# 从零开始的硬件学习路线

目标是独立完成一块低压嵌入式或仪器采集板：把需求写成指标，选择器件，画原理图，布局布线，安全上电，测量性能，定位问题并记录改版依据。以可验证的能力推进，不用背完所有名词才开始动手。

默认你熟悉程序逻辑，但没有可靠的电路基础。只需要四则运算、简单代数和单位换算。遇到指数、对数、频率响应时再补相应数学。方向暂定嵌入式与仪器仪表，第一阶段对通用硬件同样适用。

![从基础回路到独立电路板的能力路线](../assets/roadmap.svg)

## 三种学习方式怎样组合

纯理论课程的知识体系完整，但容易停留在会做题；直接照抄项目很快能见到现象，但换一个参数就可能不会分析。本知识库采用“基础概念＋小实验＋阶段项目”：先预测，再观察，最后用证据修正模型。读书和项目都围绕当前关卡展开。

## 阶段与能力关卡

下列时数是规划估算，包含复习与练习，不是完成承诺。按每周 3～5 小时，主线通常需要一年以上；休息后可从最后一个已掌握关卡继续。

| 阶段 | 学习范围与先修 | 预计投入 | 项目与验收 | 内容状态 |
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| A 电路入门 | 单位、回路、欧姆定律、原理图、串并联、分压、测量、LED、RC；无需先修 | 20～30 小时 | 分压负载实验和 LED 限流；能解释三个测量结果 | 本次完整首批课程 |
| B 元器件与模拟基础 | A；电容、电感、二极管、BJT、MOSFET、运放、滤波、负反馈 | 40～60 小时 | 低压 MOSFET 开关和传感器缓冲；核算工作点、极限及误差 | 已规划，后续建设 |
| C 数字与 MCU 电路 | A，开关器件基础；逻辑电平、上拉、按键、时钟、复位、UART、I²C、SPI | 35～55 小时 | 最小系统与可靠按键输入；核对电平、时序和启动状态 | 已规划，后续建设 |
| D 供电与保护 | B、C；LDO、Buck、去耦、浪涌、反接、热、电源预算 | 35～55 小时 | 输入至各电源轨的完整供电方案；验证压降、温升、纹波 | 已规划，后续建设 |
| E 测量与仪器前端 | B～D；运放限制、基准、ADC、采样、混叠、噪声、误差预算、校准 | 45～70 小时 | 低压传感器采集链；用误差预算解释有效分辨率 | 已规划，后续建设 |
| F 原理图与 PCB | B～E；EDA、封装核验、回流路径、布局、布线、ERC、DRC、可制造性 | 45～70 小时 | 两层采集板；原理图审查、封装核对、加工文件和装配检查 | 已规划，后续建设 |
| G 整板调试与交付 | F；分段上电、示波器、逻辑分析、故障树、EMC 初步、测试点、生产测试 | 35～55 小时 | 完成首板问题闭环与一次改版；可复现的测试报告 | 已规划，后续建设 |
| H 独立项目 | A～G；需求、取舍、版本、BOM、风险、验证计划 | 50～80 小时 | 从需求到交付一个低压仪器模块，并接受设计审查 | 已规划，后续建设 |

合计约 305～475 小时。B 与 C 可在基础过关后部分交叉，PCB 软件操作可提前熟悉，但布局原则要结合电流路径和信号完整性学习。

## 第一阶段的四个学习单元

| 单元 | 课程与行动 | 过关证据 |
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| 1 理解电路 | 00～02；画 3 V 与 1 kΩ 的闭合回路 | 独立算出 3 mA 和 9 mW，说清电压跨两点测量 |
| 2 理解连接 | 03～05；把原理图写成节点表 | 算出 5 V、两个 10 kΩ 分压器空载 2.5 V，接 10 kΩ 负载后约 1.667 V |
| 3 预测并测量 | 06～07；完成分压和 LED 实验 | 记录实际电源与阻值，测量三个节点；解释误差 |
| 4 理解动态与调试 | 08～09；画 RC 曲线，做阶段考核 | 解释一个时间常数与开路故障，提交一页报告 |

没有设备时先完成手算、图解和纸面故障分析，记录“理论通过，实测待完成”。不要把预计读数填写为实际读数。准备设备时再看第 06 课的最小清单，不需要一次购齐示波器和焊台。

## 每次学习的固定节奏

20～40 分钟一次：先用 3 分钟回忆上次内容，读一个概念和一幅图，用 10 分钟自己计算，再回答自检。实验另留 30～60 分钟。时间少时只做一道题也可以，但记下下次起点。

每个概念经历四个状态：未学、能解释、能计算或预测、能验证并排错。隔 1 天、7 天、30 天用不看答案的方式复习；答错就回到相关课程，不以打卡天数衡量进度。

## 毕业项目的具体目标

以低压温度采集模块为例，先定义供电范围、测温范围、目标误差、更新速率、接口、工作环境和成本，再据此选择传感器与采集方案。提交需求书、带注释原理图、BOM、PCB、上电检查、误差预算、校准记录、测试数据和问题闭环。

验收关注“为什么这样设计，如何证明达到指标，失败时如何定位”。高速接口、射频、安规认证、隔离电源等属于后续分支；完成主线代表具备低压板级硬件设计的基础能力，不能代替这些领域的专项经验。

下一步：[第 00 课 学习方法与实验边界](01-start.md)。