用 AI 接入 KiCad 实时画原理图/PCB：完整教程（Codex + kicad-mcp）

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用 AI 接入 KiCad 实时画原理图/PCB：完整教程（Codex + kicad-mcp）

本文介绍如何把 AI（Codex / Claude Code / VSCode 等支持 MCP 的客户端）接入 KiCad， 让 AI 通过调用 KiCad 的 IPC API 实时操作原理图和 PCB，并用脚本批量生成重复单元。

一、技术方案选择

实现「对话式生成 KiCad 原理图」主要有三类方案：

本文选择方案 1，核心组件是华秋开源的 kicad-mcp。

二、整体架构

┌──────────────┐ MCP(stdin/stdout) ┌──────────────┐ nng/ipc ┌─────────────┐
│ AI 客户端 │ ◄──────────────────► │ kicad-mcp │ ◄──────────► │ KiCad │
│ (Codex/Claude)│ │ (Python) │ IPC API │ (10.x) │
└──────────────┘ └──────────────┘ └─────────────┘

• AI 客户端通过 MCP 协议发现工具；
• kicad-mcp 把工具调用翻译成对 KiCad IPC API 的请求；
• KiCad 10 内置 IPC API，通过命名管道（Windows）监听外部请求。

三、安装与配置

1. 安装 KiCad

下载安装 KiCad，建议 10.x。本文使用 KiCad 10.0.2。

2. 安装 kicad-mcp

# 推荐：uvx 免安装
uvx kicad-mcp –editor-type schematic
uvx kicad-mcp –editor-type pcb

# 或：克隆 + venv
git clone https://github.com/Huaqiu-Electronics/kicad-mcp.git
cd kicad-mcp && uv sync
.venv/Scripts/python.exe -m kicad_mcp –editor-type schematic

需要 Python 3.11+ 和 uv。

3. 配置 Codex（~/.codex/config.toml）

[mcp_servers.kicad-schematic]
enabled = true
command = "uvx"
args = ["kicad-mcp", "–editor-type", "schematic"]
startup_timeout_sec = 120

[mcp_servers.kicad-pcb]
enabled = true
command = "uvx"
args = ["kicad-mcp", "–editor-type", "pcb"]
startup_timeout_sec = 120

4. 启动顺序（关键）

因为 kicad-mcp 启动时会先查找 kicad.exe / pcbnew.exe / eeschema.exe 进程， 找到后拼出 socket 地址 ipc://kicad_sdk_pair-{pid}-{editor} 再连接。KiCad 没开就会报 “KiCad not found”。

5. 验证连接

让 AI 调用 queryCurrentFrameType，返回 FRAME_SCH（原理图）/ FRAME_PCB_EDITOR（PCB）即成功。

四、两种设计方式

方式一：MCP 直接绘图（适合小批量）

直接对 AI 说：

画一个 5V 转 3.3V 的 LDO 原理图，含输入输出电容和使能电阻。

AI 会用 place_symbol、draw_multi_wires、create_global_label 等工具实时画到 KiCad。

方式二：脚本批量生成（适合大量重复单元）

KiCad 的 .kicad_sch 是文本格式的 S-表达式，可以脚本直接生成。 本文的 LED 驱动板有 72 个重复的三极管单元，逐条 MCP 调用太慢，所以用脚本生成。

五、脚本生成 .kicad_sch 的踩坑总结

1. lib_symbols 符号名要带前缀

.kicad_sym 里是 (symbol "R")，但 .kicad_sch 里要写 (symbol "R:R")（库名:符号名）， 否则 KiCad 找不到引脚定义。

2. 删除 .kicad_sym 特有字段

pin_numbers / pin_names / in_pos_files 这些字段 .kicad_sch 不需要，必须删。

3. 引脚 Y 轴反转

符号库是「Y 向上」，原理图是「Y 向下」：

绝对坐标 = (sym_x + pin_x, sym_y – pin_y)

例如 R 符号 pin1 在 (0, 3.81)，放到 (100, 78) 后 pin1 在 (100, 74.19)（上方）。

4. 网络标签用 global_label

跨页连接用 global_label，不是本地 label。

5. 单元间距要够大

重复单元间距小于单元自身跨度时，相邻单元的导线/标签会互相短路。 本例垂直跨度 54mm，最初行间距 52mm 导致 D_OUT 与 -5V 短路，改成 60mm 解决。

六、网表校验

D:\\Kicad\\bin\\kicad-cli.exe sch export netlist –output out.net my_board.kicad_sch

对照手算的节点数检查每个网络（verify_net.py 见仓库）：

七、总结

• 接入链路：Codex → MCP → kicad-mcp → KiCad IPC API → 实时操作。
• 启动顺序：先 KiCad，后 Codex。
• 大批量：脚本生成 .kicad_sch + kicad-cli 校验，比逐条 MCP 快得多。
• 重点坑：符号名前缀、Y 轴反转、单元间距、global_label。

附：仓库地址与源码

• 本项目：https://github.com/edisonwhz/kicad/tree/main
• kicad-mcp：https://github.com/Huaqiu-Electronics/kicad-mcp
• KiCad：https://www.kicad.org/