搞硬件，很难？

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大家好，我是小麦。

很多朋友做嵌入式和单片机，其实和硬件是分不开的。做硬件很难？对我来说，这是一块很难啃的硬骨头。

俗话说:软件靠精力，硬件靠经验。

我做更多的软件，我给自己的定位是，至少与硬件同事沟通，没有太多的障碍。所以，了解一些硬件，或者很好。

如果真的想搞硬件，想入门，想提高，怎么学？

让我们分享一条学习路线，这可能对你有用。

01

前言

不懂硬件的人会觉得硬件是不可预测的。他为什么要换几个电阻和电容？我已经很久没做了。哦，这取决于经验，但经验是什么？

不能形容，反正是觉不明厉。

正是这种崇拜心理激发了你的好奇心和学习，这也是成为工程师的首要条件，但这还远远不够。它还需要一条学习路线供参考，再加上99%的汗水和1%的灵感。

硬件设计，可以说是包罗万象，涉及到非常大的知识量，而且，一个电路错误的小地方，可能会导致整个系统无法工作。

因此，硬件思维应该非常仔细，这种思维应该通过以后的学习来培养，而不是在开始之前否认自己。

02

初级理论篇

2.1 高等数学和线性代数。

这里重点关注微积分和矩阵，因为这两件事将在以后的课程中大量使用，这是基础的基础。

2.2大学物理。

其实这里的很多东西都是在高中学到的，重点是电阻、电容、电感的特点以及电磁、磁生电的原理，其中麦克斯韦方程组将用于射频和微波。

2.3 电路分析基础。

事实上，电路基础的理论并不难，但一些抽象的东西暂时无法很好地理解，比如控制源（实际上是三极管），所以在学习了模具电后，我们必须回顾一下，再看一遍。这里重点关注戴维南的定理，否则以后就不能学习了。

2.4 模拟电子技术。

这是电子专业的核心基础课，至少学三遍。另外，学习啃书是不够的，要配合。Multisim模拟软件可以学好(实践部分后面介绍)。

如果高电路基础的答案是清晰和唯一的，那么模型电的答案将是不清楚和多样化的，需要在实践中权衡和选择，我们必须改变以前的思维，否则以后就不能学习了。

这门课都是重点，但是学完之后，除了抄书上的电路，你还是什么都做不了，因为还需要其他知识一起用。

在这里，我不得不提到设备特性的概念。没有它，电路设计的无法打开，但由于篇幅有限，这里就不讨论了。

2.5 数字电子技术。

与模电相比，这门课要简单得多。

它将三级管组成各种门电路和触发器，以便直接应用数学知识。同时，它也是FPGA先修课是硬件工程师向算法工程师转变的基础(与计算机算法大不相同)。

这门课都是重点，但要真正掌握，还是要学的。FPGA才可以。

2.6 电力电子技术。

这里讲到晶闸管IGBT和电力MOS管道是强电领域使用的设备，是开关电源的先修课。

可以说，电源是硬件设计中最关键的部分。电源设计是否好直接影响整个系统的正常运行。其中，应重点掌握整流、逆变器、升压和降压电路。

03

中级理论篇

3.1 像高数微积分一样，复变函数是一种数学工具。

物理上无法实现复数信号，但为什么需要复数呢？

诚然，正弦波包括余弦，下同）有振幅、频率和相位三个要素。如何在图中表示振幅与频率的关系或相位与频率的关系（只有通过便于观察和分析）？

这需要复数，包括i或j(因为电流符号是i，所以才换成j，为了防止混淆)表示方向，对应极坐标的向量。

我们可以将复数转换为模具和辐角的形式。想象一下，模具是时钟的秒针，而辐角是秒针旋转的角度。秒针旋转是一个圆。根据出现时间，在直角坐标系中重新描述圆的各点是一个正弦波。

这意味着复数可以表示正弦波的三个元素，振幅是模具（秒针的长度），相位是秒针旋转的角度，频率是秒针旋转的速度。

想想看，如果用实数来表示正弦波的三要素，是不是很麻烦？这里重点关注保形映射。

3.2 信号与系统。

本课程要研究的内容是如何用数学建模来描述电路。什么是信号？

LED灯的亮灭、喇叭的声音、天线感应的电磁波等，信息载体(包括声、光、电、热等)的实际用途都是信号。

什么是系统？是处理信息载体的东西(包括放大器、传动装置等)。

系统是一个更抽象的概念，可以大也可以小，从三极管到无线收发装置，都要根据实际需要来确定，不能一概而论。这门课是重点。

3.3 自控原理是信号和系统的姐妹学科。

介绍如何用数学建模来分析电路，主要分析电路的稳定性。波特图，PID都要重点掌握。

了解这门课程，你可以用里面的知识来分析一些带运输和放置的复杂电路。这种电路是用来使用的KCL和KVL还是很难解决的。

3.4 高频电子线路高频是模电的非线性部分。

你会发现高频中的许多内容与模电相似，也有放大器和振荡器功率放大器，但这些电路用于更高的频段，因此分析方法不同。

在模电基础扎实的情况下，再学这门课并不难，因为它本身就是模电的扩展，而不是一个新的领域。这门课是重点，至少学三遍。

3.5 单片机。

现在很少不用了CPU硬件电路，单片机是最简单的CPU，所以也有必要掌握单片机。其中，单片机的接口电路也是对你硬件技能的相当大的考验。

3.6 电子测量技术。

硬件经常处理仪器，学习测量技术，一方面让你更熟练地使用仪器，另一方面也让你做一些测量电路（单片机可以用于物联网）。

这里会接触到很多新设备，大部分都是传感器，当然重点是电气特性。这门课并不难，关键是多做实验。

04

高级理论篇

4.1 信号完整性分析。

可以说，硬件工程师最大的敌人是干扰。为了解决这些干扰，我们必须做好电磁兼容性设计。只有学好这门课，我们才能画出更好的性能PCB。

4.2 开关电源。

学会设计电源电路，为自己的电路系统配备合适的电源，解决电源完整性问题，也是对硬件工程师模电基础的相当考验。

4.3 射频电路设计。

随着科学技术的发展，电路的工作频率将越来越高，频率的增加将带来各种各样的问题，因此也有必要学习设计射频电路。

4.4 通信原理。

掌握现代通信技术，包括信息理论基础和各种调制方法，将用于各种通信电路。

4.5 集成电路原理与应用。

可以说几乎每个电路板都会使用芯片，所以学习芯片制造技术会大大提高你的硬件水平。

简单来说，数字电位器中的电阻是用来的MOS由管道组成的有源电阻必须通电，才能反映电阻的特性。如果只使用模具电的知识，就无法理解这种现象。

05

总结

假如你觉得这么多书，怎么看都看不完。

这是一问题的静态和偏见的分析。事实上，很多课程都是相互关联的。

例如，数电中的移位寄存器是单片机中的串口收发器。模电中的放大器和振荡器在高频和射频方面仍然说，但分析方法有点不同。

高频里面的AM、FM、PM，到了通信原理，照样讲到，此外，还提出了ASK、FSK、PSK这些相似且更简单的调制方法。

电力电子技术里面的直流斩波电路，就是开关电源的内容，只是扩展了一些内容而已。

原文地址：https://www.zhihu.com/question/21665274/answer/2304625454

作者：不懂不问

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