硬件电路设计教程
华为硬件设计规范
硬件设计规范学习教程版本：1.00时间：2011-11-29目录1 前言 (3)2 印制电路板设计基础 (3)2.1 印制电路设计 (3)2.2 印制电路板的特点和类型 (3)2.3 印制电路板的板面设计 (4)2.4 印制电路板上的元器件布局与布线 (4)2.5 印制导线的尺寸和图形 (5)2.6 印制电路板的热设计 (6)3 SCH和PCB设计规范 (6)3.1 目的 (6)3.2 SCH (6)3.3 PCB (10)4 硬件设计案例分析 (17)5.1 常见错误类 (17)5.1.1印制板板号、日期未更新错误类 (17)5.1.2封装错误类 (18)5.1.3标签错误类 (20)5.1.4工艺边错误类 (20)5.1.5SCH、PCB网络不一致错误类 (21)5.1.6缺少表贴MARK点错误类 (21)5.1.7拼板错误类 (21)5.1.8硬件设计和安装结构不匹配类 (21)5.1.9DRC校验时检查选项未选定错误类 (22)5.1.10选用已经停产、即将停产、无替代物料的元器件错误类 (23)5.1.11不适合大规模生产类 (23)5.1.12不符合印制板厂家要求类 (24)5.2 输入输出接口参数是否匹配类 (26)5.2.1NR1806新平台背板总线案例分析 (26)5.2.2VLCOM13COC门电路案例分析 (26)5.2.3NR1101光藕输入电流阈值偏小、输出电源不匹配 (27)5.2.4HRCPU02C光电输出与后级总线驱动不匹配 (28)5.3 电磁兼容类 (29)5.3.1UAPC新平台开入板NR1502A (29)5.3.2MUX-64C装置 (30)5.4 电源类 (31)5.4.1RCS9519A装置电源输出值不符合要求（陈勇撰） (31)5.4.2RCS-9665电源变压器案例分析（汪世平撰） (33)5.4.3反激式变换器及相关案例（汪世平撰） (34)5.5 时序匹配类 (37)5.6 高速电路设计类 (37)1 前言编写本教程的目标是为了规范硬件开发，提高硬件开发水平，避免重复发生一些简单、常见的错误，节约开发成本以及提高研发效率。
Altium Designer第12章 FPGA硬件电路的设计
12.4 思考与练习
➢ 思考与练习
1.概念题 (1)简述硬件电路的设计流程。 (2)FPGA最小系统主要由那些电路构成？ 2.操作题 (1)动手绘制一张FPGA硬件最小系统的原理图。 (2)动手绘制一张FPGA硬件最小系统的PCB图。
4.用户I/O 5. 特殊管脚 VCCPD VCCSEL PORSEL NIOPULLUP TEMPDIODEn/p
12.1.2 电源电路的设计
电源是整个系统能够正常工作的基本保证，如果电源电路设计的不好，系统有可能不能 正常工作，所以如何选用合适的电源芯片，以及如何合理地对电源进行布局布线，都是 值得下大功夫研究的。
12.1.8 LED电路的设计
为了便于验证FPGA最小系统时钟电路和主芯片是否可以正常工作，一般系 统都需接入8位LED等，如图所示为LED电路设计原理图。
12.1.9 高速SDRAM存储器接口电路的设计
SDRAM典型电路如图所示。
12.1.10 Flash存储器接口电路的设计
Flash同样也可以通过设置实现8位 和16位的数据位宽，典型的16位 模式下的Flash连接如图所示。
12.1.11 FPGA最小系统扩展接口电路的设计
为了完成FPGA对外围电路的控 制，一般来说，FPGA最小系统 都需要使用扩展接口电路来外 接其他外围设备，同时也需要 将电压5V、3.3V、GND引出， 其典型电路如图所示。
12.2 FPGA硬件系统的设计技巧
1. FPGA管脚兼容性设计 FPGA在芯片选项的时候要尽量选择兼容性好的封装。那么，在硬件电路设计时，就要考
12.1.5 时钟电路的设计
如图所示是时钟电路原理图。
12.1.6 复位电路的设计
dm9051硬件设计方法
dm9051硬件设计方法DM9051是一款具有高度集成性的、低功耗的以太网控制器芯片。
它广泛应用于各种嵌入式系统中，包括智能家居、工业控制、智能仪器仪表等。
本文将介绍DM9051的硬件设计方法，以帮助开发人员更好地应用这款芯片。
DM9051芯片的硬件设计主要包括电源设计、时钟设计、接口设计以及外围电路设计等方面。
1.电源设计：DM9051的电源设计需要满足芯片的工作电压和电流需求。
一般来说，DM9051的工作电压为3.3V，电流在100mA左右。
在设计电源时，需要选择合适的电源芯片和滤波电容，以满足芯片工作的可靠性和稳定性。
2.时钟设计：DM9051芯片需要外部提供时钟信号，用于同步其内部的数据传输和处理。
时钟信号可以选择使用外部晶振或者外部时钟源提供。
在选择时钟源时，应考虑到时钟信号的精度、稳定性和抗干扰性等因素。
3.接口设计：DM9051芯片提供了丰富的接口，包括以太网接口、SPI接口、中断接口等。
在接口设计时，需要根据实际应用需求确定接口类型和引脚分配，并考虑信号线的布局和阻抗匹配等问题。
4.外围电路设计：DM9051芯片的外围电路设计主要涉及PHY芯片、RJ-45接口、磁鼓等。
PHY芯片负责将芯片内部的数据转换成与以太网标准兼容的信号，RJ-45接口用于连接以太网电缆，而磁鼓则用于滤除电磁干扰。
在设计外围电路时，需要合理布局各个电路模块，以减少干扰和提高系统的抗干扰性。
此外，DM9051芯片还有一些特殊的硬件设计需求，如电源管理、时钟信号的同步和检测等。
在进行这些特殊设计时，需要根据DM9051的应用手册和数据手册进行详细的了解和分析，并结合实际需求进行设计和调试。
总之，DM9051的硬件设计方法需要考虑多个方面的因素，包括电源设计、时钟设计、接口设计以及外围电路设计等。
在进行设计时，应充分了解芯片的功能和特性，并进行合理的方案选择和布局，以确保系统的可靠性和稳定性。
设计硬件电路
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。
5）用什么工具？Prote，也就是altimuml容易上手，在国内也比较流行，应付一般的工作已经足够，适合初入门的设计者使用。
6）to be continued......其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具，硬件设计大环节是一样的（protel上的操作类似windwos，是post-command型的；而cadence的产品concept & allegro 是pre-command型的，用惯了protel，突然转向cadence的工具，会不习惯就是这个原因）。
硬件电路原理与的设计
PADS的PADS Logic（Power Logic）、
Altium的Protel-Schematic、Ivex的WinDraft、
Microsoft-Visio的Visio、超伦的EDA2019等。
Protel
1. Protel概述： Peotel电路设计工具，集电路原理
图设计、电路模拟仿真、PCB版图设计、光绘文 件分解输出、PLD逻辑设计与模拟分析等于一体， 是一个综合性的开发环境软件工具。
④ 双面SMT+THT混装（双面回流焊接+波峰焊 接）
① 工艺过程：锡膏涂布→元器件贴装→回流焊接→ 翻版→印胶→元器件贴装→胶固化→翻版→插件 →波峰焊装
EDA电路设计及其常用软件工具
1. EDA电路设计自动化概述
2. EDA电路设计软件工具简介
3.
常用的EDA电路原理图的设计软件工
具有：Cadence-OrCAD的Capure、Mentor-
7. 标注加工要求，输出光绘文档（Gerber File）
8. PCB板设计完成，交给加工厂，得到PCB 电路板
PCB设计原则与抗干扰措施
1. PCB设计的一般原则
1. 布局 2. 布线 3. 焊盘
2. PCB及电路抗干扰措施
1. 电源线设计 2. 地线设计 3. 退耦电容配置 4. 阻挡的使用
4. 进行自动全局标注，手工修改局部标注
5. 设置并运行电气规则检查（ERC），错误 纠正
6. 生成指定格式的器件清单和网络表 （Netlist）
电路原理图的设计注意事项
1. 注意绘制电路原理图的可读性 2. 规范化使用元器件引脚之间的电气连接线 3. 有意识的在电路原理图中加入一些测试点 4. 反复进行ERC操作，彻底消除错误与警告
单片机控制系统的硬件设计与软件调试教程
单片机控制系统的硬件设计与软件调试教程单片机控制系统是现代电子技术中常见的一种嵌入式控制系统，其具有体积小、功耗低、成本低等优点，因而在各个领域得到广泛应用。
本文将介绍如何进行单片机控制系统的硬件设计与软件调试，帮助读者快速掌握相关知识，并实际应用于项目当中。
一、硬件设计1. 系统需求分析在进行硬件设计之前，首先需要明确单片机控制系统的需求。
这包括功能需求、性能需求、输入输出接口需求等。
根据需求分析的结果，确定采用的单片机型号、外围芯片以及必要的传感器、执行机构等。
2. 系统框图设计根据系统需求，绘制系统框图。
框图主要包括单片机、外围芯片、传感器、执行机构之间的连接关系，并标明各接口引脚。
3. 电源设计单片机控制系统的电源设计至关重要。
需要根据单片机和外围芯片的工作电压要求，选择合适的电源模块，并进行电源稳压电路的设计，以确保系统工作的稳定性。
4. 电路设计与布局根据系统框图，进行电路设计与布局。
需要注意的是，对于模拟信号和数字信号的处理需要有一定的隔离和滤波措施，以减少干扰。
此外，对于输入输出接口，需要进行保护设计，以防止过电压或过电流的损坏。
5. PCB设计完成电路设计后，可以进行PCB设计。
首先，在PCB软件中绘制原理图，然后进行元器件布局和走线。
在进行布局时，应考虑到信号传输的长度和走线的阻抗匹配；在进行走线时，应考虑到信号的干扰和电源的分布。
完成布局和走线后，进行电网设计和最后的校对。
6. PCB制板完成PCB设计后，可以将设计好的原理图和布局文件发送给PCB厂家进行制板。
制板完成后，检查排线是否正确，无误后进行焊接。
二、软件调试1. 开发环境搭建首先需要搭建开发环境。
根据单片机型号，选择合适的开发环境，如Keil、IAR等，并将其安装到计算机上。
接下来，将单片机与计算机连接，并进行相应的驱动安装。
2. 系统初始化在软件调试过程中，首先需要进行系统的初始化。
这包括设置时钟源、配置IO口、初始化外设等。
硬件电路设计说明书范文
项目名称：E-DMR数字对讲机芯片文件编号：HR3.002.8008.--项目编号：HR3.002 秘密硬件电路设计说明书V3文档版本号3.0编 写 人：赵 华编写时间：2009-9-17部 门：系统部审 核 人：陈沪东、审核时间：修订历史（Revision History）编号修订内容描述修订日期修订后版本号修订人批准人1 建立硬件电路设计说明书 2009-9-17 1.0赵华陈沪东2 修改音频设计，增加FM 2009-12-3 2.0赵华3 修改AD/DA以及电源设计，去除FM，修改文档格式2010-3-15 3.0 赵华目 录1.引言 (1)1.1.编写目的 (1)1.2.产品背景 (1)1.3.定义 (1)1.4.参考资料 (1)2.硬件系统概述 (3)2.1.功能需求 (3)2.2.总体方案 (3)2.3.系统接口 (4)3.硬件系统详细设计 (6)3.1.处理板详细设计 (6)3.1.1. 处理板指标 (6)3.1.2. 处理板功能模块说明 (6)3.1.3. 关键元器件 (11)3.2.射频板详细设计 (12)3.2.1. 射频板指标： (12)3.2.2. 射频板功能模块说明 (12)3.2.3. 关键元器件 (12)4.开发环境 (13)5.附录 (14)1.引言1.1.编写目的本文档是E-DMR开发板V3.0的硬件设计说明文档，它详细描述了整个硬件模块的设计原理，其主要目的是为E-DMR开发板的原理图设计提供依据，并作为PCB设计、软件驱动设计和上层应用软件设计的参考和设计指导。
1.2.产品背景无线对讲机由于具有即时通信、经济实用、成本低廉、使用方便以及无需通信费等优点，因此广泛应用在民用、紧急事件处理等方面。
尤其在紧急事件处理以及没有手机网络覆盖的情况，对讲机更加显示出它的不可取代的地位。
如今，模拟对讲机仍然占据绝大部分的市场，但是由于数字通信可以提供更丰富的业务种类，更好的业务质量、保密特性和连接性，以及更高的频谱效率，因此数字对讲机的研究、生产和使用是与时俱进的，符合信息化、数字化发展的必然趋势。
硬件设计专业课程
硬件设计专业课程硬件设计专业课程是计算机科学与技术领域中的一门重要课程，它主要涵盖了硬件设计的基础知识、原理与应用。
本文将从硬件设计专业课程的目标、内容、教学方法和应用前景等方面进行探讨。
一、课程目标硬件设计专业课程旨在培养学生掌握现代计算机硬件设计的基本理论与方法，具备硬件设计的能力和实践经验。
通过该课程的学习，学生将能够熟悉数字电路设计的基本原理，掌握硬件描述语言和电路设计工具的使用，了解FPGA和ASIC设计流程，具备基本的硬件验证和测试技能，能够参与和完成实际的硬件设计项目。
二、课程内容硬件设计专业课程的内容主要包括以下几个方面：1.数字电路基础：介绍数字电路的基本概念和设计方法，包括布尔代数、逻辑门电路和组合逻辑电路的设计等。
2.硬件描述语言：学习硬件描述语言，如VHDL或Verilog，掌握其基本语法和应用技巧，能够使用硬件描述语言进行数字电路的设计和仿真。
3.电路设计工具：熟悉常用的电路设计工具，如Xilinx ISE、ModelSim等，掌握其使用方法，能够进行数字电路的设计、仿真和验证。
4.FPGA和ASIC设计流程：了解FPGA和ASIC设计的基本流程，包括需求分析、体系结构设计、逻辑设计、综合和布局布线等，掌握相应的设计方法和工具。
5.硬件验证和测试：学习硬件验证和测试的基本方法和技术，包括仿真验证、时序分析、电路测试和故障诊断等，能够进行硬件设计的验证和测试工作。
三、教学方法硬件设计专业课程采用多种教学方法，包括理论讲授、实验实践和项目设计等。
1.理论讲授：通过课堂讲授，介绍硬件设计的基本理论和知识，让学生了解硬件设计的基本原理和方法。
2.实验实践：通过实验操作，让学生亲自动手进行数字电路的设计、仿真和验证，培养学生的实践能力和问题解决能力。
3.项目设计：通过小组合作或个人独立完成硬件设计项目，让学生将所学知识应用到实际项目中，锻炼学生的设计能力和团队合作能力。
四、应用前景硬件设计专业课程培养的学生具备扎实的硬件设计基础和实践经验，能够胜任硬件设计工程师、嵌入式系统工程师、芯片设计工程师等相关职位。
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硬件电路设计教程
硬件电路设计是指将数字电路或模拟电路设计成硬件电路的过程。
它是一门涉及电子器件、电路、信号处理等知识的学科，是计算机科学与工程中不可或缺的一部分。
下面将简要介绍硬件电路设计的基本流程和注意事项。
硬件电路设计的基本流程包括需求分析、电路设计、仿真验证和布局布线。
首先，需求分析是要明确设计的目标和要求，包括设计的功能、性能、功耗等方面。
在电路设计阶段，根据需求设计电路的拓扑结构和逻辑功能，并选择合适的器件和元件进行连接。
接着，通过仿真验证可以对设计的电路进行数学模型的验证，以确保电路的正确性和稳定性。
最后，布局布线是将电路设计转化为实际的物理电路，包括电路板的布局和导线的布线。
布局布线过程需要考虑各个元件之间的连接关系和信号传输的最短路径，以减少信号的干扰和损耗。
在硬件电路设计中需要注意几点。
首先，要合理选择电路拓扑结构和元件，以满足设计的需求。
例如，对于数字电路，常见的拓扑结构有combinational电路和sequential电路，需选择适
合的器件进行连接。
其次，要进行仿真验证，通过使用软件进行仿真，可以验证电路的正确性，发现潜在的问题和不足之处。
再次，要注意电路功耗的控制，合理优化电路设计，以降低功耗和提高效率。
此外，要重视电路板的布局布线，合理安排元件的位置和导线的布线方式，以减少信号的传输损耗和干扰。
总结而言，硬件电路设计是一门重要的学科，在计算机科学与工程领域中有广泛的应用。
通过需求分析、电路设计、仿真验
证和布局布线等流程，可以设计出符合需求的硬件电路。
在设计过程中，需要合理选择拓扑结构和元件，进行仿真验证，并注意功耗控制和布局布线，以确保电路的正确性和稳定性。