“ 9.0.2 的 KiCad 华秋发行版增加了 AI 智能助手，今天让我们看一下 Copilot 可以帮我们做些什么。内容有点长，可以收藏了慢慢看。”
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一、功能简介在 KiCad 中增加一个智能助手，与原理图、PCB交互，帮助您更高效地理解图纸中中内容或检查连接关系是否正确。当然，作为一个智能助手，它可以随时解答您关于电子设计的疑问。
目前支持的功能包括
? 在聊天面板中进行问答：
? 选中原理图/PCB中的对象，基于选中对象进行问答
? @添加上下文，将项目或器件作为上下文进行问答（类似cursor的 @code）
? 支持图片解析，直接将图片复制到面板中进行问答
? 使用原理图中的预置菜单，可以解答以下问题：
? 猜测项目的设计意图
? 归纳设计中的核心器件
? 详细介绍当前选中的器件
? 推荐相似器件
? 检查当前器件的连接关系是否正确
? 介绍当前选中器件引脚的功能
? 检查当前器件未连接的引脚并给出分析
? @查资料功能，基于高质量的数据库进行数据查询
? 避免大模型的幻觉，查询结果更准确
? 获取器件详情页面链接
? 获取器件价格
? 获取器件符号、封装预览
? PCB 同样支持 Copilot 对话
? 基于选中的对象问答
二、操作指南
启动 KiCad 后，可以通过工具栏上的图标启动 Copilot 面板：
po2b4f53a1o64060618926.jpg
注意：Copilot 需要联网使用。
2.1 在聊天面板中进行问答
您可以随时向华秋小助手提出电子相关的问题，也可以根据当前原理图中选中的内容进行提问。除此之外，您还可以 @项目或者 @器件，基于项目或器件的上下文进行问答。
随便聊聊
您可以在面板中询问任何与电子相关的问题：
比如：我要设计一个5V转3.3V的电路，请给出方案及核心器件。
以下是小助手的回答：
要设计一个5V转3.3V的电源电路，可以采用以下几种常见方案：
方案1：线性稳压器
可以使用线性稳压器如**LM1117-3.3**或**LM1084-3.3**。这种方案简单，适合于输出电流较小的情况（通常在1A以内）。
设计步骤：
1. 核心器件：LM1117-3.3 （3.3V线性稳压器）
2. 输入电压：5V
3. 输出电压：3.3V
4. 输出电流：最大 800mA（LM1117）
5. 外围元件：
- 输入电容（例如：10μF电解电容）
- 输出电容（例如：10μF电解电容）
- 可添一个0.1μF的旁路电容在输出端，以提高稳定性。
电路原理图：
m1hjrqagxki64060619027.jpg
方案 2：DC-DC降压转换器
对于需要较大电流或者对转换效率有较高要求的应用，可以使用DC-DC降压转换器，如LM2596或MP1584。
设计步骤：
1. 核心器件：LM2596（降压型DC-DC转换器）
2. 输入电压：5V
3. 输出电压：3.3V
4. 输出电流：最大 3A（具体根据器件选择）
5. 外围元件：
- 输入电容（如：10μF，低 ESR电容）
- 输出电容（如：100μF，低 ESR电容）
- 电感（选择合适的电感值，通常为33μH或47μH）
- 反馈电阻（根据输出电压调整）
电路原理图：
xjopgfqdkfa64060619127.jpg
方案 3：使用可调稳压器
也可以使用可调稳压器如LM317来实现5V转3.3V的电压转换。
设计步骤：
1. 核心器件：LM317
2. 输入电压：5V
3. 输出电压：3.3V
4. 外围元件：
- 输入电容（如：0.1μF）
- 输出电容（如：10μF）
- 反馈电阻（根据公式调整得到3.3V）
总结
在选择方案时，考虑以下几点：
- 输出电流需求：若较大，则选择DC-DC转换器方案。
- 效率：对能量效率有要求时，DC-DC转换器更优。
- 设计复杂程度：线性稳压器设计简单，组件小。
在应用中，选择适合的方案及核心器件后，按照提供的电路原理图进行设计布局即可。如果需要更多的详细参数与设计，建议参考相关的器件数据手册。
继续追问：对比一下3种方案，并做一个表格进行比较。
以下是小助手的回答：
以下是三种方案（线性稳压器、DC-DC降压转换器和可调稳压器）的对比表格，帮助您更好地理解各自的优缺点和应用场景。
f5hzdejkrms64060619227.jpg
点击图片可查看完整电子表格
详细说明：
1. 线性稳压器
- 优点：设计简单、成本较低、输出纹波小、噪音低。
- 缺点：效率相对较低，特别是在输入电压高于输出电压时，产生的热量较大，适合低电流应用。
2. DC-DC降压转换器
- 优点：高效率，适合处理较大功率输出，适用于电池供电器件，能够保持较好的电池续航。
- 缺点：设计较复杂，需要额外的外围元件（如电感、电容），可能会产生一定的输出纹波和噪声。
3. 可调稳压器
- 优点：可以根据需要调节输出电压，适用范围广。
- 缺点：效率在相对高的输入电压下会较低，且由于需要外部电阻调整，可能略为复杂。
总结
选择适合的电源方案应考虑您的具体应用需求，包括功耗、设计的复杂性、成本以及是否需要调节输出电压等。在典型的5V转3.3V应用中，如果负载电流小于800mA，线性稳压器是一个不错的选择；如果需要较高的输出电流或更高的效率，DC-DC转换器将更为合适。如果更灵活调节输出电压是首要需求，采用可调稳压器将是一个理想的选择。
基于选中区域进行问答
您可以随意选中原理图中的任何对象，可以是框选一个局部，也可以是某个器件。此时聊天窗口的上方会显示“@当前选中区域”字样。这时，就可以基于选中区域内的对象进行问答了。
iykuf00nptg64060619327.jpg
电路功能分析
小助手会将选中的器件信息、网表等信息作为上下文，发送给大模型并结合用户的提问进行回答。比如上图中可以提问“分析下电路的功能”，以下是回答内容：
好的，我将根据您提供的网表信息来分析电路的功能。
主要功能模块识别:
? 电源: 网络名称 "+3V3" 和 "GND" 明显表明了电源供电部分。大量的#PWRXXX元件是电源连接点。
? Flash存储器: U6是W25Q16JV，这是一个 16Mbit 的 SPI Flash 存储器。它的连接线/QSPI_CS, /QSPI_SCK, /QSPI_DATA0, /QSPI_DATA1,
/QSPI_DATA2, /QSPI_DATA3共同构成 QSPI 接口。
? 微控制器 (推测): U2似乎是一个微控制器，因为它有很多连接到 +3.3V 和 GND 的引脚，并且有 QSPI 接口。引脚名称例如QSPI_SS，QSPI_SD0，QSPI_SCLK，QSPI_SD1，QSPI_SD2，QSPI_SD3都连接到了flash 存储器，这意味着微控制器可以通过QSPI接口与Flash存储器通信。名称为USB_VDD, ADC_AVDD, VREG_IN以及IOVDD都支持了这是一个微控制器的推测。
? 其他元件:
? U1：VBAT1, VBAT2, VBAT引脚提示这个可能是一个实时时钟 (RTC) 或其他需要电池供电的元件。
? U4：VOUT引脚提示这可能是一个电源稳压器或者LDO。
? U5和U7: 没有给出具体型号，需要更多信息才能判断。
? Y1: 晶振, 与U2配合提供时钟源.
? P1: 连接器, 连接GND
? SW1，SW2: 开关
? JP1: 跳线器
主要功能推断:
1. 电源: 提供电路所需的 +3.3V 电源。
2. 存储: W25Q16JV Flash 用于存储程序代码、数据或其他需要掉电保存的信息。
3. 控制: U2微控制器可能是电路的核心，负责执行程序，控制 Flash 存储器的读写，以及处理其他外设。
4. 时钟: 晶振和相关电路为微控制器提供精确的时钟信号。
5. 其他功能: 根据U1的功能，可能包含时间记录或低功耗运行等特性。
/QSPI信号分析
? /QSPI_CS片选信号，选择SPI Flash芯片
? /QSPI_SCK时钟信号，为SPI通信提供时钟
? /QSPI_DATA0, /QSPI_DATA1, /QSPI_DATA2, /QSPI_DATA3数据信号，使用4线SPI模式进行数据传输
可能的电路工作流程:
1. 上电后，微控制器U2从 Flash 存储器U6读取程序代码。
2. 微控制器执行程序，可能需要从 Flash 读取数据，或者将数据写入 Flash。
3. 通过 GPIO 控制其他外设 (这里的信息不足，无法确定)。
4. U1组件如果为 RTC，可能提供时间信息。
需要进一步澄清的信息:
? U5和U7的具体型号。
? U2微控制器的具体型号，以便了解其外设功能。
? 电路的整体应用场景，以便更准确地推断其功能。
总的来说，这个电路是一个典型的基于微控制器和 Flash 存储器的系统。它的功能包括数据存储，程序执行以及控制外部设备. 我希望这个分析对您有帮助！
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器件功能查询
dtrdkxorvmu64060619427.jpg
根据你提供的网表信息，C10是一个电容，连接到+3.3V电源和GND。它的作用很可能是旁路电容或去耦电容。
旁路/去耦电容的作用：
? 抑制电源噪声： +3.3V电源线上可能会有来自其他电路的噪声或开关瞬变。C10可以提供一个低阻抗路径到GND，吸收这些高频噪声，稳定电源电压。
? 为IC提供瞬态电流：当IC（例如，U1、U2、U5、U6等）切换状态时，它们需要快速吸取电流。由于电源线的电感，电源本身可能无法立即提供足够的电流。C10可以作为局部储能元件，快速提供这些瞬态电流需求。
因为C10的值是1uF，通常用于为集成电路（ICs）提供去耦。1uF的大小通常能有效的抑制中低频的噪声。
要更精确地确定C10的具体作用，需要了解它连接的IC的具体功能和电路的其他部分。例如，如果C10靠近某个特定的IC的电源引脚，那么它更有可能用于该IC的去耦。
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器件比较
2mdefudkwwe64060619527.jpg
xpuwgbu0mcb64060619627.jpg
根据引脚信息定义C的头文件
iwxsra4ahmm64060619727.jpg
以下为完整回复：
好的，根据您提供的网络表，我将尝试生成一个C语言头文件，定义所选器件的引脚。因为网络表中只有器件之间的连接关系，没有具体到软件可用的宏定义，我假设您想把器件的引脚功能名定义为宏，方便在代码中使用。
c++
#ifndef PIN_DEFINITIONS_H
#define PIN_DEFINITIONS_H
// RP2040 (U2) 引脚定义
#define RP2040_QSPI_SD1_PIN 55// QSPI_DATA1
#define RP2040_GPIO22_PIN 34// unconnected-(U2-GPIO22-Pad34)
#define RP2040_GPIO26_ADC0_PIN 38// B_ADC
#define RP2040_GPIO25_PIN 37// unconnected-(U2-GPIO25-Pad37)
#define RP2040_GPIO27_ADC1_PIN 39// LED1
#define RP2040_GPIO6_PIN 8 // VEN
#define RP2040_GPIO9_PIN 12// CS_RX
#define RP2040_GPIO11_PIN 14// COPI_RTS
#define RP2040_RUN_PIN 26// RST
#define RP2040_GPIO28_ADC2_PIN 40// unconnected-(U2-GPIO28_ADC2-Pad40)
#define RP2040_GPIO1_PIN 3 // unconnected-(U2-GPIO1-Pad3)
#define RP2040_SWCLK_PIN 24// SWCLK
#define RP2040_QSPI_SD2_PIN 54// QSPI_DATA2
#define RP2040_GPIO29_ADC3_PIN 41// unconnected-(U2-GPIO29_ADC3-Pad41)
#define RP2040_GPIO13_PIN 16// SCL
#define RP2040_GPIO10_PIN 13// ACK_CTS
#define RP2040_SWD_PIN 25// SWDIO
#define RP2040_GPIO14_PIN 17// SCK
#define RP2040_GPIO24_PIN 36// unconnected-(U2-GPIO24-Pad36)
#define RP2040_GPIO23_PIN 35// unconnected-(U2-GPIO23-Pad35)
#define RP2040_GPIO19_PIN 30// IN_A
#define RP2040_GPIO20_PIN 31// ESP_GPIO0
#define RP2040_XIN_PIN 20// Net-(U2-XIN)
#define RP2040_GPIO21_PIN 32// unconnected-(U2-GPIO21-Pad32)
#define RP2040_GPIO16_PIN 27// unconnected-(U2-GPIO16-Pad27)
#define RP2040_GPIO17_PIN 28// GPIO1
#define RP2040_XOUT_PIN 21// Net-(U2-XOUT)
#define RP2040_QSPI_SD3_PIN 51// QSPI_DATA3
#define RP2040_QSPI_SD0_PIN 53// QSPI_DATA0
#define RP2040_GPIO2_PIN 4 // unconnected-(U2-GPIO2-Pad4)
#define RP2040_GPIO7_PIN 9 // IRQ
#define RP2040_GPIO5_PIN 7 // unconnected-(U2-GPIO5-Pad7)
#define RP2040_GPIO18_PIN 29// IN_B
#define RP2040_QSPI_SS_PIN 56// QSPI_CS
#define RP2040_USB_DM_PIN 46// RD-
#define RP2040_GPIO15_PIN 18// unconnected-(U2-GPIO15-Pad18)
#define RP2040_GPIO0_PIN 2 // unconnected-(U2-GPIO0-Pad2)
#define RP2040_USB_DP_PIN 47// RD+
#define RP2040_GPIO4_PIN 6 // unconnected-(U2-GPIO4-Pad6)
#define RP2040_GPIO3_PIN 5 // ESP_RESET
// ESP8266 (U5) 引脚定义 (假设您连接的是ESP8266)
#define ESP8266_IO5_PIN 29// CS_RX
#define ESP8266_RXD0_IO1_PIN 35// CS_RX
#define ESP8266_IO12_PIN 14// COPI_RTS
#define ESP8266_IO33_PIN 9 // ACK_CTS
#define ESP8266_IO18_PIN 30// SCK
#define ESP8266_RXD0_IO3_PIN 34// CIPO_TX
#define ESP8266_IO23_PIN 37// CIPO_TX
#define ESP8266_IO0_PIN 25// ESP_GPIO0
#define ESP8266_EN_PIN 3 // ESP_RESET
#endif // PIN_DEFINITIONS_H
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解释:
?#ifndef PIN_DEFINITIONS_H,#define PIN_DEFINITIONS_H, #endif: 这些是头文件保护，防止头文件被重复包含。
?#define RP2040_XXX_PIN 数字: 这是宏定义，将RP2040的引脚功能名（如QSPI_SD1）定义为一个数字。这个数字代表RP2040芯片的引脚号。您可以根据RP2040的数据手册修改这些数字，以便与您的实际连接相符。
?假设: 因为仅仅基于网络表无法知道 ESP8266的具体型号及引脚定义，所以假设U5是ESP8266，同时简化宏定义，仅仅保留了引脚的名称。
如何使用:
1.将代码保存为pin_definitions.h文件。
2.在您的C代码中，使用#include "pin_definitions.h"将头文件包含进去。
3.在您的代码中，使用宏定义（例如RP2040_QSPI_SD1_PIN）来访问RP2040的引脚。
例如:
#include #include "pin_definitions.h"int main() { printf("RP2040 QSPI_SD1 引脚号: %d
", RP2040_QSPI_SD1_PIN); return 0; }重要提示:?引脚号验证: 请务必根据 RP2040 和 ESP8266 的数据手册仔细核对引脚号。网络表仅仅提供连接信息，实际的引脚号必须参考芯片手册。
?GPIO 初始化: 在使用这些引脚之前，您需要在您的代码中正确初始化它们为输入或输出模式。RP2040 和 ESP8266 的初始化方法不同，具体参考它们的SDK文档。
?ESP8266型号确认: 请确认U5所代表的具体 ESP8266 型号，并根据其数据手册修改 ESP8266 的引脚定义。
?网络表完整性: 确保网络表包含所有器件的连接，尤其是一些电源和地连接，这些连接对于代码的正常运行至关重要。
这个头文件仅仅是一个起点。您可能需要根据您的具体需求添加更多的定义（例如，定义某个引脚的电平高低）。此外，实际的嵌入式开发可能需要使用特定的库函数来控制GPIO，这些库函数通常需要您根据硬件平台进行适配。
带“项目”的上下文
在面板左下方的@出可以添加上下文，@项目时，会把图纸的信息作为问答的上下文：
k2yazwht4fe64060619827.jpg
比如 @项目后进行提问：列出所有的电源芯片。
以下是小助手的回复：
根据提供的设计图信息，以下是所有的电源芯片列表：
1. U5: LP2992IM5-3.3/NOPB
? 描述: Micropower 250-mA Low-Noise Ultra-Low-Dropout Regulator
2. U2: LMR36506MSC5RPERQ1
?描述: LMR36506-Q1 3-V to 65-V, 0.6-A Synchronous Buck Converter 5V output 2.2MHz fixed
3. U3: LMR36006FSCQ
? 描述: 0.6-A Ultra-small synchronous step-down converter
4. U4: TPS62172DSG
? 描述: 500mA Step-Down Converter with DCS-Control, fixed 3.3V output, 3-17V input voltage
这些芯片主要用于电源管理，例如低压差稳压器（LDO）和开关稳压器。
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@项目后问：项目中用到了哪些总线？
小助手回复：
在您提供的设计图中，可以识别出以下几种总线类型：
1. RS-485 总线：使用了SN65HVD35DR 作为全双工 RS-485 驱动器和接收器，适合于长距离通信。
2. CAN 总线：使用了 TCAN1051HGVDRBRQ1 作为 CAN 总线收发器，适合于车辆和工业网络通信。
3. SPI 总线：AS5047P 和 AS5048B 传感器有 SPI 接口，用于高速数据传输。
4. PWM 总线：多个组件（如传感器）使用 PWM 信号来传输位置信息。
5. I2C 总线：AS5048B 传感器支持 I2C 接口，用于与主控 MCU 进行通信。
这些总线使得不同的组件之间能够高效地进行数据传输与通信，适合于复杂的电子系统设计需求。
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带“器件”的上下文
在面板左下方 @器件，再选择器件的位号，图纸会自动跳转到器件所在位置。此时系统已获取器件相关的信息作为上下文。比如：
@U1 后提问，介绍下这个器件？会跳转到器件所在位置后回答：
cfrx2hbsvpl64060619927.jpg
STM32G474RET3 详细信息
? 制造商: STMicroelectronics
? 制造商零件号: STM32G474RET3
? 封装类型: LQFP-64 (10x10mm, P0.5mm)
? 供应商: Digikey
? 供应商零件号: 497-STM32G474RET3-ND
? 数据手册: 点击这里查看数据手册
描述
STM32G474RET3 是一款基于 Arm? Cortex?-M4 的 32 位微控制器，具有浮点运算单元 (FPU)。该微控制器的主频可达 170 MHz，并提供高达 213 DMIPS 的性能，配备 128 KB SRAM，适合需要强大计算能力和丰富模拟功能的应用。
主要特性
? 核心: Arm Cortex-M4
? 主频: 170 MHz
? 性能: 213 DMIPS
? 内存: 128 KB SRAM
? 丰富的模拟功能: 包括多个定时器、ADC、DAC 和比较器等
? 浮点运算单元 (FPU): 支持浮点运算，提高计算效率
应用领域
? 嵌入式系统
? 工业控制
? 智能家居
? 机器人技术
? 物联网设备
STM32G474RET3 微控制器提供了高性能、低功耗和丰富的外设接口，非常适合用于各种复杂的控制和数据处理任务。
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@U2 后提问，连接了几个器件。会跳转到器件所在位置后进行回答：
t5yk4wr5igf64060620028.jpg
LMR36506-Q1（型号：LMR36506MSC5RPERQ1）是一款同步降压转换器，连接了多个器件。以下是与其连接的器件和它们的功能：
1. R7 (10k 1%)
? 功能：连接到LMR36506的PGOOD引脚（引脚2），用于电源良好指示。
2. U4 (TPS62172DSG)
? 功能：连接到LMR36506的EN引脚（引脚3），用于使能控制，同时也连接到GND引脚。
3. U5 (LP2992IM5-3.3/NOPB)
? 功能：连接到LMR36506的ON/OFF引脚（引脚3），用于开启/关闭控制，同时也连接到GND引脚。
4. C27 (100n X7R 50V)
? 功能：连接到LMR36506的SW引脚（引脚5），用于滤波。
5. L1 (22u)
? 功能：连接到LMR36506的SW引脚（引脚5），用于输出电流。
6. C24 (1u X7R 10V)
? 功能：连接到LMR36506的VCC引脚（引脚7），用于提供电源。
7. C22 (100n X7R 100V)
? 功能：连接到LMR36506的VIN引脚（引脚4），用于输入电源滤波。
8. C17 (2u2 X7R 100V) 和 C20 (2u2 X7R 100V)
? 功能：连接到LMR36506的GND引脚（引脚9），用于电源接地。
9. R4 (0R)
? 功能：连接到LMR36506的MODE/SYNC引脚（引脚1），用于设置工作模式。
10. NT1 (FB_5V)
? 功能：连接到LMR36506的FB引脚（引脚8），用于反馈电压控制。
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支持图片解析，基于图片问答
可以使用 Ctrl+C、Ctrl+V 直接将图片粘贴到窗口中（或者点击附件图标）：
54fukz1wzpm64060620128.jpg
比如将下图粘贴进去进行分析：
4yblqdclnrx64060620228.jpg
这张图片是一个STM32G474RET3微控制器的电源电路原理图。
主要元件和连接：
? U1A: STM32G474RET3 这是一个微控制器芯片。
? 电源输入（+3V3 和 +A3V3）：电路主要由+3.3V供电，标为+3V3和+A3V3。
? VBAT (Pin 1): 连接到C9 (1uF X7R 10V) 电容。这个可能是备用电池供电输入，用于在主电源掉电时保持数据。
? VDD (Pin 64, 48, 32, 16)：这些引脚是微控制器的电源引脚。每个引脚都并联了一个100nF X7R 50V的电容 (C3, C4, C5, C8)。这些电容用于电源去耦，减少电源噪声。
? VDDA (Pin 29)：这是模拟电源引脚，同样并联一个1uF X7R 10V的电容(C6)和一个100nF X7R 50V的电容(C10)。
? VREF+ (Pin 28)：这是模拟参考电压引脚，同样并联一个4.7uF X5R 25V的电容(C7)和一个100nF X7R 50V的电容(C11)。
? VSS/VSSA (多个引脚)：这些引脚是地线。
? C1：4.7uF X7R 16V：电源线上靠近微控制器的去耦电容。
? C2：1uF X7R 10V：与FB1一起，用于滤波+A3V3电源。
? FB1: 1k @ 100MHz (742792096)：一个铁氧体磁珠，用于滤除电源线上的高频噪声。
设计注意事项：
? 布局说明 (layout NOTE)：明确指出要将每个电容尽可能靠近对应的引脚放置，以减小回路电感，提高去耦效果。
? 设计说明 (DESIGN NOTE)：指出 C2 的电容值需要从 1 uF 增加到 4.7 uF。
总结：
总的来说，这是一个典型的微控制器电源电路，设计重点在于电源的稳定性和噪声抑制。电容用于去耦，磁珠用于滤除高频噪声。布局注意事项强调了元件布局对电路性能的重要性。增加C2的容值可能是为了进一步降低电源噪声或者改善电源的瞬态响应。
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再问一下C9 有什么作用？回答如下：
C9 的作用是为 STM32G474RET3 微控制器的 VBAT 引脚提供去耦和保持供电。具体来说：
1. 去耦： C9，作为一个电容，提供了一个本地的能量储存，可以滤除 VBAT 电源线上的噪声和瞬态干扰。这有助于确保 VBAT 电压稳定，避免微控制器内部相关的电路受到影响。
2. 备用电源/数据保持： VBAT 引脚通常用于连接备用电池。当主电源（+3V3）掉电时，VBAT 引脚会从连接的电池供电，以维持内部 RTC（实时时钟）以及备份 SRAM 的数据。C9 电容在主电源正常时会被充电，当主电源掉电后，C9 电容可以为 VBAT 提供短暂的供电，以平滑切换到备用电池，或者在没有备用电池的情况下，为 RTC 和备份 SRAM 提供一个短暂的供电时间，防止数据丢失。
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2.2 原理图中的预置菜单
原理图中的预置菜单分为两类：全局或与器件相关
在原理图空白处点击右键，可以在“华秋小助手”中看到“设计意图”、“核心器件”两个子菜单：
mmnqsrsomnd64060620328.jpg
选中器件后点击右键时，可以在“华秋小助手”中看到“当前器件”、“相似器件推荐”、“连接关系检查”、“引脚详情”、“未连接引脚检查” 5个子菜单。
bbmb3gma1g364060620428.jpg
以下测试案例根据开源项目amulet_controller
设计意图
zbnmnghezov64060620528.jpg
根据您提供的器件信息，这张设计图可能是用于电动机控制系统或伺服驱动系统的电路设计。以下是设计中各个部分的分析：
1. 电源管理：
? 设计中使用了多个线性和开关电源调节器（如LP2992、LMR36506、TPS62172等），这些元件提供所需的不同电压和电流，以支持整个电路的工作。
2. 电动机驱动：
? DRV8353FS是一个三相智能门驱动器，适用于驱动无刷直流（BLDC）电动机。这表明该设计可能用于控制电动机。
3. 位置传感：
? AS5047P和AS5048B是磁性位置传感器，它们可以用于检测电动机的转子位置，以实现闭环控制。这种反馈机制对高效和精确的电动机控制至关重要。
4. 接口和通信：
?包括RS-485驱动器（SN65HVD35DR）和CAN总线收发器（TCAN1051HGVDRBRQ1），这表明该设计支持多种通信协议，可能用于与其他设备或控制器的集成。
5. 保护和安全：
? 设计中使用了多种瞬态电压抑制器（TVS）和肖特基二极管，用于保护电路免受瞬时过压和电流的影响。
6. 指示灯和用户接口：
? 设计中包含LED指示灯和多个连接器，可能用于用户交互和状态指示。
总体来看，这张电路设计图很可能是用于一个电动机控制器的设计，目的是实现精确的电动机控制和定位，同时确保系统的稳定性和安全性。
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核心器件
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该设计的功能主要围绕电源管理、马达控制和传感器数据处理等应用。以下是设计中的各个核心元器件及其功能的详细解释：
1. MCU (U1: STM32G474RET3): 这是一个基于Arm Cortex-M4的微控制器，具有512KB的闪存和128KB的RAM，主要用于处理和控制整个系统的逻辑和运算。它控制其他所有模块的操作，并通过GPIO接口与外部设备进行通信。
2. 电源管理 (U2: LMR36506MSC5RPERQ1): 这是一个同步降压转换器，能够将较高的输入电压（3V到65V）转换为稳定的5V输出，适用于各种电源管理需求。
3. 电源管理 (U3: LMR36006FSCQ): 这个超小型同步降压转换器提供0.6A的输出，进一步支持系统内其他组件的供电需求，确保稳定性和效率。
4. 电源管理 (U4: TPS62172DSG): 这是一个500mA的降压转换器，专为高效能而设计，能够在3-17V的输入电压范围内提供稳定的3.3V输出，适合用于供电敏感的MCU和其他低功耗模块。
5. 马达驱动 (U6: DRV8353FS): 这是一个三相智能门驱动器，专为控制无刷电机而设计，能够提供高达100V的驱动电压，适用于马达控制应用。
6. 位置传感器 (U7: AS5047P & U8: AS5048B):这两个磁性位置传感器分别提供14位位置数据和多种输出接口（PWM、ABI、I2C等），用于实时检测马达的位置并反馈给MCU进行控制。
7. 接口 (U9: SN65HVD35DR): 这是一个全双工RS-485驱动和接收器，支持长距离通信，适合在工业应用中进行设备间的通信。
8. 电源调节器 (U5: LP2992IM5-3.3/NOPB): 这是一个低噪声超低压差线性稳压器，提供3.3V的稳定输出，适合为敏感设备供电。
整体来看，该设计用于控制和管理电机驱动、位置检测、数据通信及电源管理，适合用于需要高效电源和精确控制的应用场景，如机器人、自动化设备、工业控制系统等。
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当前器件
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TPS62172是由德州仪器（Texas Instruments）生产的一款高效的降压（Buck）稳压器，主要用于将高输入电压转换为低输出电压。以下是该器件的详细介绍，包括功能、电气参数及应用场景。
功能
TPS62172具有以下主要功能：
? DCS-Control?技术：提供出色的负载瞬态响应和稳定性，适用于各种负载条件。
? 输入电压范围：支持3V至17V的宽输入电压范围，可以兼容多种电源。
? 输出电流：最大输出电流为0.5A，适合小型应用。
? 高效率：在不同负载条件下，TPS62172能够提供高达95%的效率，减少功耗与热量产生。
? 小型封装：采用WSON-8封装，尺寸小，易于PCB布局。
? 可调输出电压：通过外部电阻设置，可以实现可调输出电压，适应不同应用需求。
? 软启动功能：防止在启动时出现过流，保护后端电路。
电气参数
以下是TPS62172的一些关键电气参数：
? 输入电压范围：3V至17V
? 输出电压范围：可调至1V至5V（具体取决于外部电阻）
? 输出电流：最大0.5A
? 开关频率：固定为1.5MHz，适合大多数应用。
? 效率：高达95%（取决于负载条件和输入电压）
? 静态电流：低于10μA（在待机模式下）
? 工作温度范围：-40°C至+125°C
应用场景
TPS62172适用于多种应用场景，包括但不限于：
? 便携式设备：如手持设备、智能手机、平板电脑等，因其高效率和小型封装。
? 工业设备：用于传感器、控制器等需要稳定电源的设备。
? 汽车电子：可用于汽车内部的电源管理系统。
? 通信设备：如路由器、交换机等需要高效电源的网络设备。
? 消费类电子产品：如音响、电视、家用电器等。
总之，TPS62172是一款灵活多用的降压稳压器，适合多种电源管理应用，其高效、可靠且小型的特性使其成为设计工程师的热门选择。
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相似器件推荐
您需要替代的电子元器件是 LMR36506MSC5RPERQ1，它是由 Texas Instruments 生产的一款 3-V 到 65-V，0.6-A 的同步降压转换器，专为尺寸和轻负载效率优化。
以下是该器件的替代料列表：
1. 型号: LMR36503MSC5RPERQ1
制造商: Texas Instruments
功能描述: 3-V 到 65-V，0.6-A 同步降压转换器，优化尺寸和轻负载效率
引脚数: 5
封装: VSSOP-5
Datasheet: 点击查看
2. 型号: LM2596-ADJ
制造商: Texas Instruments
功能描述: 3A 降压转换器，输入电压高达 40V
引脚数: 5
封装: TO-220
Datasheet: 点击查看
3. 型号: TPS54160
制造商: Texas Instruments
功能描述: 60V, 5A, 0.5% 线性调节器
引脚数: 8
封装: HTQFP-8
Datasheet: 点击查看
请根据您的设计需求，选择合适的替代料。
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连接关系检查
根据提供的网表内容，U9是一个型号为SN65HVD35DR的器件，属于RS-422转接器。我们来分析U9的引脚连接情况。
U9的引脚功能及连接分析：
1. 引脚13和14（VCC）：
? 连接到电源网络+3V3，这是正确的，因为VCC引脚需要接电源。
2. 引脚4（DE）：
?连接到网络/Project Architecture/Interface - RS-422/RS422_DE，该网络还连接到STM32G474RET3的PB11引脚（PIN33），这是正确的。DE引脚用于驱动/使能设备的发送功能。
3. 引脚9（Y）：
?连接到网络/Project Architecture/Interface - Interconnects/RS422_D+，该网络连接到其它被动元件（如电阻R49和二极管D23），这是正确的。Y引脚是RS-422的发送输出。
4. 引脚2（R）：
?连接到网络/Project Architecture/Interface - Interconnects/AUX1_D，该网络同样连接到STM32G474RET3的PA15引脚（PIN51），这是正确的。R引脚是RS-422的接收输入。
5. 引脚12（A）：
?连接到网络/Project Architecture/Interface - Interconnects/RS422_R+，该网络连接到其它被动元件（如电阻R48和二极管D27），这是正确的。A引脚是RS-422的接收输入。
6. 引脚10（Z）：
?连接到网络/Project Architecture/Interface - Interconnects/RS422_D-，该网络也连接到其它被动元件（如电阻R49和二极管D23），这是正确的。Z引脚是RS-422的发送输出。
7. 引脚5（D）：
?连接到网络/Project Architecture/Interface - Interconnects/AUX1_E，该网络连接到STM32G474RET3的PB3（PIN56）和PB9（PIN62），这是正确的。D引脚用于接收输入。
8. 引脚3（~{RE}）：
? 连接到网络/Project Architecture/Interface - RS-422/RS422_~{RE}，该网络连接到STM32G474RET3的PB10（PIN30），这是正确的。~{RE}引脚用于控制接收使能。
结论：
根据以上分析，U9的所有引脚连接均符合其功能要求，并且与其它器件（例如STM32G474RET3）的引脚连接也是合理的。因此，U9的连接是正确的。
原因总结：
? 所有电源引脚正确连接到电源网络。
? 输入输出引脚与RS-422标准相符，并且连接到合适的控制引脚。
? 所有连接的被动元件（电阻和二极管）与U9的功能相一致，没有错误连接。
综上所述，U9的连接是正确的。
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引脚详情
目标器件为 TCAN1051HGVDRBRQ1，它是一个用于CAN总线通信的收发器。以下是每个引脚的详细功能介绍：
1. TXD (引脚 1) - 输入
? 该引脚用于接收来自微控制器或其他设备的串行数据传输信号。当设备需要通过CAN总线发送数据时，数据将通过此引脚输入。
2. GND (引脚 2) - 电源输入
? 地线引脚，用于连接到电源的接地。所有电流返回点都应连接到此引脚，以确保电路的稳定性和可靠性。
3. VCC (引脚 3) - 电源输入
? 此引脚用于连接到电源正极，提供器件所需的电源电压。正常工作时需要为该引脚提供适当的电压（通常是3.3V或5V）。
4. RXD (引脚 4) - 输出
? 该引脚输出接收到的CAN总线数据。微控制器或其他处理器可以通过此引脚读取CAN总线上的数据。
5. VIO (引脚 5) - 电源输入
? 该引脚用于设置接口的电压电平，通常与微控制器的IO电平一致。它允许与不同电压的微控制器进行兼容。
6. CANL (引脚 6) - 双向
? 此引脚连接到CAN总线的低电平信号线。它与CANH引脚一起工作，以实现CAN总线的差分信号传输。
7. CANH (引脚 7) - 双向
? 此引脚连接到CAN总线的高电平信号线。与CANL引脚配合使用，形成CAN总线的差分信号通道。
8. S (引脚 8) - 输入
? 此引脚用于设置模式，例如进入休眠模式或正常工作模式。通过控制此引脚，可以调节器件的工作状态。
9. PAD (引脚 9) - 无源
? 该引脚通常用于增强器件的散热性能或提供额外的电气连接。具体功能可能依赖于设计，通常不直接用于信号传输。
这些引脚的设计使得TCAN1051HGVDRBRQ1非常适合用于汽车及工业自动化等需要CAN总线通信的应用。
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未连接引脚检查
根据提供的信息，元件U11的型号为DGD0216WT-7，其引脚1未连接，其功能为输入（~{IN}），引脚类型为输入。
根据引脚的功能及类型，分析如下：
? 引脚编号: 1
? 引脚名称: ~{IN}
? 是否必须连接: 是
? 原因: 输入引脚通常需要连接到某个信号源，以确保器件能够正常工作。如果该输入引脚未连接，将无法接收到输入信号，可能导致器件无法正常操作。
建议将引脚1连接到适当的信号源。
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2.3 查资料
在面板左下方 @查资料，可以查询自有数据库，规避大模型通识造成的幻觉问题：
比如：“查一下TPS54331DR的资料”。
回答中包含了器件的电气参数、图片、价格信息、详情链接、符号/封装等资料：
TPS54331DR是由德州仪器（Texas Instruments）制造的一款降压型DC/DC开关稳压器。以下是该器件的主要参数和特性：
- 输入电压范围：3.5 V至28 V
- 输出电压范围：可调，最低800 mV，最高25 V
- 输出电流：最大3 A
- 静态电流：110 μA
- 开关频率：570 kHz
- 工作温度范围：-40 °C至150 °C
- 封装类型：SOP8（8引脚）
- 符合环保标准：无铅、符合RoHS及无Sb/Br
- 封装尺寸：长度5 mm，宽度4 mm，高度1.5 mm
该器件适用于需要高效降压的应用，广泛应用于电源管理领域。
| 购买数量区间 | 价格 (rmb) |
|---------------|--------------|
| 2500 - 5000 | 6.34792 |
| 5000 - 7500 | 6.20445 |
| 7500 - 12500 | 6.13258 |
| 12500及以上 | 6.05298 |
TPS54331DR 降压开关稳压器 IC 正可调式 0.8V 1 输出 3A 8-SOIC（0.154"，3.90mm 宽）
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点击链接或图片可以跳转到器件详情页。
2.4 PCB 中与 Copilot 对话
根据选区问答
在 PCB 中选中任意对象，然后根据需求进行提问。小助手会将选中对象的信息作为上下文进行问答：
以下为完整回复：
好的。为了计算差分线的长度并判断布局是否合理，我需要进行以下步骤：
1. 提取差分线对: 从您提供的 JSON 数据中，识别出差分线对。在这个例子中，差分线对是/D+和/D-。
2. 计算每条线的总长度: 遍历tracks数组，将相同网络名称 (netname) 的所有线段长度相加，得到每条线的总长度。
3. 比较线对长度: 比较/D+和/D-两条线的总长度。理想情况下，差分线对的长度应该尽可能接近，以减少信号的时序偏移 (skew)。
4. 判断布局是否合理: 除了长度匹配外，布局合理性还取决于以下因素，我需要您提供更多信息或假设来评估这些因素:
? 平行走线: 差分线对应该尽可能并行走线，保持它们之间的阻抗一致。我目前无法从数据中判断平行度。
? 间距: 差分线对之间的间距应该恒定，以确保阻抗控制。我目前无法从数据中判断间距。
? 过孔数量: 差分线对的过孔数量应该尽可能相同，因为过孔会引入阻抗不连续性。我目前无法从数据中判断过孔数量。
? 阻抗控制: 线宽和间距需要根据 PCB 材料的介电常数进行调整，以实现所需的差分阻抗（通常是 90 欧姆或 100 欧姆）。我需要您提供 PCB 材料和目标阻抗的信息来评估。
? 信号频率: 信号频率越高，对长度匹配和阻抗控制的要求就越高。我需要您提供信号频率的信息。
根据您提供的JSON数据计算：
首先，我们计算/D+和/D-的总长度 (单位是纳米):
/D+的总长度:
? 839239.5827461906 nm
? 2532245.0 nm
? 410123.34730176 nm
? 859369.0 nm
? 1237501.0 nm
? 599852.0000008335 nm
? 138027.2436876141 nm
/D+总长度 = 6516357.173736398 nm
/D-的总长度:
? 599852.0000008335 nm
? 985625.0 nm
? 2405989.0 nm
? 839239.5827461906 nm
? 410123.34730176 nm
? 1237501.0 nm
? 138027.2436876141 nm
/D-总长度 = 6516357.173636196 nm
长度匹配评估:
/D+总长度： 6516357.173736398 nm
/D-总长度： 6516357.173636196 nm
长度差异 = |6516357.173736398 - 6516357.173636196| = 0.00010020217 nm
从计算结果来看，/D+和/D-的长度几乎完全一样。如果仅仅从长度匹配的角度来看，这个布局是很好的。
下一步（需要您提供更多信息）：
为了更全面地评估布局合理性，请您提供以下信息：
? 信号频率: 您的 USB 信号频率是多少？ (例如, USB 2.0 是 480MHz)
? PCB 材料: 您使用的 PCB 材料是什么？（例如，FR-4）
? 目标差分阻抗: 您的目标差分阻抗是多少？（例如，90 欧姆）
? 层叠结构: 您的PCB层叠结构是什么样的？
有了这些信息，我可以进行更深入的评估，例如：
? 阻抗计算: 根据线宽、间距、PCB 材料和层叠结构，计算实际的差分阻抗。
? 时序偏移计算: 根据长度差异和信号速度，计算信号的时序偏移。
? 给出改进建议: 如果布局不合理，我会给出具体的改进建议，例如调整线宽、间距或走线方式。
请提供以上信息，我将尽力帮助您优化 PCB 布局。
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根据截图问答
在 PCB 中同样可以与小助手对话，询问各类问题。
也可以将 PCB 的局部作为图片复制对对话框，让 Copilot 进行分析。
提示词：给图中的layout提一些建议
回答：
好的，根据你提供的layout图片，我看到了一些可以改进的地方。我将从电源完整性、信号完整性、散热等方面给出建议：
1. 电源完整性 (Power Integrity):
? +VBAT的布线: +VBAT是电源轨，需要提供足够的电流。
? 线宽: 检查+VBAT的走线宽度，确保能承载需要的电流。如果电流较大，可能需要加粗走线，或者使用铺铜来增强电流承载能力。
? 过孔数量: +VBAT到元件的连接，特别是给IC供电的部分，增加过孔的数量，减少阻抗。
? 退耦电容: 在+VBAT电源轨的附近，放置适当的退耦电容。靠近IC的电源引脚放置小容值（例如0.1uF），在电源输入端放置较大容值（例如10uF）。图像中似乎有一些电容，但需要确认是否靠近IC的电源引脚，以及容值是否合适。
? +12V电源: 类似+VBAT，需要注意线宽和过孔数量。
? GND:
? 地平面: 确保有一个完整的地平面。这对于电源返回路径和信号完整性至关重要。从图上看，似乎地平面被分割了，需要评估分割对性能的影响。
? 地连接: 元件的地引脚需要良好地连接到地平面。增加过孔数量可以降低地阻抗。
? 星形接地: 如果存在多个GND点，可以考虑星形接地，以避免地环路。
2. 信号完整性 (Signal Integrity):
? 信号走线:
? 阻抗控制: 如果图中存在高速信号线（例如，数据线，时钟线），需要进行阻抗控制，确保信号传输质量。这意味着需要设置合适的线宽和间距，并参考PCB制造商的叠层信息。
? 串扰: 平行走线的长度可能导致串扰。尽量减少平行走线的长度，或者增加走线之间的间距。
? 回流路径: 确保信号有良好的回流路径。信号的回流路径会沿着地平面或者电源平面走，需要避免回流路径被分割。
? 过孔: 过孔会引入阻抗不连续，对高速信号有影响。尽量减少过孔的使用。
3. 散热 (Thermal Management):
? 功率器件散热: 图中可能存在一些功率器件（例如，MOSFET），需要考虑散热。
? 散热焊盘: 为功率器件提供散热焊盘，并使用多个过孔将热量传导到PCB背面。
? 铺铜: 在PCB表面铺铜，以帮助散热。
? 热过孔: 增加热过孔的数量，将热量从元件传导到地平面。
4. 其他:
? 丝印: 检查丝印是否覆盖焊盘，影响焊接。
? 可制造性 (DFM): 检查设计是否符合PCB制造商的制造能力，例如最小线宽、最小间距、最小过孔尺寸等。
具体建议：
1. 检查+VBAT的电流需求: 根据电路的实际工作情况，计算+VBAT的最大电流，并据此调整走线宽度和过孔数量。
2. 评估地平面分割的影响: 如果地平面被分割，需要评估分割对信号完整性和电源完整性的影响。如果影响较大，需要重新设计地平面。
3. 增加退耦电容: 在IC的电源引脚附近增加退耦电容，特别是小容值的电容。
4. 优化高速信号走线: 如果存在高速信号线，需要进行阻抗控制，并尽量减少串扰。
5. 改善功率器件散热: 为功率器件提供散热焊盘和热过孔。
总结:
图片中layout的需要关注电源和地、高速信号线，以及功率器件的散热。
为了给出更具体的建议，需要更多的信息，例如：
? 电路原理图
? PCB的叠层信息
? 主要元件的datasheet
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提示词：焊盘上为什么有那么多过孔？
回答：
焊盘上有很多过孔，最主要的原因是增强电流承载能力和降低阻抗，以及可能的散热需求。具体解释如下：
1. 增强电流承载能力 (Current Carrying Capacity):
? +VBAT是电池供电电源，通常需要提供较大的电流。PCB上的铜箔走线有一定的电流承载上限，如果电流需求超过了这个上限，就需要增加铜箔的厚度或者宽度。但是，在焊盘上增加铜箔厚度比较困难，所以使用多个过孔连接到PCB内部的电源层，可以有效地增加电流承载能力。每个过孔都相当于一个并联的导体，多个过孔并联可以分担电流，从而提高整个焊盘的电流承载能力。
2. 降低阻抗 (Reduce Impedance):
? 多个过孔并联可以降低阻抗。电源的阻抗越低，电源的稳定性就越好，可以减少电压波动和噪声。尤其是在大电流快速变化的场景下，低阻抗的电源可以提供更稳定的电压。
3. 可能的散热需求 (Possible Thermal Dissipation):
? 虽然从图片上无法直接判断是否需要散热，但如果该元件是大电流器件，或者PCB的设计对温度比较敏感，那么这些过孔也可以用来辅助散热。过孔可以将热量传导到PCB内部的铜平面，从而降低元件的温度。
为什么不直接加粗走线？
? 空间限制: 在某些情况下，PCB上的空间有限，无法加粗走线。
? 均匀性: 使用多个过孔可以更均匀地将电流分布到PCB内部的电源层，从而避免局部电流过大。
总结:
+VBAT焊盘上使用大量过孔，是为了确保电源能够提供足够的电流，并降低阻抗，从而保证电路的稳定性和可靠性。同时也可能兼顾散热。
需要注意的是：
? 过孔的设计需要考虑过孔本身的阻抗和电感，以及过孔对信号完整性的影响。在高速电路中，需要谨慎使用过孔。
? 过孔的尺寸和数量需要根据实际的电流需求和PCB的制造能力来确定。
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2.5 注意事项
聊天面板会记录最近几轮的对话问题及回答，并将其作为历史添加到上下文中。如果希望不被历史问答影响，可以将面板拖拽出来，点击“新的聊天”开始新一轮的对话：
您也可以在面板中查看之前的聊天记录。目前聊天记录保存在本地。
三、FAQ
1.Copilot 的回答准确率如何？
A：取决于应用场景，大模型的回答有一定概率产生幻觉。但如果将更准确的器件信息或连接关系作为上下文提供给大模型，可以大幅提高回答的准确性。随着大模型能力的增加，也能改善在垂直领域（如电子设计）的幻觉问题。
2.后台使用了什么模型？
A：我们会根据不同的问题、场景调用不同的模型，以达到最佳的效果
3.我可以自己选择模型，使用自己的key吗？
A：目前还行，但以后会添加相应的支持
4.我的图纸会被上传到服务器吗？
A：不会！我们不会将您的原理图或PCB进行上传。但根据不同的问题，会从图中提取器件的信息或者网表。
注意：如果想第一时间收到 KiCad 内容推送，请点击下方的名片，按关注，再设为星标。
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