2022年科协第一次硬件大培训

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前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

物联网工程学院学生科学与技术协会第一次的硬件大培训，首先从基本的元器件出发，构建大家对电路以及基本元器件的初步认识，其次，与大家一同学习了AD22的使用，从封装库的建立到AD的一些进阶操作，下面是对于培训内容的详细介绍：

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、基本的元件认识

1、电阻

电阻器（Resistor）是一个限流元件，将电阻接在电路中后，电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚，它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。

2、电容

电容器：容纳电荷的器件。广泛应用于电路中隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐电路等。
特点：通交流电隔直流电；
1.电容器电压不能突变：充放电时，存在电荷积累过程，电压也存在建立过程；
2.电容器充电：两极板分别带等量异种电荷，每个极板带电的绝对值为电容器的带电量；
3.电容器放电：电容器两极正负电荷通过导线中和，放电过程中产生短暂的电流。

3、电感

能产生电感作用的元件统称为电感原件，常常直接简称为电感.作用为阻交流通直流,阻高频通低频(滤波)

4、二极管

电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管（Varicap Diode）则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流（Rectifying）”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过（称为顺向偏压），反向时阻断 （称为逆向偏压）。因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。

5、三极管

三极管，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。三极管是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

二、封装库的建立

1.什么是封装

常见的封装主要有DIP（直插式）和贴片式（SOP）两种，此外还有很多其他类型，比如下图的STO、TTSOP……

这里我们为小伙伴们附上一份封装大全

2.如何导入封装

一个封装库就像一个工具箱，一个空的工具箱对于我们是没有帮助，所以我们还要往这个工具箱中添加我们需要的东西，也就是导入封装，下面请跟着视频一起学习如何导入封装吧

三、PCB进阶操作

1、原理图与PCB的含义

首先我们来了解一下原理图与PCB的意义。
原理图对应的是现实电路板的理论电路图，理论上来说，这种电路可以正常工作。 原理图更偏向于理论上的电气连接，原理图库是实际元件的一种抽象表示，将其抽象为只有引脚的电路模型，我们只关注其电气特性，电路连接，它在电路中所起的功能，方便我们进行电路设计，类比于物理上的质点，具有物理属性，但大小可忽略。就像我们在物理上会把电源抽象成电源符号一样。

PCB图对应的是实际电路板元件排布与走线，是一种布局图，反映了元件的实际连接关系。PCB库中的元件更多的是与实际元件的封装有关，在电脑上模拟元件的大小、型号、样式，最终目的是为了安装元件，PCB库则是将原理图库中的元件与现实元件相对应，实质上对应的是一种元件的安装模型。
总之，原理图库到PCB库是一种理论向现实过渡的过程。

2、原理图绘制

第一步，新建工程。打开AD软件，点击菜单栏“新的—>项目”新建文件项目，弹出的窗口界面，可以在name栏里给项目起个名字，记住项目保存路径保存，点击creat，完成建立。鼠标移到新建的工程上，右击点击“添加新的…到”，建立新的原理图文件和PCB文件，并保存。

第二步，放置器件。点击“快捷工具栏”上“放置元件”，在右边栏目弹出“components”,选择科协的原理图库，将适合的元件从原理图库中拖出，摆放在原理图中，按照连线需求，合理布局元器件的位置。选中元器件，按下空格键可以实现90°旋转，按下X、Y键可以实现镜面翻转，放置元器件时，要根据实际需要选择元器件的封装，双击元件，弹出元件的属性面板，可以查看更改元件封装。

双击需要修改名称的元件，打开Properties属性面板，修改Designator既可以修改元件名称。快捷的修改名称的方法是点击“工具—>标注—>原理图标注”，弹出窗口，依次点击“更新更改列表，接受更改创新”就可以实现原理图批量修改元件名。
第三步，连线。元器件布局摆放好后就可以进行元件之间网络线的连接，连线时要注意选择有电器属性的线进行连接。

3、PCB绘制

第一步，导入PCB。绘制完原理图后需要将原理图导入到PCB中，点击菜单栏中Update to PCB document, 执行变更就可以实现原理图对PCB的导入。
千万不要忘记删除红框！！！
板子的边框可以用Mechanical1层来画，也可以导入外部的DXF或DWG文件。
在PCB布线时，为了达到更好的电气效果，需要遵守一定的规则，如华为公司设计了《华为PCB设计规范》，这里仅列举常用的几条：
电源线一般较宽，以便承受更大的电流；
信号线越短越好，且远离电源等干扰较大的电路
不同层之间的信号线应垂直布线；
摆放布局要合理；元器件之间要尽量紧凑；
元器件之间的白线尽量少交叉；
连线尽量短、直；连线避免锐角和直角；
一般不允许出现一段浮空的线，避免天线效应。

4、PCB进阶操作

总结

本次培训的内容是最基础的一些电路知识，以及比较入门级的AD的使用。希望大家牢记一些使用注意点，多画图多练习，让自己画的电路板更加合理，美观！