前言

本書(shū)寫(xiě)作于2013年，那時(shí)制造者運(yùn)動(dòng)已經(jīng)從修補(bǔ)匠的小圈子發(fā)展成充滿激情的百萬(wàn)人社區(qū)。業(yè)余愛(ài)好者已經(jīng)變成創(chuàng)業(yè)者，而創(chuàng)業(yè)者變成了大規(guī)模制造商。3D打印機(jī)價(jià)格下降到普通消費(fèi)者可以接受的范圍，而打印機(jī)的性能已經(jīng)提升到能夠制造高精度飛機(jī)部件和醫(yī)療設(shè)備的程度。因此，許多經(jīng)濟(jì)學(xué)家和新聞?dòng)浾邔⒅圃煺哌\(yùn)動(dòng)的興起視為新工業(yè)革命的開(kāi)端。

Arduino（開(kāi)放硬件）平臺(tái)是這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的最佳代表。2005年發(fā)布了第一個(gè)Arduino電路板設(shè)計(jì)——Arduino USB，這樣學(xué)生和愛(ài)好者們就獲得了Atmel微控制器的低成本編程工具。從那以后，市場(chǎng)上銷售出數(shù)十萬(wàn)塊Arduino電路板，而Arduino系列已經(jīng)擴(kuò)展為擁有數(shù)量龐大的電路板、軟件包、開(kāi)發(fā)套件和附件的大家族。Arduino電路板已經(jīng)用于開(kāi)發(fā)機(jī)器人、樂(lè)器、游戲平臺(tái)甚至是無(wú)人飛機(jī)。這種電路板變得如此流行，以至于很多由業(yè)余愛(ài)好者轉(zhuǎn)型的創(chuàng)業(yè)者使用它來(lái)構(gòu)建新發(fā)明的原型機(jī)。

但是制造者們還需要更多的東西：更高的性能、更好的經(jīng)濟(jì)性和更靈活的可定制性。形勢(shì)的發(fā)展意味著需要設(shè)計(jì)新的電路，這是一種需要專門(mén)知識(shí)和軟件的任務(wù)。更專業(yè)的設(shè)計(jì)工具超出了普通制造者可承受的價(jià)格范圍，但是EAGLE除外。從1988年發(fā)布以來(lái)，EAGLE在性能變得更加穩(wěn)定和可靠的同時(shí)，價(jià)格仍然維持在缺乏現(xiàn)金的學(xué)生也能承受的范圍內(nèi)。每一次新版本的發(fā)布，EAGLE都會(huì)贏得大量的追隨者。EAGLE之于軟件就如同Arduino之于硬件，這是個(gè)再合適不過(guò)的類比。也難怪所有的開(kāi)源Arduino設(shè)計(jì)都是用EAGLE的格式發(fā)布的。

在寫(xiě)作本書(shū)的時(shí)候，我的目標(biāo)是讓硬件方面的學(xué)習(xí)者了解如何充分發(fā)揮EAGLE的功能。這需要對(duì)電路理論有基本理解，包括歐姆定律和基爾霍夫定律，除此以外就沒(méi)什么了。這里不會(huì)出現(xiàn)晶體管分析或微分方程。相反，我的目標(biāo)是使讀者動(dòng)手探索EAGLE，為設(shè)計(jì)實(shí)用電路打下基礎(chǔ)，能夠?yàn)槭袌?chǎng)注入新的活力，延續(xù)制造者運(yùn)動(dòng)的非凡勢(shì)頭。

本書(shū)結(jié)構(gòu)

本書(shū)通過(guò)一系列電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目來(lái)介紹EAGLE，從反相放大器開(kāi)始，直至一個(gè)六層板的計(jì)算機(jī)主板。隨著電路的逐漸復(fù)雜，本書(shū)會(huì)介紹越來(lái)越多的EAGLE高級(jí)功能，并把如何自動(dòng)進(jìn)行重復(fù)性工作介紹給大家。本書(shū)也包括幫助讀者理解電路板基本原理的大量?jī)?nèi)容，以及實(shí)例電路背后的理論知識(shí)。

本書(shū)第1~3章介紹EAGLE和電路板設(shè)計(jì)。這部分的作用是使讀者熟悉EAGLE的基本功能和全書(shū)使用的術(shù)語(yǔ)。第3章帶領(lǐng)讀者輕松地完成一個(gè)很簡(jiǎn)單的完整電路設(shè)計(jì)。

第4~7章的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用的電路板：開(kāi)放硬件（Arduino）Femtoduino。這些章用手把手的方式講授電路板設(shè)計(jì)的四個(gè)基本步驟：繪制電路原理圖、電路元件布局、電路布線以及生成Gerber/Excellon文件。

第8~13章討論與EAGLE電路板設(shè)計(jì)有關(guān)的混合主題。包括電路仿真、創(chuàng)建定制元件的過(guò)程和設(shè)計(jì)自動(dòng)化中的某些首要課題。設(shè)計(jì)自動(dòng)化是EAGLE的最強(qiáng)大功能之一，也是最容易忽略的方面之一。因此，我建議讀者熟練掌握編輯器命令和用戶語(yǔ)言編程。

第14章和第15章介紹本書(shū)的高級(jí)設(shè)計(jì)實(shí)例：BeagleBone Black。這個(gè)名字聽(tīng)上去有點(diǎn)呆，但是這個(gè)電路可是一點(diǎn)都不呆，該電路板具有六層板、數(shù)以百計(jì)的元件和上千根走線。介紹這一實(shí)例時(shí)，也會(huì)討論EAGLE的高級(jí)功能和利用設(shè)計(jì)自動(dòng)化的方法。

獲取示例文件

為了對(duì)文字內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，本書(shū)提供所有的電路設(shè)計(jì)、程序和支持文件的壓縮包，并命名為eagle-book.zip。這個(gè)文件可以從http://eagle-book.com免費(fèi)下載。如果讀者希望繼續(xù)這方面討論，建議讀者對(duì)現(xiàn)實(shí)中EAGLE設(shè)計(jì)的理論探討進(jìn)行對(duì)比。此外，讀者可以在www.informit.com/title/9780133819991上訪問(wèn)本書(shū)的彩圖。