VS Code + LaTeX 绘制电气图完全指南（含 PlantUML 样式参考）

摘要

本文详细介绍了使用 VS Code 结合 LaTeX 绘制电气图的完整流程，特别针对零基础小白设计了 step-by-step 操作步骤。内容涵盖环境搭建、基础语法、电气图绘制实例，并通过 PlantUML 生成图纸结构样式，帮助小白快速掌握文本驱动的电气图设计方法，轻松完成专业级电路图绘制。

一、VS Code + LaTeX 基础环境搭建

1. 安装必要软件

• VS Code：从 官网 下载并安装，这是我们的代码编辑器
• LaTeX 发行版：推荐安装 MiKTeX（官网），提供编译环境
• LaTeX Workshop 插件：在 VS Code 中，通过扩展面板搜索并安装

2. 验证安装

1. 打开 VS Code，新建文件并保存为 test.tex
2. 输入以下代码：

latex

\documentclass{article}
\begin{document}
Hello, LaTeX!
\end{document}

1. 按 Ctrl+S 保存，点击左侧 LaTeX 图标，选择 pdflatex 编译
2. 若右侧预览窗口显示 "Hello, LaTeX!"，则环境搭建成功

二、LaTeX 电气图绘制基础（CircuitTikz 宏包）

1. 核心宏包引入

在文档开头添加：

latex

\usepackage{circuitikz} % 电气图绘制宏包

2. 基本语法规则

• 电路绘制在 circuitikz 环境中
• 使用 \draw 命令绘制导线和元件
• 坐标系统：(x,y) 表示位置，x 向右为正，y 向上为正
• 元件格式：to[元件类型, 标签]

3. 常用元件表示

三、完整电气图绘制实例（电源控制电路）

步骤 1：创建基础文档结构

新建 power_control.tex 文件，输入：

latex

\documentclass[12pt]{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{circuitikz} % 电气图宏包

\title{电源控制电路原理图}
\author{小白用户}
\date{\today}

\begin{document}
\maketitle

% 电路将在这里绘制
\begin{circuitikz}[american]
    % 后续步骤的代码将添加到这里
\end{circuitikz}

\end{document}

步骤 2：绘制主电源部分

在 circuitikz 环境中添加：

latex

% 主电源和保险丝
\draw (0,0) to[V, l=$220V_{AC}$] (0,4)  % 交流电源
to[F, l=$5A$] (3,4);                    % 保险丝

步骤 3：添加整流和滤波电路

继续添加代码：

latex

% 整流桥和滤波电容
\draw (3,4) to[D, l=$D1$] (5,6)         % 整流二极管
to[D, l=$D2$] (7,4)                     % 整流二极管
to[C, l=$1000\mu F$] (7,0)              % 滤波电容
to[short] (0,0);                        % 接地

\draw (3,4) to[short] (3,2)             
to[D, l=$D3$] (5,0)                     % 整流二极管
to[D, l=$D4$] (7,2)                     % 整流二极管
to[short] (7,4);

步骤 4：添加稳压电路和负载

继续添加代码完成电路：

latex

% 稳压电路和负载
\draw (7,4) to[short] (9,4)
to[R, l=$1k\Omega$] (11,4)              % 限流电阻
to[Zener diode, l=$D5$] (11,0)          % 稳压二极管
to[short] (7,0);

% 输出电压和负载
\draw (11,4) to[short] (13,4)
to[R, l=$R_L$] (13,0)                   % 负载电阻
to[short] (11,0);

% 输出电压标注
\node[right] at (13,4) {$+5V$};         % 输出电压正
\node[right] at (13,0) {GND};           % 接地

步骤 5：编译生成 PDF

1. 按 Ctrl+S 保存文件
2. 点击左侧 LaTeX 图标，选择 pdflatex 编译
3. 右侧预览窗口将显示完整的电源控制电路

四、电路结构的 PlantUML 样式表示

以下是上述电源控制电路结构的 PlantUML 表示，帮助理解电路组成：

@startuml 电源控制电路结构
skinparam monochrome false
skinparam componentStyle rectangle

rectangle "交流电源\n220V AC" as power
rectangle "保险丝\n5A" as fuse
rectangle "整流桥\nD1-D4" as rectifier
rectangle "滤波电容\n1000μF" as capacitor
rectangle "限流电阻\n1kΩ" as resistor
rectangle "稳压二极管\nD5" as zener
rectangle "负载电阻\nRL" as load
rectangle "接地\nGND" as gnd

power -> fuse: 输入
fuse -> rectifier: 交流
rectifier -> capacitor: 脉动直流
capacitor -> gnd: 接地
rectifier -> gnd: 接地
capacitor -> resistor: 直流
resistor -> zener: 未稳压
zener -> gnd: 接地
resistor -> load: +5V
load -> gnd: 接地

note right of load: 输出电压 +5V
@enduml

电源控制电路结构的 PlantUML 表示

五、常见问题及解决方法

1. 编译报错 "找不到 circuitikz 宏包"

   • 打开 MiKTeX Console
   • 切换到 "Packages" 标签
   • 搜索 "circuitikz" 并安装

2. 电路图不显示或显示不全

   • 检查代码是否在 \begin{document} 和 \end{document} 之间
   • 确保所有 \draw 命令正确闭合
   • 删除 .aux、.log 等辅助文件后重新编译

3. 符号显示异常

   • 检查元件名称是否正确（区分大小写）
   • 确保使用正确的符号风格（american 或 european）

六、总结

通过 VS Code + LaTeX 的 CircuitTikz 宏包，小白也能高效绘制专业电气图。核心优势在于：

1. 文本驱动设计，便于版本控制和修改
2. 代码复用性高，可快速构建复杂电路
3. 生成的 PDF 文档专业美观，适合各类报告和文档

建议从简单电路开始练习，逐步掌握各种元件的使用方法，再尝试构建复杂电路系统。通过本文提供的步骤和示例，你可以快速入门并应用于实际项目中