1總體思路

 

設計硬件電路，大的框架和架構要搞清楚，但要做到這一點還真不容易。有些大框架也許自己的老板、老師已經想好
，自己隻是把思路具體實現；但也有些要自己設計框架的


，那就要搞清楚要實現什麼功能
，然後找找有否能實現同樣或相似功能的參考電路板（要懂得盡量利用他人的成果，越是有經驗的工程師越會懂得借鑒他人的成果）。

 

2理解電路

 

如果你找到了的參考設計，那麼恭喜你，你可以節約很多時間了(包括前期設計和後期調試)。馬上就copy

？NO
，還是先看懂理解了再說，一方麵能提高我們的電路理解能力，而且能避免設計中的錯誤。

 

3沒有找到參考設計?

 

先確定大IC芯片，找datasheet，看kan其qi關guan鍵jian參can數shu是shi否fou符fu合he自zi己ji的de要yao求qiu
，哪na些xie才cai是shi自zi己ji需xu要yao的de關guan鍵jian參can數shu，以yi及ji能neng否fou看kan懂dong這zhe些xie關guan鍵jian參can數shu，都dou是shi硬ying件jian工gong程cheng師shi的de能neng力li的de體ti現xian，這zhe也ye需xu要yao長chang期qi地di慢man慢man地di積ji累lei。

 

這期間，要善於提問，因為自己不懂的東西，別人往往一句話就能點醒你，尤其是硬件設計。

 

4硬件電路的三個主要設計部分

 

原理圖、PCB
、物料清單(BOM)表。

 

原理圖設計就是將前麵的思路轉化為電路原理圖。它很像我們教科書上的電路圖。PCB涉及到實際的電路板，它根據原理圖轉化而來的網表（網表是溝通原理圖和PCB之間的橋梁），而將具體的元器件的封裝放置（布局）在電路板上
，然後根據飛線（也叫預拉線）連接其電信號（布線）。

 

完成了PCB布局布線後，要用到哪些元器件應該有所歸納，所以我們將用到BOM表。

 

5用什麼工具？

 

Prote
，也就是altimuml容易上手，在國內也比較流行，應付一般的工作已經足夠，適合初入門的設計者使用。

 

其實無論用簡單的protel或者複雜的cadence工具，硬件設計大環節是一樣的（protel上的操作類似windwos

，是post-command型的；而cadence的產品concept&allegro是pre-command型的，用慣了protel，突然轉向cadence的工具
，會不習慣就是這個原因）。

 

設計大環節都要有：

1）原理圖設計
；

2）PCB設計
；

3）製作BOM表。

 

下麵簡要談一下設計流程（步驟）

 

（1）yuanlitukujianli。yaojiangyigexinyuanjianbaifangzaiyuanlitushang

，womenbixudejianligaiyuanjiandeku。kuzhongzhuyaodingyilegaixinyuanjiandeguanjiaodingyijiqishuxing，bingqieyijutidetuxingxingshilaidaibiao（我們常常看到的是一個矩形（代表其IC BODY)，周圍許多短線（代表IC管腳））。

 

protel創建庫及其簡單
，而且因為用的人多，許多元件都能找到現成的庫
，這一點對使用者極為方便。應搞清楚icbody
，icpins，inputpin，output pin，analog pin，digital pin，power pin等區別。

 

（2）有了充足的庫之後，就可以在原理圖上畫圖了
，按datasheet和係統設計的要求，通過wire把相關元件連接起來。在相關的地方添加line和text注釋。

 

wire和line的區別在於，前者有電氣屬性，後者沒有。wire適用於連接相同網絡，line適用於注釋圖形。這個時候，應搞清一些基本概念
，如：wire，line，bus
，part，footprint

，等等。

 

（3）做完這一步
，我們就可以生成netlist了，這個netlist是原理圖與pcb之間的橋梁。原理圖是我們能認知的形式，電腦要將其轉化為pcb
，就必須將原理圖轉化它認識的形式netlist

，然後再處理、轉化為pcb。

 

（4）得到netlist，馬上畫pcb？別急
，先做ERC先。ERC是電氣規則檢查的縮寫。它能對一些原理圖基本的設計錯誤進行排查，如多個output 接在一起等問題。

 

（但是一定要仔細檢查自己的原理圖，不能過分依賴工具，畢竟工具並不能明白你的係統，它隻是純粹地根據一些基本規則排查。）

 

（5）從netlist得到了pcb，一堆密密麻麻的元件
，和數不清的飛線是不是讓你嚇了一跳？嗬嗬
，別急還得慢慢來。

 

（6）確定板框大小。在keepout區（或mechanic區）畫個板框，這將限製了你布線的區域。需要根據需求好考慮板長，板寬（有時，還得考慮板厚）。當然了
，疊層也得考慮好。

 

（疊層的意思就是
，板層有幾層，怎麼應用
，比如板總共4層
，頂層走信號
，中間第一層鋪電源，中間第二層鋪地，底層走信號）。

 

先解釋一下（2）中的術語。post-command，例如我們要拷貝一個object（元件）
，我們要先選中這個object，然後按ctrl+C，然後按ctrl+V（copy命令發生在選中object之後）。這種操作windows和protel都采用的這種方式。

 

但是concept就是另外一種方式，我們叫做pre-command。同樣我們要拷貝一個東西，先按ctrl+C，然後再選中object，再在外麵單擊（copy命令發生在選中object之前）。

 

1）確定完板框之後
，就該元件布局（擺放）了，布局這步極為關鍵。它往往決定了後期布線的難易。哪些元器件該擺正麵
，哪些元件該擺背麵，都要有所考量。

 

但是這些都是一個仁者見仁，智者見智的問題;從不同角度考慮擺放位置都可以不一樣。其實自己畫了原理圖
，明白所有元件功能，自然對元件擺放有清楚的認識（如果讓一個不是畫原理圖的人來擺放元件，其結果往往會讓你大吃一驚^_^）。

 

對於初入門的，注意模擬元件，數字元件的隔離
，以及機械位置的擺放，同時注意電源的拓撲就可以了。

 

2）jiexialaijiushibuxian。zheyubujuwangwangshihudongde。youjingyanderenwangwangzaikaishijiunengkanchunaxiedifangnengbuxianchenggong。ruguoyouxiedifangnanyibuxianhaixuyaogaidongbuju。

 

對於fpgashejilaishuowangwanghaiyaogaidongyuanlitulaishibuxiangengjiashunchang。buxianhebujuwentishejideyinsuhenduo，duiyugaosushuzibufen，yinweiqianchedaoxinhaowanzhengxingwentierbiandefuza，danwangwangzhexiewentiyoushinanyidinglianghuojishidingliangyenanyijisuande。suoyi，zaixinhaopinlvbushihengaodeqingkuangxia，yingyibutongweidiyiyuanze。

 

3）OK了

？別急
，用DRC檢查檢查先。這是一定要檢查的。DRC對於布線完成覆蓋率以及規則違反的地方都會有所標注，按照這個再一一的排查
，修正。

 

4）有些PCB還要加上敷銅（可能會導致成本增加），將出線部分做成淚滴（工廠也許會幫你加）。最後的PCB文件轉成gerber文件就可交付PCB生產了。（有些直接給PCB也成，工廠會幫你轉gerber）。

 

5）要裝配PCB，準備bom表吧，一般能直接從原理圖中導出。但是需要注意的是，原理圖中哪些部分元件該上，哪些部分元件不該上，要做到心理有數。

 

對於小批量或研究板而言
，用excel自己管理倒也方便（大公司往往要專業軟件來管理）。而對於新手而言，第一個版本，不建議直接交給裝配工廠或焊接工廠將bom的料全部焊上，這樣不便於排查問題。最好的方法就是，根據bom表自己準備好元件。等到板來了之後，一步步上元件、調試。

 

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