硬件的焊接及測(cè)試總結(jié)

硬件的測(cè)試與焊接是緊密聯(lián)系在一起的，如果焊接存在問題，那么即使原理圖再明確，也不可能得出理想的測(cè)試效果，因此，如果焊接技術(shù)不過(guò)硬，單純只是為了原理而去測(cè)試，那么基本上要吃花費(fèi)了很大力氣也得不出理想結(jié)果的大虧。因?yàn)槿藗兺�往把理想問題和實(shí)際問題之間的溝壑忽略掉了，把真實(shí)的過(guò)程想得簡(jiǎn)單化了。真實(shí)的過(guò)程是，如果實(shí)際電路能夠確保如實(shí)地反映理想電路，那么實(shí)際電路才能發(fā)揮出理想電路的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)實(shí)際結(jié)果和理想結(jié)果的一致，這才算達(dá)到了目的。但現(xiàn)實(shí)中，人們腦子里的理想問題存在著，而現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問題卻完全沒有按照理想問題去敷設(shè)，或者看似按照了，但實(shí)際上沒有，人們想當(dāng)然地以為實(shí)際問題已經(jīng)與理想問題吻合了，就等著看實(shí)際問題的結(jié)果，事實(shí)上，這就是把真實(shí)的困難和溝壑給人為地視而不見了，其結(jié)果必然要出大問題。任誰(shuí)都能做到理想問題的一往通途，但不是每人都能做到實(shí)際問題的跨越鴻溝，因?yàn)閮烧咄耆�不是一回事，�?shí)際問題、實(shí)際問題中存在的障礙和困難，是非下一番嘗試、了解的苦功夫不能知曉的，而一旦知曉了克服起來(lái)又是輕而易舉的。要努力鍛煉自己解決實(shí)際問題的能力，我的總結(jié)：

1、一切從細(xì)處、小處、最容易被人忽略的地方入手琢磨。

這包括器件的選型，是不是選錯(cuò)了器件，不要總以為肯定對(duì)、想當(dāng)然地沒錯(cuò)，往往就錯(cuò)了，這次吃了這么個(gè)大虧。包括管腳的次序、位置、連接方向，不要總以為肯定對(duì)，往往就錯(cuò)了，這次也吃了這么個(gè)大虧。包括器件參數(shù)的準(zhǔn)確與否，是不是有毀壞的。包括焊接的點(diǎn)、線是不是有斷開的、短接的。

對(duì)于器件，仔細(xì)核對(duì)，有不明確的查找或詢問相關(guān)信息，確保器件選型無(wú)誤。

對(duì)于器件，執(zhí)行簡(jiǎn)單測(cè)試，看看最基本的參數(shù)是不是沒有問題，確保器件本身無(wú)故障。對(duì)于器件，時(shí)刻明確管腳次序、方向，確保連接無(wú)誤。

對(duì)于電阻、導(dǎo)線，凡是要用到的東西都要仔細(xì)核查一遍，確保阻值準(zhǔn)確和導(dǎo)線導(dǎo)通。對(duì)于焊接確保焊通和不連。

前面的幾項(xiàng)準(zhǔn)備工作當(dāng)然是要花費(fèi)一些時(shí)間的，但有兩個(gè)極大的好處，一是讓我們腦子里真正明確實(shí)際問題到底如何，重新建立一個(gè)實(shí)際問題的腦中架構(gòu)，二是確保器件無(wú)錯(cuò)，把將來(lái)出錯(cuò)后思維的入口點(diǎn)一下子縮小到最窄。要知道，看似麻煩、難搞的器件和實(shí)際電路，其實(shí)是死板不變、唯一確定的東西，只是在于你有沒有確切地了解清楚它的狀況，只要你了解得對(duì)，并形成牢固的印象，那么一旦出現(xiàn)問題，就可以立馬找到癥結(jié)的所在。如果不去花費(fèi)前期的準(zhǔn)備氣力和時(shí)間，憑著腦子里理想的狀況倉(cāng)促上陣，把實(shí)際的好多東西搞錯(cuò)了，那么最終就一定要碰壁，更坑爹的是，碰了壁還很難查出問題在哪里，因?yàn)楹芏鄸|西開始都沒有做充分調(diào)查，都存在安全隱患，整個(gè)面臨著心急所造成的一團(tuán)糟的局面，不得不重頭再來(lái)，這就叫心急反誤事！什么是經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)就是對(duì)實(shí)際問題的如實(shí)了解和牢固印象（不能因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)久的原因而模糊了，那只能叫感覺，不叫經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)不是“差不多”而是“沒問題”），并在這個(gè)基礎(chǔ)上，針對(duì)出現(xiàn)的舊問題、新問題（也是舊問題折變復(fù)合出來(lái)的，除非確實(shí)是新鮮的，那就需要再嘗試）都能一針見血地直接命中要害，用最短的時(shí)間、最快捷輕便的方式、最出色地解決掉問題。這才叫經(jīng)驗(yàn)。

2、積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中，不僅要趕時(shí)間搶效率，更關(guān)鍵的是要把事情整準(zhǔn)，做什么就一定保證把這個(gè)事整準(zhǔn)，寧肯少整點(diǎn)東西，也要把東西整準(zhǔn)，不要差不多、模模糊糊、好像是、出了新問題還是一頭霧水，光趕時(shí)間沒趕質(zhì)量。這就要求心態(tài)要對(duì)，想法要對(duì)，那就是寧可慢一點(diǎn)，也要明明確確出實(shí)在結(jié)果，而且有時(shí)候只有慢才能出實(shí)在結(jié)果。甚至要有推倒重來(lái)的勇氣�？偨Y(jié)：

1、要么不做焊接、測(cè)試，要做就做實(shí)，明明確確。2、要么不做，要做就別搶，因?yàn)楝F(xiàn)在沒經(jīng)驗(yàn)，越搶越容易出錯(cuò)。3、事前先做足一切準(zhǔn)備工作。4、一切從細(xì)處著眼，腦子保持高度清醒，完全確定才算真，決不允許模模糊糊大概差不離。

擴(kuò)展閱讀：硬件開發(fā)

EEPWARMDIY手記之硬件功夫（一）硬z設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備

受EEPW論壇總版主Jack-Wang之托，負(fù)責(zé)本次201*EEPWARMDIY活動(dòng)的策劃和設(shè)計(jì)工作，包括DIY硬件開發(fā)板設(shè)計(jì)以及軟件測(cè)試代碼編寫與調(diào)試。通過(guò)前段時(shí)間的努力，至今總算完成了本次DIY活動(dòng)的硬件平臺(tái)開發(fā)板設(shè)計(jì)，這里與大家分享我在這個(gè)過(guò)程遇到的一些問題及其解決，以及至今最近一年做硬件設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，內(nèi)容包括硬件設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備（datasheet閱讀、元器件封裝設(shè)計(jì)以及原理圖設(shè)計(jì)）、PCB布局布線經(jīng)驗(yàn)淺談與問題總結(jié)、硬件焊接功夫與硬件測(cè)試心得等三個(gè)主題，將在本篇及接下來(lái)的兩篇博客中陸續(xù)與大家分享，敬請(qǐng)關(guān)注本人博客空間《EEPWARMDIY手記》系列博文

閑話少說(shuō)，這里先談一下硬件設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備。

俗話說(shuō)：“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”；“工欲善其事，必先利其器”，此兩句諺語(yǔ)說(shuō)的正是前期準(zhǔn)備工作在我們完成一項(xiàng)工作中所起的主要作用。只有前期的準(zhǔn)備工作做好了，做足了，我們才能在后繼的工作中有一個(gè)明確的方向和目標(biāo)，才能盡可能的避免走彎路。從這一點(diǎn)來(lái)看，花精力和功夫在前期準(zhǔn)備工作上，無(wú)疑是必要和重要的，對(duì)于電子設(shè)計(jì)中的硬件設(shè)計(jì)更是如此。

接下來(lái)，我談一下電子設(shè)計(jì)之硬件設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備的具體工作（以AD10作為設(shè)計(jì)軟件并按照先后順序進(jìn)行）。

1、確定硬件（PCB）設(shè)計(jì)的整體思路所謂確定設(shè)計(jì)的整體思路，即首先明確板子的功能用途，為此需要進(jìn)行需求分析，從而確定板子的主控芯片、所需的模塊、傳感器選型。在此過(guò)程中主要是要查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，借鑒已有的方案，在此基礎(chǔ)上增加或者減少一些功能，從而滿足我們的實(shí)際需要。這里，半導(dǎo)體廠家的官方網(wǎng)站所提供的DemoBoard或者評(píng)估板具有相當(dāng)?shù)膮⒖純r(jià)值，值得大家去關(guān)注。

這個(gè)時(shí)候，主要考慮的因素有性能與價(jià)格、每個(gè)功能的需求與分析，元器件的采購(gòu)，技術(shù)和資料的積累等：①優(yōu)先選擇性價(jià)比高的方案，降低硬件設(shè)計(jì)成本；②確定每個(gè)功能實(shí)現(xiàn)是否需要實(shí)時(shí)，能否通過(guò)軟件彌補(bǔ)硬件的缺陷（典型的如去噪處理中硬件濾波器與軟件濾波器的權(quán)衡）；③所選元器件必須容易采買，即通用、常用的芯片，切記選擇過(guò)時(shí)（已停產(chǎn)）了的芯片或者在市場(chǎng)上不易購(gòu)得的芯片器件，以保證后期工作的正常順利進(jìn)行；④優(yōu)先選擇自己熟悉的芯片或器件，對(duì)于自己不熟悉的方案盡量選擇技術(shù)成熟，資料豐富的芯片或元器件，這樣不但能夠保證方案的成功實(shí)施，而且能夠加快設(shè)計(jì)進(jìn)程。

在進(jìn)行了需求分析并確定了方案的主控芯片之后，通過(guò)畫系統(tǒng)硬件框圖的方式進(jìn)一步確定硬件（PCB）設(shè)計(jì)的整體思路是大有裨益的，直觀明了。在繪制方案的系統(tǒng)硬件框圖時(shí)，以主控芯片（一般為嵌入式系統(tǒng)的MCU、DSP或者FPGA）為核心，盡量詳細(xì)的畫出各個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，比如采用主控芯片的GPIO、定時(shí)器、PWM、SPI、I2C還是USART實(shí)現(xiàn)與外圍芯片或者模塊的交互接口，充分考慮和利用主控芯片的片上外設(shè)功能，減少外圍器件芯片，降低成本的同時(shí)還能夠提高系統(tǒng)的抗干擾能力、減小系統(tǒng)硬件尺寸、提高系統(tǒng)集成度，對(duì)于一個(gè)方案的最終成敗至關(guān)重要。

此外，在確定整體設(shè)計(jì)思路的時(shí)候，至上而下，有頂層到底層，模塊化的設(shè)計(jì)方法也是常用是有效的手段(具體的方法流程參見相關(guān)書籍、文獻(xiàn)，此處不展開)。

2、搜集下載并仔細(xì)閱讀所有方案設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的芯片及模塊資料

對(duì)于一個(gè)電子系統(tǒng)，無(wú)論大小，復(fù)雜簡(jiǎn)單，總是有大小不同、功能各異的電子芯片（IC）或者模塊電路構(gòu)成，所謂積小成大。要想對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)了如指掌，那么了解各個(gè)IC及模塊電路的功能、原理及實(shí)現(xiàn)是必不可少的，因此，這也是進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)必須做的準(zhǔn)備工作之一。

也正因?yàn)槿绱�，�?duì)于一個(gè)做系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)工作的電子工程師來(lái)說(shuō)，學(xué)會(huì)并熟練掌握搜集、下載和閱讀IC芯片datasheet以及功能模塊路用戶使用手冊(cè)（usermanual）是必備的功夫。以下分別談一下：

①搜集下載datasheet和usermanual的途徑和方法獲取途徑：

搜索引擎，google和百度（推薦，方便快捷）；半導(dǎo)體廠家的官網(wǎng)（推薦、一手資料，可行度高）；

知名IT論壇（如EEPW、21IC，eetop等）以及專業(yè)IC代理門戶網(wǎng)站（如維庫(kù)電子、alldatasheet，ic37等）；

搜索方法：

直接在搜索欄輸入：芯片名+pdf，如MAX3232.Pdf；按照產(chǎn)品分類目錄尋找，縮小搜索范圍,實(shí)現(xiàn)快速搜索；②快速閱讀datasheet和usermanual的方法在獲得datasheet和usermanual之后，必須對(duì)其進(jìn)行卓有成效的快速閱讀，以獲得IC或者功能模塊電路的主要信息，指導(dǎo)我們進(jìn)行下一步方案的系統(tǒng)硬件原理圖和PCB設(shè)計(jì)工作。

為了對(duì)IC有一個(gè)整體的了解，我們需要通過(guò)閱讀datasheet獲得如下主要信息：

芯片主要功能、工作方式、工作電壓電流

依次對(duì)應(yīng)為datasheet開始部分的整個(gè)功能簡(jiǎn)介及系統(tǒng)架構(gòu)框圖、特征（feature）、參數(shù)表（圖）

電路原理圖符號(hào)

位于datasheet的第二部分或者倒數(shù)第二部分內(nèi)容，主要用于后面在硬件設(shè)計(jì)軟件AD10中建議IC或者模塊的原理圖庫(kù)。

PCB封裝尺寸

一般位于datasheet的最后部分，以mil和mm為單位給出IC或者模塊的長(zhǎng)寬高（D、E、H）、管腳長(zhǎng)度（L），寬度（E1）以及管腳間距（e）等參數(shù)，其中最為主要的是管腳間距e。

3、建立原理圖庫(kù)和PCB封裝庫(kù)

在進(jìn)行了以上工作之后，我們就可以打開硬件設(shè)計(jì)軟件AD10開始建硬件設(shè)計(jì)工程的原理圖庫(kù)（*.SCHLIB）和PCB封裝庫(kù)（*.PcbLib）了。

這兩個(gè)庫(kù)的正確建立是至關(guān)重要的，其中前者原理圖庫(kù)保證了元器件和功能模塊在電路原理圖上的正確電氣連接、后者PCB封裝庫(kù)則是PCB板實(shí)物正常焊接和實(shí)際可靠電氣連接的保障。

關(guān)于AD10的具體使用，請(qǐng)參考相關(guān)書籍或培訓(xùn)教程，這里不做詳細(xì)介紹。在AD10軟件自帶的MiscellaneousDevices.IntLib和MiscellaneousConnectors.IntLib兩個(gè)集成庫(kù)中已經(jīng)包含了常用的電子元器件（如電容、電阻、電感、繼電器、二極管、三極管等）以及常用的連接元件（如排針、串口DB9，并口，音視頻接口等）的原理圖及相應(yīng)的PCB封裝。但是，實(shí)際工作中，我們還是經(jīng)常遇到一些元器件，在AD10提供的集成庫(kù)中無(wú)法找到，這時(shí)，我們就需要根據(jù)以上步驟2獲得的信息建立元器件或者功能模塊電路相應(yīng)的原理圖庫(kù)和PCB封裝庫(kù)。

這里談幾點(diǎn)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)。

在建原理圖庫(kù)時(shí)，首先，一定要按照datasheet的說(shuō)明，保證管腳序號(hào)與管腳功能的對(duì)應(yīng)，這樣才能保證后續(xù)設(shè)計(jì)的電路原理電氣連接的正確性；其次，為了保證在進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)時(shí)的整潔和美觀以及易讀性，可以將相關(guān)功能的管腳放在一起（比如地址總線AB和地址總線）、將IC電源引腳與功能管腳分開；再者，必要時(shí)表明管腳的IO方向，可以避免接線錯(cuò)誤；最后在原理圖庫(kù)中每個(gè)元器件的原理圖符號(hào)建好之后，最好在comment一欄見喲啊備注該元器件的主要功能以及封裝信息等，便于后期的管理和查找。

在建PCB封裝庫(kù)時(shí)，簡(jiǎn)單的PCB封裝利用工具欄的繪圖工具即可完成，對(duì)于復(fù)雜的，管腳多的元器件，管腳間距不容易排列，要充分利用AD10集成的IPCCompliantFootprintWizard和ComponentWizard工具，以保證所建PCB封裝的正確性。對(duì)于PCB封裝，最為關(guān)鍵的參數(shù)即為元器件的管腳間距，必須按照datasheet上的數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)，否則“差之毫厘，失之千里”，后果要么是管腳錯(cuò)位，要么就是管腳短路，都是不可接受的，也正因?yàn)槿绱�，我每次建好一個(gè)元器件的PCB封裝后都要仔細(xì)檢查管腳間距是否與datasheet所給參數(shù)一致（注：使用Ctrl+M的組合鍵即可點(diǎn)擊鼠標(biāo)測(cè)量PCB中人員兩點(diǎn)之間的距離，按鍵Q可以快速實(shí)現(xiàn)公尺mm和英尺mil單位之間的切換）。

至此，簡(jiǎn)要總結(jié)和概述了電子設(shè)計(jì)中硬件設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，以及其中我認(rèn)為需要注意的細(xì)節(jié)問題，所談的內(nèi)容都是我個(gè)人的在親自實(shí)踐中獲得的感受和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭�，同時(shí)，由于個(gè)人經(jīng)歷和能力有限，不當(dāng)之處還請(qǐng)不吝賜教，不足之處也請(qǐng)大家補(bǔ)充�？傊�，學(xué)無(wú)止境，希望大家能夠一起學(xué)習(xí)探討，共同進(jìn)步！

EEPWARMDIY手記之硬件功夫(二)PCB布局布線經(jīng)驗(yàn)淺談與問題總結(jié)

這里接著前面的內(nèi)容介紹電子設(shè)計(jì)之硬件功夫(二)PCB布局布線經(jīng)驗(yàn)淺談與問題總結(jié)。有了之前的硬件功夫(一)硬件設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備，大家已經(jīng)能夠做到對(duì)整個(gè)方案的硬件設(shè)計(jì)（PCB板子）胸有成竹了，可謂是“萬(wàn)事俱備，只欠東風(fēng)”。（注：關(guān)于AD10的使用不在本手記的內(nèi)容范圍，但這里假設(shè)大家都已經(jīng)對(duì)使用AD10進(jìn)行簡(jiǎn)單的原理圖和PCB設(shè)計(jì)有所了解）。一、PCB布局布線經(jīng)驗(yàn)淺談

①保證電路原理圖設(shè)計(jì)的正確性

保證電路原理圖設(shè)計(jì)的正確性就是要保證所設(shè)計(jì)的原理圖在進(jìn)行編譯compile之后生成的網(wǎng)表文件中，每個(gè)元器件管腳的電氣特性連接正確無(wú)誤，因?yàn)榻酉聛?lái)進(jìn)行的PCB設(shè)計(jì)是建立在此之上的。當(dāng)然，往往一個(gè)電子系統(tǒng)中元器件數(shù)目、種類眾多，相應(yīng)的管腳電氣連接（net）也是不計(jì)其數(shù)，如果人工進(jìn)行此項(xiàng)檢查工作也是不現(xiàn)實(shí)，甚至是不可靠的，這時(shí)我們必須借助于AD10強(qiáng)大的檢查功能，當(dāng)然需要我們進(jìn)行相應(yīng)的檢查項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)約束，使得最終編譯生成網(wǎng)表文件時(shí)沒有任何錯(cuò)誤和警告（有個(gè)別類型的警告是可以忽略的）。倘若存在錯(cuò)誤和警告，一定要想辦法解決掉。②做好PCB布局布線前期準(zhǔn)備

主要包括PCB機(jī)械結(jié)構(gòu)、外形定義，信號(hào)層電源層分配、電氣網(wǎng)格大小設(shè)定，板子固定螺絲過(guò)孔安放等。這些設(shè)置與后面的布局布線密不可分。③合理的布局布線規(guī)則約束能夠起到事半功倍的效果對(duì)于AD10，甚至所有的PCB設(shè)計(jì)工具而言，布局布線的規(guī)則約束設(shè)置都是至關(guān)重要的，它是PCB布局布線質(zhì)量的主要保證，一個(gè)好的規(guī)則約束需要花費(fèi)掉整個(gè)PCB設(shè)計(jì)至少一半以上的時(shí)間和精力（尤其是對(duì)高速板更是如此）。

關(guān)于布局布線規(guī)則約束的設(shè)置，有些經(jīng)驗(yàn)值可以參考，比如將數(shù)字地與模擬地用磁珠或者電感隔離避免相互干擾；電源地線的走線要盡量寬，采用大面積鋪地技術(shù)以防止地彈效應(yīng)，信號(hào)層之間走線方向應(yīng)避免平行走線，以減少信號(hào)間的串?dāng)_，對(duì)功率發(fā)熱元器件要分散放置，以防止局部受熱過(guò)高等等。

其中尤其要注意PCB生產(chǎn)廠家的PCB工藝所能夠做出的最小走線線寬與最小過(guò)孔孔徑（例如本次ARMDIY我所找的PCB生產(chǎn)廠家的最小工藝即為：最小走線線寬0.15mm(約為6mil)，最小過(guò)孔孔徑為0.3mm(約為12mil)），不能小于該極限值，否則即使你的PCBLayout結(jié)果再完美也不能物理實(shí)現(xiàn)，也就沒有任何價(jià)值。④布局先行，布線省力

一個(gè)好的元器件布局應(yīng)該以方便走線，縮短走線距離為最終目的，我的做法是在進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)時(shí)就對(duì)元器件放置位置以及管腳分配做考慮和優(yōu)化。在一張白紙上，以主控芯片（一般為MCU、DSP或者FPGA）為核心，進(jìn)行管腳分配，畫出一個(gè)大致的草圖來(lái)。

⑤交互式并行走線與蛇形線畫等長(zhǎng)線

對(duì)于一些高速器件，如SRAM、高速并行ADC，為了保證信號(hào)和時(shí)鐘的建立保持時(shí)間滿足器件datasheet的順序要求，往往需要保證數(shù)據(jù)總線等長(zhǎng)和地址線等長(zhǎng)，這個(gè)時(shí)候使用交互式并行走線和蛇形線組合的走線方式是一個(gè)不錯(cuò)的解決方法。大家可以看到本次ARMDIYPCB上STM32F103Ze到SRAM之間正是采用的這一方法實(shí)現(xiàn)的等長(zhǎng)走線。（注：必須先并行走線之后才能走蛇形線，走蛇形線是以并行走線的同類型（AB或者DB）走線最長(zhǎng)者作為蛇形線走線長(zhǎng)度約束）。⑥差分信號(hào)走線攻略

差分信號(hào)具有良好的共模干擾抑制特性，常見于放大器應(yīng)用和一些敏感外設(shè)接口中，本次DIYPCB中的USB和CAN接口的數(shù)據(jù)線就采用了差分走線。AD10提供了差分走線的工具，只是在使用之前需要在原理圖中標(biāo)注差分信號(hào)對(duì)，并在布線規(guī)則中，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)則約束。⑦巧用、善用AD10快捷鍵，省時(shí)省力這里說(shuō)幾個(gè)我個(gè)人常用的AD10快捷鍵：:放置元器件時(shí)編輯器屬性；

：放置或移動(dòng)元件時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；:PCB布局或者走線時(shí)，切換至另一布線層；+：走線時(shí)快速添加過(guò)孔；：公尺單位與英尺單位切換還有很多有用的快捷鍵，大家可以從相關(guān)的書籍和網(wǎng)絡(luò)上查到。在使用軟件進(jìn)行原理圖和PCB設(shè)計(jì)時(shí)，巧用和善用，是十分省時(shí)省力的事。二、問題總結(jié)

①AD10自動(dòng)與手動(dòng)布局布線的權(quán)衡對(duì)于簡(jiǎn)單的電路，AD10的自動(dòng)布局布線功能還勉強(qiáng)可以使用，但對(duì)于稍微復(fù)雜的電路，即使你的規(guī)則約束設(shè)置得再好，也無(wú)法獲得令人滿意的layout結(jié)果。所以，不要把希望寄托于軟件的自動(dòng)功能，畢竟軟件總是一根筋的按照規(guī)則約束辦事，沒有我們?nèi)祟愳`活善變，呵呵~�、诓豢尚∮U的PCBlayout的后期處理

大家不要以為完成了PCB的最后一根走線就可以萬(wàn)事大吉了，其實(shí)PCBLayout的后期處理工作往往能夠讓后面的調(diào)試和板子使用者倍感親切和方便。這包括那些必要的使用說(shuō)明，在topoverlay和bottomoverlay上用字符串（string）的形式給出，提醒用戶注意相關(guān)的操作流程；對(duì)接插件的信號(hào)標(biāo)出，以方便查找；對(duì)容易焊接錯(cuò)誤的元器件給出封裝標(biāo)識(shí)（比如本次DIYPCB板上的USART1和USART2，由于設(shè)計(jì)使用的接口為同為DB9，公頭與母頭的引腳封裝是相同的，若不給出male（公頭）與female（母頭）的封裝說(shuō)明，及極容易焊接錯(cuò)誤，造成不能正常使用。），給出板子設(shè)計(jì)相關(guān)的資源網(wǎng)站，方便用戶獲得使用資料等。③心無(wú)旁騖，談PCB設(shè)計(jì)之細(xì)心

硬件設(shè)計(jì)既是一項(xiàng)技術(shù)活也是一件體力活，特別是在整個(gè)PCBLayout的過(guò)程中，最好能夠集中精力，做到心無(wú)旁騖，這樣不但能夠提高效率，也是一塊高質(zhì)量PCB設(shè)計(jì)的保障（一氣呵成）。關(guān)于PCB設(shè)計(jì)的一些個(gè)人感悟

早在兩年前，我進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前（當(dāng)時(shí)我準(zhǔn)備進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之后做硬件）我的前任老板就跟說(shuō)過(guò)“硬件設(shè)計(jì)是一件十分枯燥的事情，需要有耐心，能夠靜得下心來(lái)做，同時(shí)培養(yǎng)硬件設(shè)計(jì)人員也是一項(xiàng)十分耗資的事情，新手在開始設(shè)計(jì)一塊PCB是往往不能夠一版成功，需要再版甚至三版，PCB制作加工的成本和芯片元器件的成本都不小�！�

現(xiàn)在想想，這些話是很有道理的，“事非經(jīng)過(guò)不知難”，PCB設(shè)計(jì)工作確實(shí)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，涉及元器件選擇、采購(gòu)、原理圖設(shè)計(jì)，甚至是后期程序設(shè)計(jì)等多方面的內(nèi)容和知識(shí)，不是一朝一夕就能夠出道的，需要長(zhǎng)期而廣泛的知識(shí)積累和沉淀，需要不斷的嘗試和實(shí)踐，并在實(shí)際工作任務(wù)中不斷的總結(jié)和思考。面對(duì)這樣艱巨的挑戰(zhàn)，我們需要不僅僅是興趣和信心，更多的是耐心和細(xì)心。EEPWARMDIY手記之硬件功夫(三)硬件焊接功夫與硬件測(cè)試心得

今天和大家分享一下我的《EEPWARMDIY手記之硬件功夫》系列博客的第三部分硬件焊接功夫與硬件測(cè)試心得。

眾所周知，電子設(shè)計(jì)作為工科專業(yè)，本身就是一個(gè)對(duì)動(dòng)手實(shí)踐能力要求很高的學(xué)科，對(duì)于做硬件設(shè)計(jì)的人來(lái)說(shuō)，更是如此。無(wú)論是電子DIY還是實(shí)際工作中，硬件焊接都是硬件設(shè)計(jì)者不可或缺的重要功夫（或者說(shuō)是必備技能）。

所以，這里我結(jié)合之前參加各類電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽以及本次EEPWARMDIY的硬件焊接與測(cè)試，與大家分享一下我的經(jīng)驗(yàn)和心得。一、硬件焊接功夫

1.備齊所需全部元器件

根據(jù)硬件設(shè)計(jì)軟件生成的元器件清單（即所謂的BOM表，也叫物料清單），按照封裝和數(shù)量備齊硬件焊接所需的所有標(biāo)值的電阻、電容、電感、磁珠、所有型號(hào)的二極管、三極管、繼電器、各類接插件以及各種IC芯片。

這個(gè)過(guò)程可能十分的繁瑣（即使只需要一只0603封裝10nF的電容，你也得從眾多的電容中把它找出來(lái)），可能需要到電子市場(chǎng)去采購(gòu)或者在網(wǎng)上訂購(gòu)，需要逐項(xiàng)確認(rèn)，但同時(shí)也是一個(gè)熟悉各類封裝和元器件以及了解市場(chǎng)行情的好機(jī)會(huì)。這里需要注意的是：元器件的封裝一定（最好）要與PCB一致，可小不可大，即0805的焊盤可以焊接0603的元件，但0603的焊盤焊接0805的元件就有點(diǎn)捉襟見寸了。

2熟練掌握焊接工具、器材的使用

所謂“磨刀不誤砍柴工”，“工欲善其事，必先利其器”說(shuō)的都是工具的重要性。我們做硬件設(shè)計(jì)，搞硬件焊接，如果對(duì)焊槍烙鐵的使用都不會(huì)或者不熟悉，怎么能夠焊接處一個(gè)好的作品呢？這里強(qiáng)調(diào)不但要會(huì)、懂得焊接工具、器材的使用，更要熟練掌握。

當(dāng)然，焊接的功夫不是一朝一夕就可以達(dá)到熟練掌握的，需要大家不斷的嘗試和練習(xí)。本次ARMDIY活動(dòng)由于核心MCU-STM32F103ZE為L(zhǎng)QFP144的封裝，管腳間距僅為0.5mm，所以建議采用可調(diào)溫的恒溫烙鐵或者焊槍進(jìn)行焊接，烙鐵頭建議使用刀型烙鐵頭。在對(duì)STM32F103ZE進(jìn)行焊接時(shí)，建議在焊盤上先涂上少許焊錫膏將STM32F103ZE進(jìn)行固定，然后對(duì)芯片的4個(gè)角最邊上的管腳進(jìn)行焊接，最后在使用拖焊或者其他方式對(duì)剩余管腳進(jìn)行焊接，收尾時(shí)可用松香對(duì)焊盤進(jìn)行清洗。另外，焊接時(shí)，烙鐵或焊槍的溫度不適過(guò)高，以200°左右為宜。3.各種元器件的焊接技巧

各種元器件的大小形狀不一，有著不同的焊接方法和技巧，一般來(lái)說(shuō)直插元件最好焊接，但是相應(yīng)的體積龐大，PCB面積要求高，抗干擾能力也差；貼片元件封裝小，輕薄，電氣特性好，抗干擾能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定，但對(duì)焊接技巧要求高。焊接技巧的總體規(guī)則為：講究焊接先后順序、焊接溫度以合適夠用為佳，不宜過(guò)高以損壞器件、先給溫度再上焊錫、避免虛焊、焊接速度越快越好，減少接觸時(shí)間，降低發(fā)熱高溫風(fēng)險(xiǎn)。

詳細(xì)的內(nèi)容可以參考相關(guān)教程、書籍及網(wǎng)絡(luò)視頻，這里不展開細(xì)講。二、硬件測(cè)試心得

一個(gè)好的習(xí)慣往往能夠在潛移默化中決定一個(gè)人做事的成敗。是優(yōu)秀成為一種習(xí)慣，那么你離成功就不遠(yuǎn)了。1.養(yǎng)成即焊即測(cè)的好習(xí)慣

這里所謂即焊即測(cè)，就是在每焊接完一個(gè)元件時(shí)，一定要想辦法測(cè)試一下它的電氣連接是否OK？即是是一個(gè)電容電阻也不容忽視，這樣做的好處是將虛焊，漏焊的幾率降到最低。

2.養(yǎng)成硬件通電前測(cè)試電源短路與否的好習(xí)慣

這一點(diǎn)尤為重要，因?yàn)樗�有的元件都怕電源與地短路，一旦短在一起PCB上的電流就會(huì)很大，然后是急劇發(fā)熱發(fā)燙，接著就是燒壞元件和芯片，最惱火的是很難檢查出來(lái)。在怕電源與地短路的情況下給板子上電是硬件焊接與測(cè)試的一個(gè)大忌，不但整個(gè)板子之前的焊接會(huì)因此而前功盡棄，浪費(fèi)時(shí)間，燒壞的芯片元件，成本也是不小的損失，甚至有時(shí)還會(huì)造成人身危險(xiǎn)，也正因?yàn)槿绱�，我真的做法更加保守，寧可慢一點(diǎn)不但在上點(diǎn)之前要檢查，在沒焊接完一個(gè)元件時(shí)都對(duì)電源與地短路與否進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)也好及時(shí)糾正。3.養(yǎng)成保持焊接工作臺(tái)干凈整潔的好習(xí)慣

焊接工作臺(tái)是我們硬件焊接放置PCB版的地方，保持它的干凈整潔，可以避免很多不必要的麻煩。大家都知道，焊接元器件時(shí)容易將多余的焊錫灑落到桌面上，如果不及時(shí)的處理干凈，則很容易造成短路，我就曾遇到過(guò)這樣的問題，因?yàn)橐坏貫⒙涞暮稿a短路了一個(gè)PCB板底面焊接的電源濾波電容而報(bào)廢了整塊板子，這樣的教訓(xùn)無(wú)疑是深刻的，所以我這里給大家提個(gè)醒，希望大家注意。4.學(xué)會(huì)必要的底層硬件驅(qū)動(dòng)程序編寫

有時(shí)一個(gè)電路連接是否能夠正常工作，不是用萬(wàn)用表測(cè)試通斷就可以判斷的，還需要有底層硬件驅(qū)動(dòng)程序的測(cè)試，因此，學(xué)會(huì)必要的底層硬件驅(qū)動(dòng)程序的編寫也是高級(jí)硬件設(shè)計(jì)人員的基本功之一。5.以軟件輔助硬件測(cè)試在進(jìn)行硬件測(cè)試時(shí)，我們有時(shí)會(huì)遇到這樣的情況有些芯片管腳萬(wàn)用表無(wú)法觸及，比如說(shuō)BGA封裝的元件（常使用機(jī)器焊接，簡(jiǎn)單管腳少的也可以使用吹風(fēng)熱焊），這是我們就需要使用軟件來(lái)幫助我們進(jìn)行測(cè)試。

一般做法是將IO口配置為輸出，然后在上面輸出一個(gè)方波信號(hào)，使用示波器或者邏輯分析儀在外觀察波形以判定通斷。在本次ARMDIY的PCB板測(cè)試工作中，我就使用了這一方法，確保STM32F103ZE的全部112個(gè)IO的正常工作。寫在最后

至此，我的三篇《EEPWARMDIY手記之硬件功夫》系列博客就算寫完了，關(guān)于硬件設(shè)計(jì)的知識(shí)和內(nèi)容很多，我從事硬件設(shè)計(jì)的時(shí)間也不算長(zhǎng)，僅靠這三篇博客的文字實(shí)在難以詳述。從201*年我上大三開始到現(xiàn)在不過(guò)3年多點(diǎn)的時(shí)間，期間做過(guò)好幾個(gè)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的作品系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括所有的軟硬件設(shè)計(jì)），對(duì)硬件設(shè)計(jì)的了解和認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了從無(wú)到有的過(guò)程，這是一個(gè)漫長(zhǎng)而又艱辛的歷程，其中付出了很多個(gè)日日夜夜，也耗費(fèi)了自己不少財(cái)力物力，但不管怎么說(shuō)，收獲是不小的，進(jìn)步也是天天有的，做硬件就是要敢于多動(dòng)手，勤實(shí)踐，要有恒心，堅(jiān)持做，能夠靜得下心來(lái)接下來(lái)，用心去做，同時(shí)注意經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、知識(shí)的積累總結(jié)和對(duì)所遇到問題的解決與思考。

接下來(lái)是軟件調(diào)試系列博客，希望大家繼續(xù)關(guān)注和支持我的博客。附：本次EEPWARMDIYPCB板焊接順序建議：

1.STM32F103ZE及其相應(yīng)的IO電源濾波電容（CF1~CF11）2.各貼片IC

3.各貼片電容電阻電感磁珠及三極管二極管、發(fā)光LED

4.各類接插件（尤其注意貼片mini-USB的5個(gè)引腳的焊接方法）

友情提示：本文中關(guān)于《硬件的焊接及測(cè)試總結(jié)》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，硬件的焊接及測(cè)試總結(jié)：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

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