电子设计初学者如何入门-转自知乎

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谢邀，我本科是电子专业的，参加了多年的全国大学生电子设计竞赛，曾获全国一等奖，一路走过来总会有许许多多的教训和经验，我将结合我在竞赛和实践相关的经历，与大家分享一点电子设计入门的经验，如有不妥，欢迎斧正。

-----------------------------分割线，首先交代一些问题----------------------------

1、理论知识与实践的关系

在这个回答里，我非常多的强调了实践的重要性，被一些评论抨击我走了偏路，事实上我不是在否认理论知识（学习成绩）的重要性。我觉得实践中的乐趣可以让你对一门学科更感兴趣同时也能有更感性的认识，而理论知识可以让你在这门学科的研究上走的更长远。实践可以对你的学习起到非常有益的帮助，但这并不代表你要抛弃理论知识。电赛拿国一并且专业排第一的人并不少见，成绩与实践二者并不冲突，完全可以兼顾。

2、工具和技术的关系

本文介绍了许多软件和工具，但是学习技术最重要的不是学习工具本身， 而是学习工具背后所代表的那一门技术，例如学习quartus软件其实是为了学习可编程逻辑器件，学习altium designer其实是为了学习PCB电路设计。所以，我们的关注点其实不是怎么学习使用一种软件或者工具而是学习一门技术；掌握工具的操作只是一个开始，后期的实践和经验积累才是核心，电子行业尤其。我们通常说一个人画板子很厉害，不是说他熟练掌握了altium软件的操作，而是说他有着丰富的画板子经验。经验和经历对于硬件工作者非常重要，学会软件后的经验积累才是分化的开始。

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不多废话，分类别开始介绍：

【1】单片机设计：

对于电子类专业的学生，我的意见是尽早学习C语言和单片机。C语言是一种目前非常普遍的嵌入式语言，单片机则是一种微型CPU。通过单片机和C语言，你可以实现非常多的功能，具体单片机能做什么，网上的介绍非常多，你可以自行搜索下。

但有一点非常重要，单片机能大一学绝不大二学，能大一上学期学绝不大一下学期学。（事实上这个东西上手非常快）

单片机虽然简单，但是正是它的简单，让人有了学习的欲望，这恐怕是大学学习中最宝贵的东西。其次，单片机的应用可以说贯穿了整个电子类专业学生本科的始末，越早掌握单片机技术，你就会比别人拥有更多的机会，这一点我是有亲身经历的。电子终究是一门实践的技术，找到机会去实践才是不断进步的前提，学会单片机，你就可能比普通人更容易接触老师的项目，更容易参加学科竞赛，从而开始自己的积累，不断进步。

学生能接触到的主流单片机主要包括8位的51单片机、16位的MSP430单片机和32位的STM32单片机，其对应的主要集成开发环境（IDE）分别是KEIL、IAR和KEIL MDK。

当然，提前学习单片机往往是自学，是在本科教学的超前学习（或者说是本科实践教学的滞后），一个人从头学起难度会很大。我只告诉你这些软件的名字当然是没有用处的，下载了这些软件、买了单片机然后呢？没人教学起来可有的难度啊，很多人都是在这里结束了自己单片机生涯。

我的建议是：淘宝网上搜索“51单片机开发板”，然后自行选择一个百元以内的开发板，一定要注意询问店家是否赠送配套的教学视频，否则千万不要购买，这对于初学者和自学者非常重要。

单片机学习主要分四个层次：

第一个层次：完成单片机开发板的学习，理解单片机的工作，能看懂单片机程序；

第二个层次：能够照着照着芯片手册（datasheet）试着编写各类芯片的驱动程序；

第三个层次：掌握常见的低速通信协议（I2C、SPI等）；

第四个层次：高速通信协议。

下图是通过MSP430单片机和TPL0102芯片实现一个可调电阻，其使用的是I2C协议，所以属于第二个层次和第三个层次：

初学者学习I2C、SPI等通信协议时可以在淘宝上购买一个逻辑分析仪，下图就是一个I2C时序的逻辑分析结果片段，十分清晰，一目了然：

【2】电路仿真、设计软件

如果说单片机是许多工科专业都会学习的内容，那么电路设计可就是我们的老本行了。

通常，电子类的本科生会在大一、大二时期学习《电路》、《模电》、《数电》、《信号系统》等至关重要的专业课程，这些课程是电路设计的重要基础课程，也配备有相应的实验课程。

设计一些简单的电路可以直接通过硬件连接观察效果，但是对于一些不是很简单的电路，我们可以先通过电路仿真软件来仿真试验结果，调试修改过后，在决定硬件链接方式。

本科生能够接触到的主流的仿真软件包括：Multisim，TINA，Saber。

Multisim和Saber是收费软件，TINA是免费软件。

初学者建议先学习Multisim，后期可上手TINA。

下图是某电路在TINA软件中的频率特性仿真：

除了电路仿真软件，对于复杂的滤波电路还需要设计软件来完成。

常见的滤波器设计软件有Filter Solutions、Filter Pro、FWP。

这里我介绍的是美国德州仪器公司的FilterPro，其制作者之一编写了《运算放大器权威指南》。

操作傻瓜，效果优秀，为数不多的好软件

这款TI出品的免费有源滤波器设计软件，绝对是压箱底的好工具，堪称完美，很适合全国电赛信号组的同学。

推荐书籍：

入门良心：

《OP放大电路设计》，日本人写的，出版社的同系列丛书都是良心产品，建议关注。

理论进阶：

基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计（第3版）[Design With Operational Amplifiers And Analog Integrated Cicuits]

【补充】

【3】PCB电路设计软件初学者进行电路焊接的时候，通常使用的是如下图的面包板，通过焊锡将芯片的引脚连接起来，但存在着容易虚焊、效果不稳定、复杂电路不易布局等明显缺点。

于是乎就有了像下图这样的PCB板：

线路不再是焊锡，通过机器精确生产，稳定性大幅提高，可复制性大幅提高；

常用软件：

Altium Designer 6.9 / 13

我的建议是，找个老司机带，初学者较难上手；

【4】可编程逻辑器件

可编程逻辑器件主要包括CPLD和FPGA，当前主要是两大厂家：

（1）Altera：intel旗下，主要生产中低端产品，学生接触的主要品牌，开发软件是Quartus II

（2）Xilinx：全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商，主要生产军工级和中高端产品，主要开发软件vivado；

学生初次接触的主要是Altera家的经典款CPLD：EPM570/240 T100C5，使用Quartus II开发

学习的话，建议搜索【特权同学】的相关视频；

更加厉害的同学，可以学习FPGA，可以搜索【黑金动力社区】，FPGA主要用于图像处理；

相关书籍推荐如下，主要是吴厚航（特权同学）的各类书和黑金动力社区的各类书，下面两张图仅为代表性展示

如果你走能到这一步，说明你已经不是菜鸟了，我也就不多做介绍了

【5】具体实践

以上是比较常见的电子设计软件，学习了知识，想要实践的同学，建议参加

（1）全国大学生电子设计竞赛，全国大学生电子设计竞赛官方网站，很锻炼人的，比赛含金量比较高

（2）飞思卡尔全国大学生智能车竞赛（现NXP杯），智能车制作-中国最著名的大学生电子竞赛交流论坛

（3）大学生创新实践训练项目

一般而言，大学里的老师对于动手能力较强、有强烈学习欲望的学生都是很欢迎的，只要你愿意学，老师都会给你实践的机会并提供器材和经费。

如上，个人看法，如有偏颇，欢迎斧正

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