要想設計一個好的硬體電路，首先，要有紮實的基礎知識，電路原理、數位電路、類比電路等理論知識好。其次，要有豐富的設計經驗，硬體電路很多都是經過多次經驗驗證總結出來的，光有紮實的理論知識，沒有足夠的設計經驗也是不行的。再者，就是經過模擬驗證和大量的實物試驗驗證。最後，在實際應用中不斷改進、迭代、更新，才能得出最佳的硬體電路。

做電路設計，要掌握的知識很多，是比較難入門的，不但要有相關的專業基礎知識，還要有設計經驗。想要設計出一個好的硬體電路，要有30%的專業知識，70%的經驗。

想設計出一個好的硬體電路，紮實的專業基礎知識是必須的，要有很強的電路基礎、類比電路、數位電路等專業知識，複雜的電路都是由基本的電路組成的，因此，精通掌握基本電路的功能和用法，對設計電路有很大的幫助。

很多設計要靠專案經驗積累，光有理論知識很難設計出一個好的電路，只有實際應用過才知道怎樣設計才是最合理、最可靠的。

一個成熟的硬體電路形成過程是由設計人員進行原理設計，電路模擬，原理圖確定，製作實物，環境試驗、引數效能指標極限試驗等，出問題重新迭代，再試驗，實際使用，根據使用情況多次迭代，最終形成定型的硬體電路。

總之，做硬體電路設計，需要掌握的知識很多，而且大部分知識是教材上沒有的，需要平時工作中積累。電路設計是比較難入門的，很多相關專業畢業的大學生，連電路都還看不懂，更別說自己設計電路了。

如何設計一個好的硬體電路，如何設計一款穩定性好的電子產品，是一名工程師整個職業生涯中都在追求的東西。從如下幾個方面入手可以有效的提高電路、產品的穩定性。

產品的功能、設計的方案、晶片的選型，都來源於具體的產品需求。產品的需求一定要明晰清楚，從產品的功能到產品使用場合以及使用者人群或者客戶的特殊要求都要考慮清楚。將客戶的需求整理成清晰的電氣化語言，需求的對接上不要存在模糊點，否則這有可能會成為以後的爭執點。

眾所周知，晶片都是有使用條件的，比如說工作電壓範圍、透過電流大小、工作溫度等。晶片選型結合產品需求，而且一定要留足餘量。例如：

系統的電壓為24V，在選擇電容時要確保選擇電容的耐壓值大於36V的；例如流過MOS管的最大電流是10A，則要選擇MOS管的過電流能力超過15A。一般來講，要留足30%-50%，甚至更多的餘量。

技術方案出來後，阻值相關人員評審，提出不同的意見，集思廣益，及早發現問題關鍵點，同時也讓大家知道背景，出現問題好及時溝通解決。

所謂測試，就是產品原型出來之後，要對產品做功能性測試和穩定性測試，其目的是及早的發現產品的BUG並修正，併為產品所需要的各種認證測試做好摸底實驗。

雖然我們做足了測試工作，但是並不能發現所有的BUG，一定要收集使用者的反饋，並在下一版本中及時改進更新。

記得有一位行業內的權威說過：沒有一件百分百完美沒有BUG的產品，我們只能祈求BUG儘可能的晚出現。所以說，在設計電路/產品時，一定要儘可能考慮周全。

在設計一款硬體電路時，我們首先需要掌握硬體的設計基礎、各種設計的軟體、工具操作技能等，還要有一個良好的設計思路。

1.總體思路

設計硬體電路，大的框架和架構要搞清楚，搞清楚該電路需要實現什麼功能，然後找找是否有相似或者相同的參考電路(懂的利用他人成熟的成果，越有經驗的工程師越會懂得借鑑他人成果）

2.IC晶片選型

先確定主IC的型號，找datasheet，看其關鍵引數是否符合自己的要求

3.電路的佈線

合理安排電路的走線，先把電源部分設計好，區分好數字地與模擬地，對於高速線和射頻走線要尤其注意

4.打樣板除錯

一個好的電路必然是經過多次改進和最佳化的，如果考慮生產還需要經過各種實驗驗證

一款設計周全，做工精美的硬體就是好硬體，它不僅僅是功能板，更是一款藝術品。要設計出好硬體，至少需要豐富的基礎理論知識，熟悉產品需求，熟練的使用設計和模擬軟體，熟練的測量技巧，甚至高超的焊接技術。如果打板時不小心用錯料了，還可以手工焊接一下。

以我們常見的開發板來說明，一款好硬體包含但不限於：

1.佈局錯落有致，迴路清晰，網格獨立。

2.走線平直少彎，該直則平，該等長則絕不差。

3.預留足夠的T點，零歐電阻點。

4.前後正反兩面只有孔通，沒有硬飛線。

5.插槽式IP，例如LCD，Camera，NandFⅠash等，儘量直插，少用中間線板。

6.外圍和CPU分離，即底板加CPU板的組合方式。

7.開發板IC引腳必需全部引出，產品則可根據需要引出。

8.支援多種電源，火牛，電池，USB等等，並有過壓保護。

9.元器件清晰可見，絲印標註正確。

10.焊接到位，無錯，無虛，無短，無開。

1、首先，硬體功能必須滿足客戶要求，並在設計電路時考慮成本因素。

2、在滿足客戶當前要求下，需要考慮產品以後是否有升級換代的可能，為後續升級換代留出餘地。比如微控制器IO口和空間留出升級餘地。

3、硬體電路需要滿足產品可靠性，而電源部分則是硬體電路穩定性的基礎。

4、在滿足硬體電路穩定性的前提下，對硬體電路進行最佳化，進一步降低產品成本。

我覺得好的硬體設計應該從下面幾個方向來考慮：

1）需求定義：我們設計的產品都是給使用者去使用的，產品好不好不是設計人員說了算，而是使用者使用後去評判。那麼我們在設計硬體之前，就需要考慮好使用者的核心訴求是什麼，硬體功能有哪些，應用環境，使用壽命等。

2）需求分解及方案設計：從這些使用者訴求中提煉出硬體設計的基本需求，根據這些基本需求選擇合適的方案。一個好的方案，包含很多方面，需求的完整度及可實現性、方案的成本（人力及物料）、方案的DFX考慮（可製造性DFM、可測試性DFT等）等。

3）硬體實現上：

a. 器件選型，好的設計不是說一定要用最好的器件，合適的器件即可，價效比是重要的。另外器件的可靠性也要考慮，HBM/CDM等級，工業級/商業級，供電&功耗，尺寸&高度等。

b. 電路設計，功能不能遺漏，同時電路設計也要簡化，關鍵電路最好能有冗餘備份，考慮到後期維護，也要設計相關的維測電路，如指示燈，電壓監控等

c. PCB設計。好的硬體也要考慮PCB設計，如高速訊號設計、時鐘隔離、復位中斷訊號設計、電源參考等。訊號完整性測試，SI/PI。另外，單板PCB佈局也很關鍵的，涉及結構、散熱、EMC等方面。

d. 可靠性設計。給使用者用的硬體，不能一用就壞，ESD、EMC設計都要兼顧，防護電路的設計，對於儲存器件是否考慮ECC，器件及電路溫度降額、電壓&電流降額、功耗降額等等。

4）測試加工。樣機的驗證，訊號質量、訊號時序、功能測試、效能測試等等，快速驗證樣機的功能效能。另外如何在生產上快速攔截故障品，需要FT測試、老化測試，溫循測試等等測試項的合理選擇，避免器件的早期失效。

5）後期維護。硬體不是賣給使用者就結束了，良好的硬體設計，還需要關注後期在使用者端的表現，故障資訊的收集，故障問題的快速閉環，針對發現的問題不斷改進設計。

上面這些只是一個好的硬體設計中需要關注的部分問題，真正如何做好的硬體，需要我們不斷吸取經驗教訓，從硬體設計的全流程中著手。

學好硬體電路分為四步：

1.認識元器件的特性以及工作原理，元器件是電路中最基本也是最小的組成部分。

2.先學會看前輩們的電路，看看前輩們的電路要實現什麼功能；理解基本電路定律（歐姆定律等），串並聯電路分析等等；理論掌握清楚後，可用模擬軟體進行模擬學習，加深印象，自己動手實踐，焊接元器件，利用萬用表、濾波器進行檢測，積累實戰經驗，理論與實踐結合，事半功倍。（常用模擬軟體有ISIS 7 Professional、 Multisim）

3.學會根據自己的需求修改前輩們的電路，把一些複雜的電路分成不同的模組，逐步分析，然後再整體分析，得出自己想要的結果。

4.積累豐富的經驗後，最後就應該嘗試設計電路圖。需要保持一種不焦躁的心態，遇到難題想辦法解決，多實踐操作，多總結失敗的教訓，這樣才能設計出準確的電路。

要想學好電路設計，非一日之功，還得堅持，不能放棄；沒有基礎不要緊，重要的是好學，有上進心；平時要刻苦鑽研，不能僅僅靠理論，更重要的是靠實踐。