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硬件电路设计的一般流程

发布人:liht1634 时间:2025-10-02 来源:工程师 发布文章

目录:

1、根据需求,先去找参考电路

2、没有参考,只能自主设计

3、样品制作

4、电路调试与验证

5、学习推荐


1、根据需求,先去找参考电路

若能找到那再好不过,比如类似产品的样品,做逆向设计。根据样品绘制原理图,确定电子元件零件号。对电阻、电容、电感具备深层次的理解:

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对于四个常用的电路变量电压、电流、电荷与磁通量,彼此之间存在6个关系式,其中有5个关系式分别对应几种常用的电学元件与物理定律:

(1)电阻:R = dV/dI

(2)电容:C = dq/dU

(3)  电感 :L = dφ/dI 

(4)  电荷与电流关系:dq =I*dt

(5)法拉第电磁感应定律: V = dφ/dt

2、没有参考,只能自主设计

1)确定设计目标

确定硬件电路设计的目标和需求是项目成功的关键步骤,它涉及多个方面的考量,例如性能、功耗、成本、可靠性(EMC)、向下可兼容性等。

2)如何选择芯片

依据设计目标精心挑选芯片,深入查阅Datasheet,仔细比对各项关键参数与项目需求的契合度。

明确区分哪些参数为设计核心所需,并确保自身能够准确解读这些关键参数的含义。面对不解之处,应勇于提问,因为他人的一句点拨往往能瞬间解开你的疑惑。

在此过程中,首先勾勒出一个大致的选型框架,为后续深入分析与决策奠定基础。

贴片电子元件因为尺寸原因,一般采用代码的形式给出,找出其零件号有一定的技巧。如何查找移步:元件及其规格书的查找与理解

3)主要的三个部分

原理图、PCB、物料清单(BOM表),下面分别描述:

(1)原理图设计就是将设计思路转化为电路原理图,包括模拟电路、数字电路、接口电路等。

(2)根据原理图生成PCB,将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上,然后根据预拉线(飞线)连接其电信号。

(3)完成了PCB布局、布线后,1:1打印PCB文件,核实封装是否正确,这一步最好不要省略。具体的操作方法详见:DXF文件的使用与PCB元件封装确认

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(4)生成Gerber或PCB文件,导出BOM表、座标文件等,工具软件移步:效率工具软件介绍 2、华秋DFM,要用到元器件零件号归纳在BOM表。

3、样品制作

将Gerber或PCB文件发给嘉立创,按提示做即可,并不复杂。注意:PCB上的元件方向自己调整好。

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如果封装中包含了元件方向信息,如下图,系统会直接识别,无需再做调整。一般电子工程师不注意这点,觉得图纸画好就OK了,能用就行。注:AD16在“Mechanical 6”里面定义,PCB Layout各层含义与分层原则

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把不安装的元件或嘉立创没有的元件单独列出,如下图。PCBA(已经装备电子元件的线路板)回来后再补上。也可以所有电子元件都自己装配,练习一下焊接。

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4、电路调试与验证

1)使用万用表通断档检查低压供电部分是否有短路

2)使用稳压电源对电路供电

一般情况下,即使输入是220V交流,最终给PCBA使用的也是低压电,故可以直接加载低压电。

3)按电路原理一部分一部分的调试直至正常。

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4)进行电磁兼容性测试和可靠性测试,确保电路符合设计要求。有关内容请移步专栏:EMC与抗干扰

5、学习推荐

1)学习网站推荐

比如中国大学慕课

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2)教学课程推荐

TI官网的“电子电路基础知识讲座”,邀请高校教师录制,链接:https://edu.21ic.com/lesson/1666。

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基于“TI 高精度实验室系列课程”的运算放大器,链接:https://edu.21ic.com/lesson/1666。

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3)书籍推荐

 《电路分析导论》(12版 鲍利斯塔):https://download.csdn.net/download/liht_1634/89724183

《新概念模拟电路》(西安交通大学 杨建国):https://download.csdn.net/download/liht_1634/89859809

《模拟电子设计导论》(杨艳、傅强著):https://download.csdn.net/download/liht_1634/89578484

《汽车电子硬件设计》(朱玉龙):https://download.csdn.net/download/liht_1634/89876055

《信号完整性与电源完整性分析》(美国Eric Bogatin):https://download.csdn.net/download/liht_1634/89335198

《EMC(电磁兼容)设计与测试案例分析》(郑军奇):https://download.csdn.net/download/liht_1634/88569064

《C和指针》(第二版 美国Kenneth A.Reek):https://download.csdn.net/download/liht_1634/89334057


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关键词: 电路设计

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