电路设计,电路设计培训

如何设计好一个硬件电路？

我觉得好的硬件设计应该从下面几个方向来考虑：

1）需求定义：我们设计的产品都是给用户去使用的，产品好不好不是设计人员说了算，而是用户使用后去评判。那么我们在设计硬件之前，就需要考虑好用户的核心诉求是什么，硬件功能有哪些，应用环境，使用寿命等。

2）需求分解及方案设计：从这些用户诉求中提炼出硬件设计的基本需求，根据这些基本需求选择合适的方案。一个好的方案，包含很多方面，需求的完整度及可实现性、方案的成本（人力及物料）、方案的DFX考虑（可制造性DFM、可测试性DFT等）等。

3）硬件实现上：

a. 器件选型，好的设计不是说一定要用最好的器件，合适的器件即可，性价比是重要的。另外器件的可靠性也要考虑，HBM/CDM等级，工业级/商业级，供电&功耗，尺寸&高度等。

b. 电路设计，功能不能遗漏，同时电路设计也要简化，关键电路最好能有冗余备份，考虑到后期维护，也要设计相关的维测电路，如指示灯，电压监控等

c. PCB设计。好的硬件也要考虑PCB设计，如高速信号设计、时钟隔离、复位中断信号设计、电源参考等。信号完整性测试，SI/PI。另外，单板PCB布局也很关键的，涉及结构、散热、EMC等方面。

d. 可靠性设计。给用户用的硬件，不能一用就坏，ESD、EMC设计都要兼顾，防护电路的设计，对于存储器件是否考虑ECC，器件及电路温度降额、电压&电流降额、功耗降额等等。

4）测试加工。样机的验证，信号质量、信号时序、功能测试、性能测试等等，快速验证样机的功能性能。另外如何在生产上快速拦截故障品，需要FT测试、老化测试，温循测试等等测试项的合理选择，避免器件的早期失效。

5）后期维护。硬件不是卖给用户就结束了，良好的硬件设计，还需要关注后期在用户端的表现，故障信息的收集，故障问题的快速闭环，针对发现的问题不断改进设计。

1、首先，硬件功能必须满足客户要求，并在设计电路时考虑成本因素。

2、在满足客户当前要求下，需要考虑产品以后是否有升级换代的可能，为后续升级换代留出余地。比如单片机IO口和空间留出升级余地。

3、硬件电路需要满足产品可靠性，而电源部分则是硬件电路稳定性的基础。

4、在满足硬件电路稳定性的前提下，对硬件电路进行优化，进一步降低产品成本。

在设计一款硬件电路时，我们首先需要掌握硬件的设计基础、各种设计的软件、工具操作技能等，还要有一个良好的设计思路。

1.总体思路

设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，搞清楚该电路需要实现什么功能，然后找找是否有相似或者相同的参考电路(懂的利用他人成熟的成果，越有经验的工程师越会懂得借鉴他人成果）

2.IC芯片选型

先确定主IC的型号，找datasheet，看其关键参数是否符合自己的要求

3.电路的布线

合理安排电路的走线，先把电源部分设计好，区分好数字地与模拟地，对于高速线和射频走线要尤其注意

4.打样板调试

一个好的电路必然是经过多次改进和优化的，如果考虑生产还需要经过各种实验验证

做电路设计，要掌握的知识很多，是比较难入门的，不但要有相关的专业基础知识，还要有设计经验。想要设计出一个好的硬件电路，要有30%的专业知识，70%的经验。

专业基础知识

想设计出一个好的硬件电路，扎实的专业基础知识是必须的，要有很强的电路基础、模拟电路、数字电路等专业知识，复杂的电路都是由基本的电路组成的，因此，精通掌握基本电路的功能和用法，对设计电路有很大的帮助。

项目经验

很多设计要靠项目经验积累，光有理论知识很难设计出一个好的电路，只有实际应用过才知道怎样设计才是最合理、最可靠的。

一个成熟的硬件电路形成过程是由设计人员进行原理设计，电路仿真，原理图确定，制作实物，环境试验、参数性能指标极限试验等，出问题重新迭代，再试验，实际使用，根据使用情况多次迭代，最终形成定型的硬件电路。

总之，做硬件电路设计，需要掌握的知识很多，而且大部分知识是教材上没有的，需要平时工作中积累。电路设计是比较难入门的，很多相关专业毕业的大学生，连电路都还看不懂，更别说自己设计电路了。

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一款设计周全，做工精美的硬件就是好硬件，它不仅仅是功能板，更是一款艺术品。要设计出好硬件，至少需要丰富的基础理论知识，熟悉产品需求，熟练的使用设计和仿真软件，熟练的测量技巧，甚至高超的焊接技术。如果打板时不小心用错料了，还可以手工焊接一下。

以我们常见的开发板来说明，一款好硬件包含但不限于：

1.布局错落有致，回路清晰，网格独立。

2.走线平直少弯，该直则平，该等长则绝不差。

3.预留足够的T点，零欧电阻点。

4.前后正反两面只有孔通，没有硬飞线。

5.插槽式IP，例如LCD，Camera，NandFⅠash等，尽量直插，少用中间线板。