学生硬件电路设计经验教训浅谈

 

    在学生实验室做硬件设计一般会经过如下一些步骤：明确需求—查资料—画电路图（仿真）—刷覆铜板（或者直接用洞洞板焊接）—焊接—调试—改错—成功。在这个过程中有一些小经验可以分享一下，特此给出。当然这可能对刚接触学生电子设计的鲜肉有点帮助，大神略过。

    在明确需求这一块，特别要注重一些参数，比如做放大的要留意增益、做电源的留意电压、功率等等，明确知道自己要设计的电路的输入输出范围和所实现功能然后才能对应找资料。一般我们电路设计会用到两种设计思路。一种是直接用集成芯片加外围电路形成我们想要的功能电路，另一种是采用分立元件搭建电路，就比如在做常用的驱动时，有很多驱动芯片可以直接用，如L298N、bts7960等。至于二者有何区别，可以查看这个知乎的帖子，我个人觉得总结的很好，https://www.zhihu.com/question/21844289。需要留意的就是我们所需要的输入输出量，比如298稳定电流只能2A,7960电流可以达到43A，这就告诉我们要选择好驱动芯片，其他芯片选择也是如此。查看芯片资料一般都是可以看芯片的datasheet，从里面可以得到许多有用的消息，比如芯片引脚功能、典型应用电路、芯片时序图、芯片封装尺寸图等等都可以查到，简直是一个新世界。

    找准资料后然后开始画电路图，我用的是Altium Designer15,应对我们学生的电子设计应该是可以的了。关于这个软件的使用，我想我就没必要赘述，网上一找也挺多资料的，个人觉得至少要学会画双层板、画封装、还要注意布局走线，可以添加泪滴覆铜。画原理图选原件时要选用正确封装形式的原件，分清是贴片还是直插，所有对电路的修改都应在原理图层面，然后再update至pcb图，这样才能彻底修改。

    一般学生实验室的话画好电路图纸就应该转印腐蚀电路板了。转印是指先将电脑软件中的电路图印在热转印纸上，再将其印在覆铜板上，具体打印的参数调节可以慢慢琢磨，一般顶层要勾选镜像而底层不用，调节好电路图在纸上的位置可以节约用纸。拿一块覆铜板，假如电路pcb图是单面的，则单面覆铜板即可，先用砂纸将覆铜板表面的氧化铜打磨干净，再将电路图纸包住铜板使电路图能完整印在铜板上。接着用熨斗熨平铜板纸，一般持续熨2-3分钟即可把整个电路图完整印在铜板上，假如有线断了或者转印不够完美可以自己用油性笔连接、加深。确定每条线都连好后可以放进腐蚀液开始腐蚀，也可以先打孔再腐蚀，我是习惯先打孔再腐蚀，以便可以在打孔周围重新用油性笔描绘加深巩固焊盘。腐蚀好后把电路板清洗擦干即可开始焊接，关于焊接自己技术不好不敢多说，只知道可以先焊重要原件和小原件，大电流经过的线还可以上焊锡加粗。调试阶段首先要判断自己电路焊接完毕，没有虚焊，可以用万用表测一下电路通断，然后是功能测试，给自己的电路一定的输入条件，测试输出，假如成功最好不过，可以让电路持续工作一段时间看会不会发烫或烧芯片，假如容易烧坏电路，建议重新设计，追求完美。

    关于电路测试，还是输入要接对才可能有正确的输出，所有的地要共在一起，有使能端的分清高低电平，然后假如输入有范围，一般是从小到大输入测试。还有的就是检测输出的常用设备仪器使用必须要会还要选择合适的仪器，一般可以用万用表测电流、电压，选好量程即可，还可能用上示波器等等。在这一块，只能说孰能生巧，电路设计，pcb布线，电路测试都需要经验积累，希望大家少走弯路，可以在前人的经验教训上走得更快，对硬件设计来说这很重要。