新手如何从零入门硬件项目？

很多刚毕业参加工作的硬件工程师在设计电路时往往会考虑不周，尤其是欠缺经验的一些工作人员，那么设计硬件电路时要注意哪些问题呢？

下面就是手把手教你硬件电路设计的具体流程及步骤：

A、单片机的选型

B、模块的选型

C、电源芯片的选择

D、电路的搭建 （经过了选型阶段后，就是电路的搭建了。电路的搭建要注意准确性，最好可以有人给你审核。一些常用的三极管和MOS管开关电路也要设计准确。）

E、必要的保护电路

F、仔细检查（在电路设计完后，我们要仔细检查电路，很多新人容易犯的错误是管脚弄错，原理图接错，这种错误如果认真检查的话是完全可以避免的。一定要与datasheet的管脚多次核对保证准确性。）

G、PCB布局与布线与铺铜

H、焊接测试

（1） 常用按键的设计原理图设计及PCB布局，如普通的IO查询检测；利用模拟量AD端口做多按键检测的；

（2）电路板设计为5V转3.3V方式，芯片ASM117-3.3，多思考电源效率、系统最低工作电压(以5V电源跌落为例)、相对于采用LDO供电等有何利弊；

（3） 各种晶振的谐振电路设计、PCB布局；

（4） 5V电源的过压、过流保护电路设计，PCB布局，功耗估算 ；

（5）电池部分的保护电路设计、防反向充电设计、PCB布局，电池容量与使用寿命评估 ；

（6） 3.3V系统模拟参考地、数字参考地布局，0R电阻使用的方法和情景；

（7） MCU复位引脚电路设计，一般采用RC方式；

1、晶振在电路中很重要，分为有源晶振和无源晶振。有源晶振相对简单，一般用在高频电路中，PCB布局，紧贴主芯片，不要太靠近板边，电源线，地线和时钟线要短而粗。无源晶振，芯片内部其实就是一个反相器，和外部电路一起构成一个震荡电路。因此整个环路要小，避免晶振通过环路向外产生辐射。另外负载电容要根据晶振和芯片选择得当，否则可能不会起振。尤其像STM32还有其它一些晶振驱动电流很小的芯片。

2、3.3V的模拟地和数字地的可用0R电阻或者磁珠连接。为了减小干扰——主要是数字对模拟信号的，可根据数字系统的频率加一些滤波电容和对应频率的磁珠。0R电阻作用很多，做连接线，跳线，保险丝，滤波，还有就是单点接地。

3、选择的芯片是ASM1117-3.3，电源效率大致为3.3/5=66%。这颗芯片的线性压降U＝１V,故最低工作电压为４V。这颗就是LDO，那这里就相对DC/DC说吧：这颗LDO压降大，即使在压差小的环境效率也很低，属于早期产品。LDO的好处就是电路简单，纹波小。用在功耗小的负载上，尤其是有些LDO的静态电流很小，很适合那些长时间睡眠的设备。DC/DC就是用在大电流场合效率高。

4、RC的选值，Q=C*U=It=RIC,得到t=RC。(其中U是指电压的变化量，一般取大于或等于0.8。t的值从数据手册中找。)

5、电池部分的保护电路，主要就是短路保护，过冲和过放，短路就是串保险丝。

过冲，一般的充电芯片都有电压检测，会控制充电电压的上限。

过放，则可在系统中增加电压检测电路和待机低功耗设计，使系统在电池电压较低时，自动进入睡眠状态。或者可以另外设计一个硬件锁，当电压降低时，切断电源。

防反冲，串低压降的二极管。PCB板的布局其实和一般的DC/DC电路一样，主要分为功率电路和控制电路(本质就是控制一个mos管的开闭)，功率电路输入和输出引线要强韧有力，输入脚的滤波很重要，要紧贴芯片，电容参数根据芯片的数据手册推荐。

地线要大面积覆铜，用以降低芯片热量，降低Rdc，提高效率。控制电路最重要的就是电压反馈电路，电压采样点的电压要稳，反馈回路尽量用地线包裹或作参考。电池的容量一般按正常的容量的６０％计算。

6、电源串PTC自恢复保险丝，防止过流。5V系统的过压，一般选TVS管，根据功率不同，选择SMA,SMB或SMC封装。