硬件电路是电路系统的重要组成部分，硬件培训是否有必要？

本文献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝，离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候，与你一样，俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性，EMI，PS设计准会把你搞晕。别急，一切要慢慢来。

1)总体思路。设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好，自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的，那就要搞清楚要实现什么功能，然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果，越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。

2)理解电路。如果你找到了的参考设计，那么恭喜你，你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO，还是先看懂理解了再说，一方面能提高我们的电路理解能力，而且能避免设计中的错误。

3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片，找datasheet，看其关键参数是否符合自己的要求，哪些才是自己需要的关键参数，以及能否看懂这些关键参数，都是硬件工程师的能力的体现，这也需要长期地慢慢地积累。这期间，要善于提问，因为自己不懂的东西，别人往往一句话就能点醒你，尤其是硬件设计。

4)硬件电路设计主要是三个部分，原理图，pcb ，物料清单(BOM)表。原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。pcb涉及到实际的电路板，它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁)，而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上，然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后，要用到哪些元器件应该有所归纳，所以我们将用到BOM表。

硬件电路是电路系统的重要组成部分，硬件电路设计是否合理直接影响电路系统的性能。硬件电路设计的一般分为设计需求分析、原理图设计、PCB设计、工艺文件处理等几个阶段，设计过程中的每一个细节都可能成为导致设计成功与失败的关键。

随着集成电路设计与制造技术的不断发展，电路系统的功能越来越强大，组成却越来越简单，软件设计的重要性逐渐提高，但硬件电路设计的重要性不容忽视。软件设计得再完美，若硬件电路设计不合理，系统的性能将大打折扣，严重时甚至不能正常工作。硬件电路的设计一般分为设计需求分析、原理图设计、PCB设计、工艺文件处理等几个阶段。

高速嵌入式硬件设计培训课程为您讲解高速嵌入式系统硬件设计技术。两天的课程采取理论讲解和实际设计演示相结合的方式，完成从元器件选择、电路图设计到PCB设计调试的全过程。广大工程师通过此培训可以掌握先进的高速嵌入式系统硬件设计技术，能够完成高速嵌入式系统PCB及相关硬件的设计、调试任务。

硬件电路的设计需求是基于项目或控制平台的系统需求，设计需求的合理分析是选用电路核心元器件及其典型电路的关键。硬件电路的通用设计需求有应用环境、面积/体积限制、电源、功耗等，此外功能不同电路需求也不同。以某控制平台典型电路为例，设计前必须关注的需求如表所示。

硬件培训行业良莠不齐，劣币驱逐良币再正常不过，不排除有很多认识的老师教的都很好，我不会一棍子打死， 这里只是随便聊聊。这几年，我在培训上的花费也几万块了(虽然大多都没看过)，有一定的发言权。下面跟大家讲下我的一些想法，仅供参考。

一说培训乱象:

某些不靠谱的培训，只会贩卖焦虑(如果你不学习就挂了，人生失去意义，你是最LOW 的LOW B)，却不能好好备备课，学员的时间，金钱花费到上面，却学的糊里糊涂，知识体系混乱，工作中毫不实用，怀疑人生。

二说硬件培训乱象:

教你走捷径，三五个月一定拿高薪(扯淡) 。几个月培训能拿高薪的，自己水平也很好。不管你基础咋样，疯狂灌鸭式学习，不管你有没有走火入魔。任何行业都不可能四五个月学会一项不错的职业技能拿高薪，软件可能还有戏，硬件几乎不可能，几个月也就刚入门吧，拿个入门工资问题不大。科班出身才是王道。不要急功近利，没有捷径，只有脚踏实地学习，基础不牢，地动山摇。尤其是做硬件，基础更要扎实。

三说硬件培训乱象:

抄袭。东拼西凑和抄袭原厂等培训资料，而不自己去梳理课纲。 利用信息不对称，转授。自己都没吃透，如何教别人。

四说硬件培训乱象:

原因:信息不对称。 大家并不知道，在那个阶段，水平，哪些学习资料，视频，文档，书籍，是最好的，大家觉得最好的都是哪些。于是看到铺天盖地的宣传，一拍脑袋就报名。而更好，更合适，更有营养的资料，却被忽视了。

五说硬件培训乱象:

路飞建议: 针对基础知识还是学习MIT,清北等优质教材，和原厂如ADI,TI,ST等的优质培训视频，文档，自己消化吸收。(不会差) 自己消化和填鸭式教学是不一样的。不要急于求成，安心修炼内功，野生海参和人工种植的，价值是不一样的。

写到最后:个人觉得，优秀电子工程师需要有扎实稳固的基础，充分的项目实践试错，完善的不断丰富的知识体系。显而易见，这些不是初级的几天培训可以给的。

硬件电路是电路系统的重要组成部分，硬件电路设计是否合理直接影响电路系统的性能。硬件电路设计的一般分为设计需求分析、原理图设计、PCB设计、工艺文件处理等几个阶段，设计过程中的每一个细节都可能成为导致设计成功与失败的关键。

不懂硬件的人，会觉得硬件高深莫测，“为什么他改几个电阻、电容就调出来，我弄个半天没搞定?”，“噢，靠的是经验”，但是经验又是什么呢?不能形容，反正就是不明觉厉。

就是这种崇拜心理，才能触发你的好奇心，去学下去，这也是成为工程师的首要条件，但这是远远不够，还需要一条可供参考的学习路线，再加上99%的汗水和1%的灵感才可以。

硬件设计，可以说是包罗万象，它涉及到非常庞大的知识量，而且，一个电路错一点小地方，都有可能导致整个系统不能工作，所以，搞硬件的人思维要非常缜密才可以，而这种思维要靠后面的学习来培养出来的，而不是说还没入门，就否定了自己。

下面介绍硬件设计的学习路线。

一、初级理论篇。

1、高等数学和线性代数。 这里重点掌握微积分和矩阵，因为在后面的课程里面将会大量用到这两个东西，是基础中的基础。

2、大学物理。 这里很多东西其实在高中有学到，重点掌握电阻、电容、电感的特性和电生磁、磁生电的原理，其中麦克斯韦方程组将会在射频、微波中有用到。

3、电路分析基础。 其实电路基础的理论并不难，但是有些抽象的东西，是暂时不能很好地理解，比如说受控源(其实就是三极管)，所以学完模电还要再回过头来再看一遍。这里重点掌握戴维南定理，不然后面没法学。

4、模拟电子技术。 这是电子专业的核心基础课，至少学三遍，此外，学啃书是不行的，还得配合Multisim仿真软件才能学好(实践部分后面再介绍)。如果说电路基础、高数当中的答案都是明确、唯一的，那么模电的答案将是不明确、多样化的，需要在实践中权衡取舍，一定要把以前的思维转变过来，不然后面没法学。这门课全部都是重点，但是学完它，除了抄书上的电路，你仍然什么都做不了，因为还需要其它方面的知识一起用才可以。这里不得不提一下器件特性这个概念，没有它将不能打开电路设计的大门，但是由于篇幅有限，以后再写文章介绍。

5、数字电子技术。 这门课相对于模电来说，要简单很多很多。它把三级管搭成各种门电路、触发器，以便于直接把数学知识运用起来，同时它也是FPGA的先修课，是硬件工程师向算法工程师(跟计算机的算法有很大区别)转变的基础。这门课全部都是重点，但是要真正掌握它，还是得学FPGA才可以。

6、电力电子技术。 这里讲到晶闸管、IGBT和电力MOS管，都是用在强电领域的器件，是开关电源的先修课。可以说电源是硬件设计当中最关键的部分，一个电源设计得好不好，直接影响整个系统能否正常工作。其中整流、逆变、升压、降压电路，都是要重点掌握的。

二、中级理论篇。

1、复变函数。 这门课跟高数的微积分一样，是一种数学工具。复数信号是物理不可实现的，但是为什么需要复数?诚然，正弦波(包括余弦，下同)有振幅、频率和相位三要素，如何在一个图上面表示振幅与频率的关系或者相位与频率的关系(方便观察分析才需要这样弄)?这就需要用到复数了，其中i或者j(因为电流的符号是i，所以才换成j，以防混淆)表示的就是方向，对应着极坐标的向量。我们可以把复数转成模和辐角的形式，想象一下，模就是时钟的秒针，而辐角就是秒针转动的角度，秒针转一圈就是个圆，而把这个圆的各点按照出现的时间先后，重新描绘在直角坐标系中，就是一个正弦波。这就意味着，用复数可以表示一个正弦波的三要素，振幅就是模(秒针的长短)，相位就是秒针转动的角度，频率就是秒针转动的快慢。想一下，如果用实数来表示正弦波的三要素，是不是很麻烦?这里重点掌握留数、保形映射。

2、信号与系统。 介绍如何利用数学建模去描述电路，就是这门课要研究的内容。什么是信号?LED灯的亮灭、喇叭发出的声音、天线感应的电磁波等，有实际用途的信息载体(包括声、光、电、热等)都是信号。什么是系统?就是处理信息载体的东西(包括放大器、传动装置等)。系统是一种更为抽象的概念，可大可小，小到一个三极管，大到一个无线收发装置，这些都要根据实际需求来确定，不能一概而论。这门课都是重点。

3、自动控制原理。 自控原理是信号与系统的姐妹学科。介绍如何用数学建模的方法去分析电路，主要分析电路的稳定性。其中，波特图、PID都是要重点掌握的。学懂这门课就可以用里面的知识去分析一些较为复杂的带运放的电路，这种电路用KCL和KVL是仍然很难解决。

4、高频电子线路。 高频是模电的非线性部分。你会发现高频里面很多内容跟模电都差不多，也有放大器、振荡器、功放，但是这些电路用在更高的频段，所以分析方法有所不同。模电的功底较为扎实的情况下，再学这门课，就不觉得难，因为它本身就是模电的扩展，而不是全新的领域。这门课都是重点，至少学三遍。

5、单片机。 现在已经很少不用CPU的硬件电路了，而单片机正是最简单的CPU，所以掌握单片机也是很有必要的。其中单片机的接口电路也是相当考验你的硬件功底的。具体的学习路线可以参考本博客的《如何学习单片机》。