽。对于我们的简单板， 它也意味着更少的走线要布线！

1. 选择底层（蓝色）
2. 点击工具 → 铜箔区域或按Shift+P
3. 绘制一个覆盖整个板轮廓的矩形
4. 在属性中，将网络设置为GND
5. 点击重建铜箔区域以填充平面

地平面将通过热焊盘模式自动连接到所有 GND 焊盘。

步骤 4：完成润色

添加丝印标签

丝印文字在组装期间提供帮助。添加这些标签：

• 板标题：顶部的 "555 LED Flasher"
• 版本："v1.0"
• 极性标记：正电源引脚旁的 "+"
• 你的名字/网站（可选但有趣！）

选择顶层丝印并使用放置 → 文本添加标签。 使用 1mm 文本高度以便于阅读。

添加安装孔

安装孔可让你将板固定到外壳或支撑柱上：

1. 在库中搜索 "mounting hole 3mm"
2. 在每个角放置一个，距边缘 3mm
3. 连接到 GND 网络以进行屏蔽（可选）

运行设计规则检查

DRC 确保你的板可制造：

1. 点击设计 → 设计规则检查（或Ctrl+Shift+D）
2. 使用 JLCPCB 的设计规则（EasyEDA 中默认加载）
3. 修复任何错误 - 常见问题：
   • 间隙违规：走线太近
   • 未布线的网络：遗漏的连接
   • 铜箔/轮廓冲突：走线太靠近板边缘

步骤 5：订购你的 PCB

是时候让它成为现实了！我们将生成制造文件并从 JLCPCB 订购。

生成 Gerber 文件

Gerber 文件是 PCB 制造的行业标准格式：

1. 点击制造 → PCB 制造文件（Gerber）
2. 查看预览 - 所有图层应看起来正确
3. 点击生成 Gerber下载 ZIP 文件

从 JLCPCB 订购

1. 访问 jlcpcb.com
2. 点击立即订购 → 添加 Gerber 文件
3. 上传你的 Gerber ZIP 文件
4. 配置选项：
   • 基材：FR-4
   • 层数：2
   • 尺寸：从 Gerber 自动检测
   • PCB 数量：5（最小值，通常最便宜）
   • PCB 颜色：绿色（最便宜）或你喜欢的
   • 表面处理：HASL（无铅）
   • 铜重量：1 oz
5. 查看 PCB 预览以确保看起来正确
6. 添加到购物车并结账

典型成本：5 块板 $2-5 + $2-15 运费（取决于速度）。 板通常在 5-14 天内到达。

BOM 和零件清单

在等待板子时，从立创商城（LCSC）或你喜欢的供应商订购元件：

步骤 6：组装你的板子

当你的板子到达时，就是焊接的时候了！直插元件对初学者友好 - 如果你会用铅笔，你就会焊接。

初学者焊接技巧

1. 从最低到最高工作：
   • 首先：电阻（R1、R2、R3）
   • 其次：陶瓷电容（C2）
   • 第三：IC 插座（U1 可选但推荐）
   • 第四：电解电容（C1）- 注意极性！
   • 第五：LED（D1）- 注意极性！
   • 最后：排针（J1）
2. 极性很重要：
   • 电解电容：长脚 = 正极，条纹 = 负极
   • LED：长脚 = 阳极（+），平边 = 阴极（-）
   • 555 IC：缺口或点表示引脚 1
3. 焊接技术：
   • 同时加热焊盘和引脚 2-3 秒
   • 将焊锡施加到接点上，而非烙铁
   • 良好的焊点看起来像光亮的火山
   • 在移动元件之前让其冷却

测试你的板子

1. 目视检查：查找焊桥、冷焊点或缺失连接
2. 连续性检查：使用万用表验证：
   • VCC 和 GND 之间无短路
   • VCC 到达所有电源引脚
   • GND 到达所有地引脚
3. 通电：
   • 连接 5-12V 电源（USB 充电宝效果很好）
   • 正极到 VCC，负极到 GND
   • LED 应该开始闪烁！

常见问题排查

接下来尝试的项目

既然你已经完成了第一块 PCB，尝试这些逐渐更具挑战性的项目：

1. RGB LED 控制器 - 添加电位器以使用 PWM 控制 LED 亮度
2. USB 供电的 LED 灯带驱动器 - 学习 MOSFET 和更高电流
3. Arduino Nano 克隆 - 制作你自己的微控制器板
4. ESP32 开发板 - 支持 WiFi 的物联网项目，采用 SMD 元件

常见问题