KiCad 实战：从原理图到 Gerber 的 STM32 最小系统板

目标

使用 KiCad 完成一个 STM32F103C8T6 最小系统板的设计流程：原理图 → 封装分配 → PCB 布局布线 → 生成 Gerber。

一、工程创建与原理图

1. 新建工程

KiCad → 文件 → 新建工程 → "stm32_min_board"

2. 原理图页面设置

打开 原理图编辑器 (Eeschema) → 文件 → 页面设置 → A4，标题栏填写项目信息。

3. 放置核心元件

元件	符号库路径	值
MCU	MCU_ST_STM32F1:STM32F103C8Tx	STM32F103C8T6
LDO	Regulator_Linear:AMS1117-3.3	AMS1117-3.3V
晶振 8MHz	Device:Crystal	8MHz
晶振 32.768kHz	Device:Crystal	32.768kHz
USB 连接器	Connector:USB_B_Micro	Micro USB
去耦电容 ×5	Device:C	100nF, 10µF
SWD 调试口	Connector:Conn_01x04_Male	SWD

4. 关键连线

USB → 5V → AMS1117 → 3.3V → VDD (STM32)
                 ↓
           100nF ×4 (每个 VDD 引脚旁)
           10µF (LDO 输出)

8MHz 晶振 → OSC_IN / OSC_OUT (PF0/PF1) + 22pF 负载电容 ×2
32.768kHz → PC14/PC15 + 12pF ×2

SWD: VCC/GND/SWDIO/SWCLK → PA13/PA14

5. 电气规则检查（ERC）

工具 → 电气规则检查 → 运行。确保无错误。

二、封装分配 (CvPcb)

1. 工具 → 分配封装
2. 关键封装：

元件	封装
STM32F103C8T6	Package_QFP:LQFP-48_7x7mm_P0.5mm
AMS1117-3.3	Package_TO_SOT_SMD:SOT-223-4
8MHz 晶振	Crystal:Crystal_SMD_5032-2Pin_5.0x3.2mm

1. 运行 设计规则检查 (DRC) 确保封装分配无误。

三、PCB 布局布线 (Pcbnew)

设计参数

• 层数：2 层（顶层信号 + 底层地平面）
• 板厚：1.6mm
• 最小线宽：0.25mm（10mil）
• 最小间距：0.2mm（8mil）

布局要点

1. 晶振尽量靠近 MCU 引脚（<10mm），下方不走数字线
2. 去耦电容靠近对应 VDD 引脚，回路面积最小
3. LDO 远离模拟敏感区域
4. SWD 放在板边方便调试

走线

• VCC 线宽 ≥ 0.5mm
• GND 用覆铜（填充区域）
• 信号线 0.25mm

设计规则检查

工具 → 设计规则检查 → 运行 DRC。

四、生成 Gerber 文件

1. 文件 → 制造输出 → Gerber
2. 层选择：F.Cu, B.Cu, F.Paste, B.Paste, F.Silkscreen, B.Silkscreen, F.Mask, B.Mask, Edge.Cuts
3. 输出 → 生成钻孔文件（Excellon 格式）
4. 用 Gerber 查看器（gerbv）验证所有层正确

五、关键点

• 去耦电容是稳定性的生命线，每个 VDD 必须就近放置
• 晶振负载电容值参考晶振 datasheet 计算：CL = (C1*C2)/(C1+C2) + Cstray
• 2 层板底层尽量完整铺地，走线尽量在顶层
• 工厂工艺能力：一般 6/6mil 线宽线距，嘉立创等可做到 4/4mil