前言

笔者在RM时期，就深感硬件知识薄弱，以至于处处受其掣肘，一直想找个时间补习。现在对嵌入式的研究愈发深入后，对硬件知识不足便更加苦恼。为此，我翻出了很久之前收藏的【【教程】零基础入门PCB设计-国一学长带你学嘉立创EDA专业版全程保姆级教学】 https://www.bilibili.com/video/BV1At421h7Ui/?p=7&share_source=copy_web&vd_source=8b034ca64cb8bbbd15b0969aebfe1501 等硬件知识教程，并且做做记录，以期有所收获。最后，由于我是CS专业的，对于电路知识几乎是一无所知的程度，因此这篇文章仅是个人学习的简单记录，若有谬误，欢迎斧正。

元件

电阻

贴片电阻：

电容

电路专有名词

独立回路

回路与独立回路：3 个回路中独立回路只能任选两个什么是独立回路呢？和独立方程组一样，就是能够引进新的参数的，不能被其他方程（回路）推出的东西。电路分析里的“独立回路”本质上就是图论概念,

从图论角度理解把电路抽象成一张图：

节点 = 电路中的连接点（三条及以上导线交汇的点）
支路 = 一个二端元件（或串联的元件组）连在两个节点之间，对应图中的一条边
回路 = 图中的一个简单环（回到起点且不重复经过节点/边）
独立回路的定义：一个回路中至少包含一条其他已选回路都没用过的支路。按这个规则一直选下去，直到选不出为止，选出的回路互相独立——每个都带来一条新的约束信息,也就是新的参数。这里有一个公式：有 b 条支路、n 个节点的连通电路，独立回路数 = b − n + 1，本质上也是基于图论的

网孔

不可再分电路。平面电路中被支路围出来的最小“格子”，中间不套任何其他支路。

基尔霍夫定律

基尔霍夫定律是一个描述电压/电流关系的定律

集总参数电路

在这里的电路分析，都是默认电路是集总参数电路的。由于实际的电子元件，并不是只有电能，实际上有其他的能量转化，例如热能，电势能等等，会产生电磁波等等。因此，电阻就不是单纯的电阻，在不同频率下，电阻可能是电感/电容/电阻的组合。集总参数电路，即一种简化的，不考虑电磁波等的简化模型。实际电阻元件：理想、低频、高频等效模型具体假设是：电阻就是一个纯粹的电阻，能量耗散只发生在电阻“内部”那一点电感、电容同理，电磁能的存储/转换只发生在元件本体导线是理想导线：没有电阻、没有电感、没有电容，而且电流从导线一端流到另一端不需要时间——同一时刻，导线上任意一点的电流都相等。这个假设，是以下定律的前提。

为什么高频电路要求特殊

前面说到，在不同频率下，电阻可能是电感/电容/电阻的组合。而c=uλ，因此对于一个元器件，其电信号频率越高，波长越短。波长越短，其越与尺寸相关，为了简化，我们通常默认电子元器件的尺寸远小于其波长。

KCL

也就是基尔霍夫电流定律
流入任一节点的电流之和 = 流出该节点的电流之和。

本质是电荷守恒：节点只是一根导线上的一个点，不储存电荷，所以每秒流进多少库仑就必须流出多少，否则电荷会凭空堆积。基尔霍夫电流定律（KCL）的实质

KVL

KVL：基尔霍夫电压定律沿任一闭合回路绕行一圈，所有电压降的代数和 = 0。

本质是能量守恒：电压是单位电荷的能量差。电荷沿回路走一圈回到出发点，它的电势必须回到原值——中间在电阻上“掉”下去的所有电势，必须被电源“抬”上来的电势补齐。你绕圈回到起点，海拔净变化为零。

原理图

NC:Not Connected不连接出现在芯片引脚定义表里。表示这个引脚内部没有连接任何东西，你设计电路时悬空不接即可（有些芯片注明”NC, do not connect”，那种内部其实连了东西但不许你用，照悬空处理）。 NF:Not Fixed不安装出现在原理图和 BOM 表里。意思是这个元件位置画了、预留了，但默认不焊接，留给你按需选用（比如预留的调试电阻、可选的滤波电容）。同义的还有 DNP（Do Not Populate）、DNI（Do Not Install）、N.M.。日系厂商（罗姆、村田、TDK 等）的数据手册特别爱用 NF。 0R: 0 Ω ,可以被短路字面意思：一个标称阻值为 0Ω 的电阻（实际约几毫欧到 50 毫欧），封装和普通贴片电阻一模一样（0402、0603、0805 等），丝印上印 “0” 或 “000”。它不提供任何阻值，存在的意义是当一根“可控的导线”用。

LDO/DCDC

电平转换

PCB

PCB结构

PCB通常由三种原材料组成：

芯板（Core，棕色那张）

一块硬质的“玻璃纤维 + 环氧树脂”板，也就是 FR4——你见过的所有绿色板子的“骨头”。它的关键特性：出厂时两面已经各覆了一层铜箔。所以芯板 = 绝缘骨架 + 两面铜。

半固化片（PP，黄色那张）

也是玻璃纤维浸环氧树脂，但树脂只半固化，还是“半熟的胶”。它在高温高压下会软化流动，冷却后彻底变硬——它就是三明治里的“胶水层”，负责把多层板粘成一体。

铜箔（纯铜的薄 sheet）

单独的铜皮，用来做最外层的走线

所谓的多层PCB，就是以上三者的堆叠。最表面有一层阻焊层，盖住铜箔。这里有一些细节需要注意：铜厚：1oz/2oz，铜箔厚度，决定走线载流能力，具体好像有个计算网站。板厚：1.6MM是默认的。看工况改铝基板/MCPCB：FR4换成铝合金，为了散热用的，通常来说LED会用，这个嘉立创不免费。 FPC:柔性板，聚酰亚胺基材能弯折，基本上是屏幕排线什么的高频板：特殊介质，射频什么的才会用

阻焊层/开窗

铺铜

过孔

通孔，埋孔，盲孔，一图就看懂了： PCB 板层：通孔、盲孔、埋孔

焊盘

丝印

EDA

值得一提的是,工业设计上EDA不仅包括AD等，还有一系列自动化分析/处理软件，是个规模非常大的集群。这里全部以嘉立创EDA为例子：

PCB设计流程

一个完整的工程从建工程开始，分成原理图和 PCB 两条并行的线，最后各自导出产物：

flowchart TD
    A["新建工程"] --> B["新建板子"]
    B --> C["新建原理图"]
    B --> D["新建PCB"]

    C -.->|可选| E["新建器件"]
    E --> E1["绑定符号"] --> E2["绑定封装"] --> E3["添加元件属性"]

    C --> C1["放置器件"] --> C2["布线"] --> C3["检查DRC"] --> C4["转为PCB"] --> C5["导出BOM"]

    D --> D1["放置板框"] --> D2["布局"] --> D3["布线"] --> D4["检查DRC"] --> D5["导出Gerber"]

    C4 --> D2

需要注意的几个点：

左侧的“新建器件”是可选的。库里已经有现成的符号和封装就直接跳过；没有才自己画，画完依次绑定符号、绑定封装、添加元件属性。
“转为PCB”是两条线的交汇口：原理图侧的连线关系在这里被同步到 PCB 侧，然后接上 PCB 的“布局”。
DRC（Design Rule Check，设计规则检查）：一种用于确保电子设计满足特定制造工艺要求的质量保证措施。原理图侧和 PCB 侧各查一次，前者看连接关系，后者看线宽、间距、孔径这些能不能做出来。
产物分两份：原理图侧导出 BOM（物料清单，用于采购和贴片），PCB 侧导出 Gerber（光绘文件，交给板厂生产用）。

EDA分层

EDA 分层：导电层、绘图辅助层与掩模层

信号层

信号层，在双层板中需要注意的只有顶层和底层。顶层是红色，底层是蓝色。

阻焊层

紫色，画上去的表示扣掉（不覆盖阻焊剂，也就是开窗）

丝印层

顾名思义

锡膏层

用于生成钢网的层，和元件的区别基本上就是有没有通孔

多层

对于多层板，过孔由于穿过所有层，一般会以灰色来表示，称之为多层，也可以手动指定来避免铺铜覆盖

机械层/板框层

用于指出PCB的外观/尺寸

禁止区/文档层

禁止区：用于和其他人合作的时候避免有人丢奇怪的线路进去的地方，我们基本上用不到文档层：顾名思义。用不到

元件符号与封装

小圆点通常来说是拿来对齐的

EDA快捷键（这里用AI整理了）

以下整理自官方用户指南的《快捷键》和《个人设置》两页，默认风格为“嘉立创EDA专业版”。

有个前提要先知道：专业版从 v1.8 开始用单键呼出顶部菜单，所以原来靠单键触发的功能基本都改成了 Alt+ 组合。如果你看的是老教程（W 画线、P 放焊盘、V 放过孔那种），那是标准版的路子，在专业版里得多按一个 Alt。快捷键入口在顶部菜单 → 设置 → 快捷键，支持切换“专业版 / 标准版 / Altium Designer”三种风格，也能逐个自定义；冲突时会标出来，不解决不让保存。菜单项上按住 Ctrl+左键 也能直接打开快捷键编辑弹窗。

通用

原理图/符号

PCB/封装

不在表里但很值得记的几个

Shift+W / Shift+V 切换的候选值来自个人设置里预先填好的“常用线宽”和“常用过孔尺寸”，不先去设置里加几条，按了也没得选。
个人设置里还能调画布缩放方式（滚轮缩放 or Ctrl+滚轮，会影响触摸板的行为）、中键是拖画布还是缩放、面板自动收起、网格尺寸等。
在画布上按住 Ctrl+左键 拖动元素，等于“复制到光标处”，松开即粘贴；再按一下 Esc 或右键退出。对名称以数字结尾的导线、网络标签、文本，会自动把编号 +1。
选中图元后按 Enter 直接展开右侧属性面板并聚焦到关键属性上，比右键找属性快。

前言

元件

电阻

电容