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您的原理图不仅仅是一份技术文档，它是您与其他工程师、PCB设计师以及未来的自己进行沟通的主要工具。设计良好的原理图可以在几秒钟内被理解，而设计糟糕的原理图可能需要几个小时才能解读。这30条最佳实践将帮助您创建清晰、专业且不易出错的原理图。
核心原则
“原理图旨在向人类读者传达信息。”清晰度比紧凑性更重要。您的原理图应该讲述一个任何工程师都能理解的故事。
1. 为什么原理图最佳实践很重要
专业的原理图不仅仅是更容易阅读，它们直接影响您项目的成功：
- 更少的PCB布局错误 – 清晰的原理图减少了布局过程中的误解
- 更快的调试 – 当出现问题时，您可以快速追踪信号
- 更好的团队协作 – 其他人可以在不混淆的情况下审查和修改
- 未来维护 – 6个月后您会感谢自己
- 专业信誉 – 潦草的原理图意味着潦草的工程
行业现实
“整洁程度直接影响其他人审查您工作的认真程度。潦草的原理图表明不尊重读者的时间。” – Electrical Engineering Stack Exchange
2. 信号流向和布局约定
最基本的原则：信号应该以可预测的方向流动，读者可以直观地遵循。
规则 #1：从左到右的信号流
安排电路使信号从左向右流动，与我们阅读文本的方式相匹配。输入在左侧，输出在右侧。
信号流向方向：
输入（左侧）→ 处理 → 输出（右侧）
示例：
传感器 → 放大器 → ADC → 微控制器 → DAC → 驱动器 → 电机
规则 #2：垂直电压约定
较高的电压在顶部，较低的电压（地）在底部。这符合直观的“水往低处流”的心理模型。
- 顶部： VCC, VDD, +12V, +5V, +3.3V
- 中间： 信号路径、元件
- 底部： GND, VSS, 负电源轨
规则 #3：反馈流向相反
当显示反馈路径（在电源和运放中很常见）时，将它们从右向左布线，以明确区分前向信号路径。
3. 元件放置和分组
规则 #4：按功能分组
将元件组织成逻辑功能块。绘制矩形或使用视觉分隔来划分每个部分。
- 电源部分
- 输入调理
- 微控制器和外设
- 通信接口
- 输出驱动器
- 保护电路
规则 #5：复杂系统使用框图
对于多页原理图，包含一个显示系统架构的顶层框图。这有助于读者在深入细节之前理解整体图景。
规则 #6：使用一致的网格间距
将所有元件对齐到一致的网格（通常为100 mil或2.54mm）。这创建了视觉秩序并使连接更清晰。
EasyEDA提示
在EasyEDA中，将网格设置为100 mil（查看 → 网格设置），并使用对齐网格（G键）以确保一致的放置。
规则 #7：将去耦电容放置在IC附近
将去耦电容在视觉上放置在其相关IC旁边。这显示了设计意图，并有助于在PCB布局期间验证正确的放置。
4. 导线和连接管理
规则 #8：最小化导线交叉
重新排列元件以最小化交叉导线。当交叉不可避免时，确保交叉点没有连接点，这表示导线互相跨越而不连接。
规则 #9：一致地使用连接点
每个实际连接都必须有一个可见的连接点。这可以防止导线是连接还是仅仅交叉的歧义。
关键规则
优先使用T形连接而不是四向交叉。如果点很小或被遮挡，带点的四向连接可能会被误认为没有连接的交叉。
规则 #10：导线出口点
在更改方向之前，从符号引脚直线前进至少一个网格点。这创建了更清晰的连接和更容易的修改。
规则 #11：对分组信号使用总线
对于多位数据线（地址总线、数据总线），使用总线符号以减少混乱。在它们连接到元件的地方标记单个信号。
总线命名约定：
DATA[7:0] – 8位数据总线
ADDR[15:0] – 16位地址总线
GPIO[0:3] – 4个GPIO引脚
5. 标签和命名规范
规则 #12：标记每个元件
每个元件都必须有一个参考标识符（R1、C5、U3）和值或零件号。没有例外。
| 元件类型 | 前缀 | 示例 |
|---|---|---|
| 电阻 | R | R1, R2, R100 |
| 电容 | C | C1, C5, C200 |
| 电感 | L | L1, L2 |
| 二极管/LED | D | D1, D5 |
| 晶体管 | Q | Q1, Q2 |
| IC/集成电路 | U | U1, U3 |
| 连接器 | J或P | J1, P2 |
| 开关 | SW | SW1, SW2 |
| 晶振 | Y | Y1 |
| 保险丝 | F | F1 |
| 测试点 | TP | TP1, TP_VCC |
规则 #13：使用描述性网络名称
用描述性标签命名重要信号，解释它们的功能，而不仅仅是它们的来源。
好的网络名称：
SPI_MOSI, I2C_SDA, UART_TX, PWM_MOTOR, ADC_TEMP
避免：
NET1, WIRE5, PIN3（无意义）
U1_PIN5（描述连接，而非功能）
规则 #14：一致的大小写和风格
- 对网络名称使用大写：
CLOCK、RESET - 低电平有效信号：
RESET_N或/RESET或nRESET - 选择一种风格并在整个设计中坚持使用
- 不要混合格式：避免同时使用
VDD和3V3
规则 #15：不要使用垂直文本
保持所有文本水平且易读。如有需要可旋转元件，但永远不要将标签旋转为垂直或倒置。
6. 符号和IEEE标准
规则 #16：使用标准符号库
遵循IEEE元件符号标准以确保普遍识别：
- IEEE 315: 电气和电子图的图形符号
- IEEE 91: 逻辑功能的图形符号
- IEEE 991: 逻辑电路图
规则 #17：清楚标记极性
对于极性元件，确保极性明确无误：
- 电解电容：使用+符号，而不仅仅是弯曲线
- 二极管：确保阴极条可见
- LED：添加+或−或使用箭头指示电流流向
- 电池：正极端始终是较长的线
规则 #18：显示引脚号
在所有IC符号上显示引脚号。这对于验证和调试至关重要。
7. 电源和地设计
规则 #19：使用电源符号，而非导线
使用标准化符号连接电源和地，而不是在原理图上绘制导线。这减少了混乱并使信号路径更清晰。
标准电源符号：
VCC, VDD – 正电源
GND, VSS – 地参考
AGND, DGND – 模拟/数字地（如果分离）
+3V3, +5V, +12V – 特定电压轨
规则 #20：区分模拟和数字地
在混合信号设计中，对模拟地（AGND）和数字地（DGND）使用不同的符号。显示它们在单点连接的位置。
规则 #21：显示电源入口和分配
包含清晰的电源输入部分，显示：
- 输入连接器或插孔
- 保护（保险丝、TVS、反向极性）
- 调节（LDO、SMPS）
- 稳压器输出的去耦
- 到不同电压轨的分配
8. 去耦和保护
规则 #22：显示所有去耦电容
永远不要将去耦电容隐藏为“假定”。每个IC都应该在原理图中显示其去耦电容。
典型去耦策略：
100nF陶瓷 – 靠近每个IC电源引脚
10μF陶瓷 – 在稳压器输出
100μF电解 – 在电源入口
高速IC（MCU、FPGA）：
100nF + 10nF或100nF + 1μF在每个电源引脚
规则 #23：包含保护电路
记录针对以下情况的保护：
- ESD： 暴露I/O上的TVS二极管
- 反向极性： 二极管或P-FET保护
- 过压： 齐纳钳位或电压限制器
- 过流： 保险丝或PTC可复位保险丝
- 感性反冲： 继电器和电机上的续流二极管
规则 #24：上拉和下拉电阻
明确显示所有上拉和下拉电阻。包括它们到适当电压轨的连接。
I2C提醒
I2C总线需要SDA和SCL上的上拉电阻（通常为2.2kΩ–10kΩ）。始终在原理图中显示这些。
9. IC和复杂元件设计
规则 #25：按功能排列IC引脚
IC符号应按功能组织引脚，而不是物理封装位置：
- 左侧： 输入
- 右侧： 输出
- 顶部： 电源（VCC、VDD）
- 底部： 地（GND、VSS）
避免物理引脚布局
永远不要以物理DIP/QFP位置绘制IC符号的引脚。这使电路难以阅读，违背了原理图的目的。
规则 #26：考虑所有IC引脚
每个IC引脚都必须在原理图中显示，包括：
- 未使用的输入 – 连接到适当的电压
- NC（无连接）引脚 – 显示但保持未连接
- 暴露的焊盘 – 连接到GND或按规定连接
- 所有电源和地引脚 – 不要隐藏任何引脚
规则 #27：包含测试点和调试接头
对于原型原理图，添加：
- 关键信号的测试点（TP1、TP2等）
- 编程接头（JTAG、SWD、ICSP）
- 串行调试端口（UART TX/RX）
- 电源轨的LED指示器
10. 文档和注释
规则 #28：添加设计说明
包含以下内容的文本注释：
- 计算（分压比、电流限制）
- 数据手册参考（“根据MAX17048数据手册，图3”）
- 配置选项（“安装R5以获得5V输出”）
- 关键值（“R1必须<100Ω以符合ESD要求”）
规则 #29：使用标题栏
每个原理图页面都应包括：
- 项目名称和板卡修订版
- 页面编号和标题（例如，“3/5：电源”）
- 设计师姓名和日期
- 公司徽标（如果适用）
- 修订历史或更改说明
规则 #30：设计为标准页面尺寸
使用可以轻松打印或查看的标准页面尺寸（A4、Letter、A3）。如果您的设计不适合，请拆分为多个页面，而不是使用超大页面。
11. 验证和设计规则检查
在最终确定原理图之前，请执行以下验证步骤：
电气规则检查（ERC）
- 没有未连接的引脚（除非是有意的）
- 没有短路输出
- 所有输入都已驱动
- 电源和地连接已验证
视觉检查
- 所有元件值已显示
- 没有重叠的文本
- 所有连接处都有连接点
- 一致的符号风格
功能验证
- 信号流是合乎逻辑的
- 包含所有必需的功能
- 存在保护电路
- 已计算电源预算
12. EasyEDA专属技巧
EasyEDA最佳实践
- 网格设置： 使用100mil网格进行放置，50mil用于微调
- 网络名称： 双击导线快速添加网络标签
- 电源端口： 使用库中的内置VCC/GND符号
- 多页： 右键单击项目 → 添加原理图以获取其他页面
- 设计规则： 在PCB转换之前运行设计 → 检查ERC
- 注释： 使用文本工具（T）添加设计说明
- 框架： 从系统库添加页面框架以获得专业外观
13. 快速参考检查清单
30条原理图设计规则一览
信号流和布局
- 从左到右的信号流
- 上高下低的电压约定
- 反馈流向相反方向
- 按功能分组元件
- 复杂系统包含框图
- 使用一致的网格间距
- 将去耦放置在IC附近
导线和连接
- 最小化导线交叉
- 一致地使用连接点
- 从引脚直线出口
- 对分组信号使用总线
标签和标准
- 标记每个元件
- 使用描述性网络名称
- 一致的大小写和风格
- 不要使用垂直文本
- 使用标准IEEE符号
- 清楚标记极性
- 显示引脚号
电源和保护
- 使用电源符号，而非导线
- 区分模拟/数字地
- 显示电源分配
- 显示所有去耦电容
- 包含保护电路
- 显示上拉/下拉电阻
IC和复杂元件
- 按功能排列IC引脚
- 考虑所有IC引脚
- 包含测试点和接头
文档
- 添加设计说明
- 使用标题栏
- 设计为标准页面尺寸