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函数思想在电路设计中的应用

以构建一个系统的角度去设计项目，而不是单单是画一块电路板、设计一种方案。

背景

在程序设计中，我们会遇到各种各样复杂的数据和情况，如果放任不管，随着开发的推进，代码熵值将急剧增加。函数和库正是为了解决这类问题而出现的。将代码一层一层封装起来，我们将得到一个井然有序的系统，从全局的视角出发，而不用关心任何我们不需要关注的细节。

类比到硬件电路设计中，底层构成元素即分立元件，实现特定功能的模块即函数封装，到了全局层面，可以调用各类模块，组成一类电路解决方案。封装复用的思想，可以帮助我们更系统性地、自上而下设计电路，如同构建一个王国一般。

注：首段「封装」一词为计算机程序术语，后文「封装」为电路术语。

元件层

在元件层面，每个元素（元件）的规格也应该尽量做到统一。我个人的解决方案是，所有出现在我电路方案中的元件符号 / PCB 封装，皆调用于我个人整理的原理图库 / 封装库。

有人可能会问，大部分元器件符号和封装都可以在网上轻易地找到，甚至有人将 90% 以上元器件都整理成库了，为什么还要做重复的工作？
有句话说得好，下层基础决定上层建筑。举个例子，某个芯片符号什么样子更方便布线，某个电感用什么样的封装比较容易买到，某个 MOS 封装上可以打孔散热，等等。再厉害的人制定的标准，也不一定完全适用于你。建立自己的标准，把房子建在自家地皮上，才是最明智的做法。

功能模块层

基于底层的分立元件，我们可以构建不同的功能模块。功能模块的用途是方便快捷开发。举个例子，我在许多项目中都会用到稳压电路，那我可以挑出比较优秀的方案，按照数据手册，封装成一个个模块，留出函数接口（输入 / 输出端口），标注好属性（稳压电流 / 效率等）。在需要用到的时候，不必管功能模块内部的实现，就像搭积木一般，从顶层进行项目方案的堆叠。

Altium Designer 为我们提供了片断摘录的功能。我们可以将日常接触的功能模块封装起来，方便日后调用。

项目层

到了项目方案设计层面，模块化的思想已经显而易见了。通过 Altium Designer 层次化原理图设计功能，我们可以将注意力集中于每个模块的接口，直接操作接口，即可实现整体电路的功能。在这种设计模式下，每个模块之间的耦合度并不高，我们可以随时轻易替换实现某一类功能的模块；也可以通过多通道的功能，对模块进行复用。条理清晰的项目，对接下来的 PCB 模块化布局、多通道布线复用都大有益处，更方便了日后的排错与更新。

参考与致谢

原文地址：https://wiki-power.com/
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