完成一个电路设计项目的流程简述，以“电阻、电容、二极

rjheng2024 · 发表于 2024-1-12 14:28:31

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目录

产品需求、评估

准备工作

原理分析

电路元器件选型

电路图绘制

打板焊接测试

老化、整机测试、评估

技术转生产

产品需求、评估
[blockquote]领导：我需要在XX产品上再加上两个闪烁灯。（1）
菜鸡我：没问题，那我用一个xx单片机开发（心里已经想好了代码：LED0 = 0; delay(1000);...）。(2)
领导眉头一皱：开发时间要短，成本要控制在3块钱以内。(3)
菜鸡我：那我用555定时器制作一个定时电路？(4)
领导：最近芯片难求，方案要稳定，不能经常换芯片。(5)
菜鸡我：我回去想想。(6)
然后回去打开浏览器、逛逛论坛、看看知乎、刷刷新闻，摸鱼的一天又过去了......(7)
菜鸡我：老大，新的方案出来了，只需要四个电阻、两个电容、两个三极管和两个LED就可以了，这是我用面包板搭的电路，老大你看一下是否可行。(8)
领导满意地点了点头：小昊这次做得不错，再接再厉，相信...(接下来的话是画大饼)(9)
试样、老化测试、技术转生产。（10）[/blockquote]上面的场景可能出现在实际的项目开发中，当然这里只是我自己主观上的臆想，真实的情况不一定是这样。那么用项目开发的流程来翻译一下上面的场景：
[blockquote](1)：出现产品的功能需求。
(2)：提出方案。
(3)：结合实际情况评估方案，得出结论：开发时间长，成本过高，否决。
(4)：修改方案。
(5)：结合实际情况评估方案，得出结论：目前芯片缺货可能性高，有频繁修改电路的可能，否决。
(6)、(7)、(8)：修改方案。
(9)：结合实际情况评估方案，可行，同意。
(10)：试样、测试、生产。[/blockquote]在本项目中（菜鸟竟是我自己...），我们需要做的就是设计出能够满足领导要求的产品，即在尽量短的时间内要做出一个成本低、稳定性好、且生存能力强（不会受到缺芯等影响）的LED闪烁电路。
相信很多刚接触电子行业的人都会有这个疑惑：怎么进行电路设计？也曾收到过一些朋友的这个问题的私信咨询，这里提出我自己的看法：根据需求/功能来设计电路；弄清楚了要什么，接下来就是实现了。例如上面场景的需求就是完成一个带有几个外部限制条件的LED闪烁电路，我们根据产品要实现的功能去进行电路设计就可以了。
接下来就从提出的方案出发，进行一次电路设计，完成领导布置的任务。

准备工作
拿到产品需求后，我们就可以开始准备设计方案了。
因为我们大学多多少少玩过些单片机，首先想到的方案自然就是利用单片机控制IO口电平的高低配合延时函数来实现LED闪烁功能，但是由于芯片成本高、开发周期相对长（要进行软件编写测试、成品需要烧录程序），并不满足产品的限制条件，因此该方案被否了。
仔细想想，数电书本上有介绍过555定时器可以实现定时功能，因此把方案修改为使用555定时器实现LED闪烁功能，但由于目前芯片缺货可能性高，有频繁修改电路的可能，该方案也被否了。
翻翻论坛，找找资料，发现有一种方案只需要四个电阻、两个电容、两个三极管和两个LED组成电路就能够实现要求，简单了解一下原理后，用洞洞板/面包板简单搭了个电路向领导展示，方案总算通过了，还意外地收获了大饼......这个电路即无稳态多谐震荡电路。

原理分析
[blockquote]无稳态震荡电路亦称自激多谐振荡器。其产生的脉冲具有高、低两种状态并交替转换，即只有两个暂态。
在电路中，施加电源VCC后，晶体管T1和T2在电容的作用下，反复导通、截止，产生持续振荡。导通或截止的状态决定与电流的平衡。其产生的脉冲具有高、低两种状态并交替转换，即只有两个暂态所以称为无稳态电路。由于其产生的矩形脉冲是由基波和许多高次谐波组成，因此又称为多谐振荡器。
两个放大电路通过C1、C2和电阻RB1、RB2实现交流耦合，电路无稳态，两个暂稳态。按照电路时间常数所确定的周期，交互变化产生持续振荡。振荡周期T为：T=0.69(Rb1C1+Rb2C2) --《百度百科》
电路图如下：[/blockquote]

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无稳态震荡电路有关该电路更详细的原理分析，可参考以下文章：
无稳态多谐振荡器原理图分析_电路图_电工之家

电路元器件选型
了解无稳态多谐震荡电路的原理后，我们可以开始选型了。上图需要6种规格的元器件（不考虑保护电路、ESD等），默认供电电压5V，设定震荡周期0.3s，选型举例如下（碍于篇幅，元器件只列举部分参数，因为是先做好了电路才写的文章，因此选型上不是很合理）：

元器件标号规格型号厂家价格（最小量）
RC1、RC2 2K ±5% 1/10W - 0603 松下 50+：￥0.04767 / 个
RB1、RB2 22K ±5% 1/10W - 0603 松下 20+：￥0.130186 / 个
C1、C2（电解电容） 25V 10uF 20%-5x11mm 承兴 50+：￥0.075675 / 只
T1、T2 S8050 SOT23-3 PUOLOP(迪浦) 50+：￥0.064807 / 个
D1、D2 发光二极管红色 - 0603 国星光电 50+：￥0.061201 / 个
供电接口 Type-C 母座卧贴 6P XUNPU(讯普) 5+：￥0.750663 / 个
可以大概算一下元器件所需的的成本约为1.13元，电路所需的元器件是按照最少起购量给出的，转生产后大批量购买还能便宜不少，再算上做板子的费用之类的，三块钱成本的限制条件应该满足了。

电路图绘制
选型完成后，直接在EDA软件上把电路图画出来：

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因为这个闪烁电路是加在xx产品上的，因此在画PCB之前，我们需要和结构工程师配合，确认该电路板的尺寸、安装位置、安装方式（电路板的固定方式）等。
确定好这些以后，我们完成PCB布局布线即可：

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打板焊接测试
pcb画完并检查无误后，就可以发出去给PCB加工厂打样了，同时我们要整理输出BOM表、焊接位号图等文件，以待焊接。如果公司的仓库有所需要的电子元器件，则写物料申请表向仓管申请领取所需的电子元器件；若电子元器件需要购买，则要写采购表给采购人员购买。
板子回来后，检查一下电路板，如果自己不忙，尽量亲自焊接首板，能省很多事；如果自己比较忙，那么就请焊接人员帮忙焊接，提供上面所说的焊接位号图和BOM表，交代好要注意的地方。
板子焊接好以后，检查是否有虚焊、漏焊、错焊的情况，然后用万用表短路档测试是否存在短路的问题。完成上述步骤后，给电路板通电，查看现象，测试电压，是否达到预期。

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老化、整机测试、评估
接下来测试电路板长期工作的性能，即进行老化，让它长时间工作。因为这是xx产品上的附加电路，也需要把它集成安装在产品上进行整机测试，记录测试信息。可以请公司的测试工程师帮忙完成上述测试工作，我们提供相关信息即可。

技术转生产
测试完成后，可以进行批量生产。我们需要把项目中的文件如BOM表、焊接位号图等提供给生产部门，进行技术转接。
至此，一个项目基本就完成了。

因为自己在小公司混，接触到的电路设计项目的开发流程大概就是这个样子，如果哪些地方有纰漏，垦请大佬指出来，让我学习并修正...