电子产品设计pcb设计步骤指南分享

电子产品设计PCB设计步骤指南分享

电子产品设计开发可分为七个步骤：初步生产设计、原理图、PCB布局、最终BOM、原型、测试和程序、最终认证。

第 1 步 – 创建初步生产设计

开发新的电子硬件产品时，首先要进行初步的生产设计。 不要将它与概念验证 (POC) 原型混淆。

POC 原型通常使用开发套件构建。 有时，它们有助于证明您的产品概念可以解决您需要的问题。 但 POC 原型离生产设计还很远。

初步生产设计侧重于产品的组件生产、成本、利润率、性能、功能、开发可行性和可制造性。

您可以使用初步生产设计来估算产品每个项目的成本。 准确了解开发、原型制作、编程、认证、扩展和制造的成本非常重要。

初步生产设计将回答以下问题。 我的产品开发可行吗？ 我能负担得起开发这个产品吗？ 开发产品需要多长时间？ 我可以批量生产产品吗？ 我能赚钱吗？

很多创业者错误地跳过了前期的生产设计步骤，直接跳进了设计示意图。

这样，您最终可能会发现您花费了所有这些努力和来之不易的钱来购买无法负担开发、制造或最重要的是无法盈利的产品。

步骤 1A – 系统框图

在创建初步生产设计时，应首先定义系统级框图。 该图详细说明了每个电子功能和所有功能组件是如何互连的。

大多数产品都需要带有各种组件（显示器、传感器、存储器等）的微控制器或微处理器，这些组件通过各种串行端口连接到微控制器。

通过创建系统框图，您可以轻松识别所需串口的类型和数量。 这是为产品选择合适的微控制器的重要的第一步。

步骤 1B – 选择生产组件

接下来，您必须根据产品的所需功能和目标零售价选择各种生产组件：微芯片、传感器、显示器和连接器。 然后您可以创建初步物料清单 (BOM)。

您可以购买大多数电子元件（用于原型制作和初始测试），也可以购买多达数千个（用于小批量制造）。

一旦达到更高的产量，您将能够通过直接从制造商处购买一些组件来节省资金。

步骤 1C – 估算生产成本

现在您应该估算产品的生产成本（或销售成本 – COGS）。 尽快了解制造产品的成本很重要。

您需要了解产品制造的单位成本以确定最佳销售价格、库存成本，以及最重要的是您的利润。

您选择的生产组件肯定会对制造成本产生重大影响。

但要获得准确的制造成本估算，您还必须包括 PCB 组装、最终产品组装、产品测试、零售包装、报废率、退货、物流、关税和仓储成本。

第 2 步 – 设计原理图

现在是根据您在步骤 1 中创建的系统框图设计电路原理图的时候了。

该图显示了从微芯片到电阻器的每个组件是如何连接在一起的。 虽然系统框图主要关注更高层次的产品功能，但原理图只涉及一些小细节。

原理图中元件的引脚编号不正确等简单问题可能会导致功能完全缺失。

在大多数情况下，系统框图的每个模块都需要一个单独的子电路。 然后将这些不同的子电路连接在一起以形成完整的原理图。

使用特殊的电子设计软件创建原理图并帮助确保它们没有错误。

第 3 步 – 设计印刷电路板 (PCB)

完成原理图后，您现在将设计印刷电路板 (PCB)。 PCB 是一块物理板，用于固定和连接所有电子元件。

从本质上讲，系统框图和电路原理图的开发主要是概念性的。 PCB设计是一个非常真实的世界。

使用用于创建原理图的相同软件来设计 PCB。 软件会有各种验证工具，确保PCB版图符合所用PCB工艺的设计规则，PCB与原理图相符。

通常，产品越小，元器件封装越紧密，创建 PCB 布局所需的时间也就越长。 如果您的产品路由大量电源或提供无线连接，则 PCB 布局尤为关键且耗时。

对于大多数 PCB 设计，最关键的部分是电源布线、高速信号（晶体时钟、地址/数据线等）和任何无线电路。