1.引言

   嵌入式工程师硬件要学到什么程度呢？其实做嵌入式软件开发，本质上不需要你硬件非常精通，你可以不会画电路图，可以不会焊接，可以不会打PCB板。但是你需要懂电路基本原理，认识常用的元器件，能看懂电路图，会调试电路。尤其是越底层的开发（单片机、Linux驱动等）越接近硬件。当然，如果你能精通硬件更好，那你就是真正意义的嵌入式全栈工程师，这个需要看个人了，每个人精力都有限，软硬兼通需要很强的天赋及努力，而且要看工作后的机遇。有句话叫好的硬件工程师都是钱喂出来的，因为它的试错成本要远远高于软件。这个教程就是带你去了解下硬件的一些基本知识，学会这些知识想成为硬件工程师是不可能的，但是足以让你应付嵌入式软件开发。

注：本文内容很多来自网上资料整理和修改，这里承诺仅做教学使用，不涉及商业用途。

2.电路基础

电的类比

    一般我们把电子知识想复杂了，实际电就可以理解为是水，电的特性和水的特性是类似的，因为电是看不见的，所以我们理解起来有困难。

电流

这个是水流量计（ 1单位流量= 1吨/小时=1T/H）

 

这个是电流表（安培 1A= 1库伦/秒）

电流表实际就可以看成是水流表，就是计算水的流量，电的流量的意思。我们水管中流出了多少水，很容易理解，实际电在电线中流动，可以看成水的流动是一样的 。

电压

这个是水压表

这个是电压表

我们可以认为水压表测量水对水管的压力，电压表是测量电对电线的压力。水是从水压高的地方流到水压低的地方，电也是从电压高的地方流到电压低的地方。

总结

   电可以认为是看不见的水

   电压类似于水压

   电流类似于水流

电路

水到处流动 形成小河、小溪之类。电到处流动，形成什么，就是电路。水走的路是水路，电路这样就好理解了，以下是家装用的水路图。

类比电路图

 

不要把电路图当中的东西看复杂了 ，我们看水路图 实际就是一个个水阀、洗衣机、热水器之类的。电路图中每个元件、设备、也就是类似于那些水路中的设备，无非是一个用水来驱动、控制，一个用电的。

总结

   水路 水走的路

   电路 电走的路

3.电子元器件

电路图中有很多元件，我们可以把很多元件看成水路中的很多元件就容易理解。

电阻

电阻实际是大小不同的水管让水流的小一点，慢一点，这样后面的器件，不至于受到大电流冲击搞坏了 。电阻无方向，电阻就是阻碍电的流动，你可以想象一个水管里有水垢，水垢越多，水阻越大，水流越小。同理，电阻越大，导体对电流的阻碍作用越大，电流越小。

实物图

电路符号

电容

电容是可以理解成一个装水的容器（水桶、池塘、湖泊、水库），水要通过池塘、湖泊，首先需要灌满它才能过得去。所以这部分水（电能）可以被这些容器保存下来，这是电容的储能作用，另外很明显，无论前面的水流多么湍急，到了湖泊就要先灌满它，湖泊开口再向下游流水，自然流水就缓慢一些，所以它也有缓冲的作用。大波浪到了湖泊变平稳，实际变成了小波浪，波的形状都变了，这就是过滤的作用，只允许特定的波通过。

所以电容在电路中是储能、缓冲、减压、过滤器件。

1. 储能器件 对应电解电容
2. 缓冲过滤器件 对应耦合电容
3. 漏斗 对应滤波电容

同一颗电容在电路中摆放的位置不同，作用不同，也就是在这个电路中它主要起漏斗的作用，但是在另外的电路中，它就是做储能了。因为后面的元件需要是稳定的水流， 你可以这样想象我们拿着水桶往水缸里倒水的时候，水面上起的水花是很大的，这样的水花，对后面的器件是有损伤的。

实物

电路符号

二极管

二极管实际是单向阀门， 意思就是说 水只能从一头进另一头出 。二极管就是这么个作用，它只能从一边过来的电能通过，从另一边过来的实际就过不去，记得电看成是水。

这个就是二极管的符号，很形象，右边有个竖杠，很明显，从左边来的电能流到右边，从右边来的就被挡到了。左边来挡片冲开，右边来抵死。

二极管在电路中的特性与水路中的单向阀基本原理一致。

实物

电路符号

三极管

三极管实际是个小阀门控制大阀门的器件。

三极管有两种类型，PNP和NPN型。两者的不同参考：npn与pnp五大不同https://www.dgjs123.com/bandaoti/24752.htm

终于有人讲了，凭什么三极管能放大?_哔哩哔哩_bilibili充分讲解三极管是如何实现放大的，以及二极管原理（虽然讲了无数遍了），已经对二极管熟悉的可从中间开始看。三极管放大原理, 视频播放量 601674、弹幕量 564、点赞数 42865、投硬币枚数 9206、收藏人数 25503、转发人数 3222, 视频作者 电子工程师华哥, 作者简介 采购元器件/PCB打板/SM贴片:上华秋商城www.hqchip.com.我是一个很会剪辑的电子工程师华哥~，相关视频：没人讲PNP三极管是吧?我讲!，终于有人讲清楚了,三极管共基/共集/共射怎么理解？，三极管的饱和与放大，抛开理论，三极管的放大区到底怎么理解？，看完这辈子都忘不了，三极管工作原理。，三极管应用，控制一个LED灯的开关，三极管是如何导电？超形象动画让你一看就懂！，300-三极管信号放大原理,直流和交流叠加后再放大,明白了，另类方式讲解电容的作用，让你理解的更加深刻，三极管是如何实现放大的（上）赵全老师纯干货！https://www.bilibili.com/video/BV1fB4y147Gn/?spm_id_from=333.788&vd_source=145b3a064593de8cd1eec3f67b52f17e

【稚晖君、马鹿、电子工程师华哥】

两种三极管使用时候决定着电路图的接法不同，如下是个常见的共基极PNP型电源控制开关

实物

电路符号

 

   半导体三极管有三个电极：分别是基极、集电极和发射极。半导体管在工作时要加工作电压，于是就产生了各极电流。半导体三极管在工作时发射极电流等于基极和集电极电流之和。其中基极电流最小，发射极电流最大。在基极加一很小的电流，在集电极就能输出很大的电流，因此三极管有放大作用。三极管主要作用是放大信号。常用在放大电路和振荡电路中。

4.常见电气接口

传统音频

视频

电源

RJ45网口

DB9串口

公头和母头

公头就是插头上是针的，母头就是插头上是孔的

线序及作用

实际开发过程中，线序可以去网上搜，只需要知道线序如何看，及红色的三条线即可。