【EDA学习笔记】电子技术基础知识:读懂与画好原理图

前言

本系列博客为本人学习Expert电子实验室EDA系列课程的学习笔记,自用为主,不是教学或者经验分享,若有错误,大佬轻喷,同时欢迎交流学习

一、原理图核心认知

(一)原理图四要素

原理图是电子设计的基础,核心由 4 部分构成,缺一不可:

  1. 元件符号:电路中各类电子元件的标准化图形表示(如电阻、电容、芯片等的符号);
  2. 连接线:表示元件间电气连接关系的导线,是电流传输路径的直观体现;
  3. 结点:多条连接线的交汇点,代表电气上的连通点;
  4. 注释:对电路、元件、参数等的补充说明,是提升原理图可读性的关键。

(二)注释的重要性与核心内容

1. 为什么需要注释?

原理图不仅用于个人查阅,还需供他人(如协作开发者、生产人员)参考,清晰的注释能避免沟通障碍,提升工作效率。

2. 注释核心内容
注释类型 具体说明 示例
模块功能标注 明确电路中各部分的功能分区 单片机最小系统、DCDC3.3V 电路、电平转换电路
关键参数 / 信号标注 标注电压、电流、信号名称等关键信息 +3.3V、MPU6050_SCL、CP-TX1
元件功能说明 标注元件特殊用途或状态 NC(未使用)、NF、0R(零欧姆电阻)、快充诱骗请求电压
版本与归属标注 标注设计版本、公司 LOGO、设计者等 版本 V1.0、Expert 电子实验室、嘉立创 EDA
其他说明 设计日期、更新日期、图页信息等 创建日期 2023-03-15、更新日期 2023-03-17、A4 尺寸

二、读懂原理图的关键步骤

  1. 先看整体注释:通过版本、模块功能标注,快速了解电路的用途(如自制 WLED 控制器、轮腿机器人控制驱动板)和整体结构;
  2. 识别核心模块:区分电源电路(如 LDO5V、DCDC3.3V)、控制模块(如 ESP32、STM32 单片机最小系统)、外设模块(如硅麦克风电路、输出驱动电路);
  3. 追踪连接关系:通过连接线和结点,理清各模块间的信号传输和供电路径(如 USB 输入 5V→LDO 转换为 3.3V 给单片机供电);
  4. 关注关键参数:留意元件标注的特殊参数(如 AMS1117 最大输出 1A),理解电路的性能限制。

三、画好原理图的核心要求与方法

(一)基本要求

原理图设计是产品开发的基础,需满足:规范、清晰、准确、易读

(二)具体设计方法

  1. 分模块、分图页设计

    • 按功能拆分电路(如电源、STM32 核心、按键、显示屏、电机驱动等),避免单页电路过于复杂;
    • 复杂系统可搭配系统框图和电源树,直观展示模块间的连接逻辑(如 USB / 电池输入→各电压转换→对应模块供电)。
  2. 标注重要参数

    • 对元件符号无法直接体现的参数进行补充(如电容容量 0.1uF/50V、电阻阻值、芯片最大输出电流);
    • 重点标注电源电压(+3.3V、+5V、+12V)、关键信号(如中断信号 MPU6050_INT)。
  3. 明确元件特殊 / 重要功能

    • 标注元件的特殊状态(NC/NF/0R)、专用用途(如快充诱骗电路的电阻功能);
    • 避免因元件功能模糊导致后续调试或生产问题。
  4. 标注关键注意事项

    • 针对核心元件(如单片机),注明使用限制(如 ESP32 的 IO 口:IO0/2/5/12/15 为启动设置引脚,ADC2 在 WIFI 开启时不可用);
    • 提醒电路调试、焊接或使用中的禁忌。
  5. 设计合理的网络标签

    • 命名规则:推荐 "元件名称 + 引脚功能"(如 MPU6050_SDA、TFT_DC),避免重复;
    • 作用:简化连接线,让电路逻辑更清晰,便于查找信号路径。
  6. 完善版本与归属信息

    • 标注设计版本(如 V1.0)、创建 / 更新日期、设计者、物料编码等;
    • 增加公司 LOGO 或实验室标识,规范设计文档管理。

四、原理图的重要性与后续环节

(一)核心地位

成功的原理图设计 = 合理的元件选型 + 正确的电路设计,是后续所有环节的基础。

(二)关联环节

原理图设计 → PCB 设计(布局布线) → 生产加工 → 焊接组装,每一步都依赖规范、准确的原理图。

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