“在 KiCad 中，多張原理圖可以形成層次結構：有一個根原理圖，其他圖作為根原理圖或另一個子原理圖的子原理圖被創(chuàng)建。如果需要的話，原理圖可以被多次包含在一個層次結構中。”

簡介

將原理圖繪制成層次設計，可以提高原理圖的可讀性，減少重復繪制。

創(chuàng)建層次原理圖是從根原理圖開始的。其過程是創(chuàng)建一個子原理圖，然后在子原理圖中繪制電路，并在原理圖之間進行必要的電氣連接。可以使用層次引腳和標簽為子原理圖和父原理圖的網絡建立連接，也可以使用全局標簽為層次中的任意網絡建立連接。

在KiCad的工程管理器中，無論項目中使用了幾個原理圖，都只會顯示根原理圖的名稱。且在工程管理器中無法直接添加新的原理圖（無論是新建還是將已有的原理圖添加到工程中），這與主流的PCB設計工具不太一樣，可能會給剛接觸 KiCad 的工程師造成困惑：

在KiCad中，需要使用層次導航器，才可以查看項目的層級結構：

在設計中添加原理圖

可以用 "添加層次原理圖" 工具（快捷鍵 S，或右邊工具欄上的按鈕）在設計中添加一個子原理圖。

啟動該工具，然后依次在畫布上點擊兩次，繪制子原理圖頁面符的左上角和右下角。繪制合適的頁面符尺寸，以放下后續(xù)添加的層次引腳。

繪制完成后會彈出屬性對話框，并提示輸入原理圖頁面名稱和文件名：

Sheetname：原理圖頁面名稱必須是唯一的，因為生成網表時會使用到頁面名稱。例如，在原理圖 sheet1 中具有局部標簽 net1，則該網絡在網表中的名稱為/sheet1/net1。原理圖頁面名稱也被用來在用戶界面的不同地方指代原理圖，包括原理圖標題欄和層次導航器。

Sheetfile：原理圖文件指定將被新建或加載的原理圖文件。原理圖文件的路徑可以是相對的或絕對的，且必須使用完整的文件名（如rams.kicad_sch）。通常最好是將子原理圖文件保存在工程目錄中，并使用相對路徑，這樣便于工程的移植。如果Sheetfile的路徑中不存在同名的原理圖，則會新建一個新的原理圖，KiCad通過這種方式創(chuàng)建層次化的結構。目前KiCad還不支持扁平的工程結構，即必須使用原理圖頁面符才能添加一個原理圖，無法直接在工程中添加原理圖。

通過為多個原理圖頁面符指定相同的文件名，一個原理圖文件可以在一個工程中被多次使用；原理圖中繪制的電路將在每次使用時被實例化一次，任意實例中的任何編輯都將反映在其他實例中。 注意：原理圖文件可以在多個工程之間共享，以允許在工程之間的設計復用。然而，對路徑可移植性的考量，以及在編輯共享圖紙時無意中改變其他工程的風險，不建議這樣做。 頁碼：在這里是可以配置的。頁碼顯示在原理圖標題欄及層次導航器中。在層次導航器中，原理圖按頁碼順序排序。 除此之外，還有幾個圖形選項可用。邊框寬度設置圖紙形狀周圍的邊框線條寬度。邊框顏色和背景填充分別設置圖紙形狀的邊界和填充的顏色。如果沒有設置顏色，就會顯示一個棋盤式的色塊，并使用顏色主題的默認值。

原理圖頁支持任意自定義字段，可以分別使用以下按鈕添加和刪除。

如果勾選“顯示”框，可以選擇在原理圖頁面符上顯示字段值。并且可以使用文本變量從圖紙內部或其他圖紙字段中訪問它們。

選中原理圖頁面符并使用快捷鍵E，或者通過右鍵單擊頁面符并選擇屬性…，可以隨時訪問原理圖頁面符屬性對話框。

原理圖之間的電氣連接

原理圖之間的電氣連接是通過 網絡標簽進行的。在 KiCad 中，有幾種標簽，每種都有不同的連接范圍。

局部標簽只在某個原理圖內部有效。因此，局部標簽不能用于不同原理圖之間的連接。

全局標簽在所有的原理圖中有效，無論是哪個子原理圖。

層次化標簽連接到父原理圖中 *層次原理圖引腳* 。層次化設計依靠層次化標簽和層次原理圖引腳來實現父原理圖和子原理圖之間的連接；你可以把層次原理圖引腳看成是父原理圖與子原理圖的接口。

注意：

如果在同一個原理圖頁面，無論標簽類型如何，具有相同名稱的標簽將被連接。

隱藏電源引腳也可以被認為是全局標簽，因為它們可以連接到原理圖層次結構中的任何地方。

層次原理圖引腳

原理圖頁面符繪制完成之后，可以使用右側工具欄中的 “導入層次原理圖引腳”命令導入圖框引腳。如果點擊后沒有反應，可能是因為原理圖頁面符對應的子原理圖中沒有“層次化標簽”。

在子原理圖內放置層次標簽后，可以在父原理圖內的子原理圖符號上添加匹配的層次原理圖引腳。然后，你可以用導線、標簽及總線與層次原理圖引腳進行連接。原理圖頁面符中的層次原理圖引腳與子原理圖中匹配的層次化標簽相連。

注意：在原理圖頁面符中導入相應的層次原理圖引腳之前，必須先在子原理圖中定義層次化標簽。

對于子原理圖中的每一個層次化標簽，可以通過點擊右側工具欄中的按鈕，然后點擊原理圖頁面符，將相應的層次化標簽導入原理圖頁面符中。第一個與層次化標簽匹配的層次化引腳將附在光標上，可以將它放在原理圖頁面符邊界的任何地方。再次點擊該工具將繼續(xù)導入更多的層次原理圖引腳，直到沒有更多的層次化標簽需要從子原理圖中導入。層次原理圖引腳也可以通過在原理圖頁面符的右鍵菜單中選擇?導入層次原理圖引腳命令來導入。

你可以在原理圖頁面引腳屬性對話框中編輯頁面引腳的屬性。通過雙擊原理圖頁面引腳，或選擇頁面引腳并使用快捷鍵 E，或者右擊原理圖頁面引腳并選擇

屬性…來打開這個對話框。

原理圖頁面引腳的?名稱可以在文本框中編輯，也可以從子原理圖的層次化標簽的下拉列表中選擇。原理圖頁面引腳的名稱必須與子原理圖中相應的層次化標簽相匹配，所以如果頁面引腳的名稱被改變，標簽也必須改變。

形狀區(qū)域可以改變頁面引腳的形狀，但沒有電氣效果。它可以被設置為輸入、輸出、雙向、三態(tài)或無源。引腳的字體、文本大小、顏色和強調（粗體或斜體）也可以被改變。

層次化設計實例

層次化設計可以被歸入幾個類別中的一個：

標準層次化：每張原理圖只使用一次，層次結構清洗。

原理圖復用（多通道）：一些原理圖被多次使用。

扁平化：標準層次結構的一個子案例，在子原理圖和其父原理圖之間沒有連接。扁平的層次結構可以用來表示一種非層次結構設計。

每種層次結構模型都可能是有用的；最合適的模型取決于設計需求。

標準層次結構

典型的標準層次結構的例子是 KiCad 包含的 video 演示工程。根原理圖包含七個獨特的子原理圖，每個子原理圖都有層次化標簽和原理圖頁面引腳，將子原理圖與根原理圖相互連接。

原理圖復用（多通道）

complex_hierarchy 演示工程是一個原理圖復用的層次結構的例子。根原理圖包含兩個原理圖頁面符，它們都指向同一個原理圖文件（ampli_ht.kicad_sch）。這使得設計中包含了同一個放大器電路的兩個副本。盡管這兩個原理圖頁面符指向同一個文件名，但原理圖的名稱是唯一的（ampli_ht_vertical和ampli_ht_horizontal）。在每個子原理圖內，除了位號外，其他的電路都是相同的，而位號也是唯一的。

這個工程不包含原理圖層次引腳連接。根原理圖和子原理圖之間的唯一連接是用電源符號進行的全局連接。如果設計需要，復用的層次結構中的原理圖可以包括原理圖層次引腳的連接。

扁平化層次結構 flat_hierarchy演示工程是一個扁平化層次結構的例子。根原理圖包含兩個不同的原理圖頁面符，沒有層次化原理圖引腳。在這個工程中，根原理圖除了容納子原理圖外沒有任何作用，子原理圖只是作為原理圖中的附加頁使用。

注意：這是在 KiCad 中創(chuàng)建多頁原理圖的最簡單方法。

結束語 KiCad支持層次化的原理圖設計，包括標準的層次設計及多通道的復用方式。但目前版本不支持直接創(chuàng)建多頁原理圖，只能通過扁平化層次結構實現這一需求。 合理的使用層次結構，可以使設計結構清晰，并實現圖紙的高效復用。

審核編輯 黃宇