合格電子工程師是怎樣煉成的？
不好意思，第二課沒(méi)有寫(xiě)完，又開(kāi)一課--老樹(shù)當過(guò)老師，有毀人不倦的習慣，再者，這個(gè)問(wèn)題想了很久了，也基本想通了。
在網(wǎng)絡(luò )上很多初學(xué)者在問(wèn)：怎樣成為一個(gè)合格的電子工程師？
這個(gè)問(wèn)題有很多答案。老樹(shù)談?wù)勛约旱目捶ā?br>
第一步 入門(mén)-51核心和基本電路
中國人有10億啊，每年有多少大學(xué)生畢業(yè)呢？我不知道。但是我看到有一張照片，招聘會(huì )上熙熙攘攘，人來(lái)人往，十分震撼。從來(lái)沒(méi)有一個(gè)時(shí)刻讓我感覺(jué)到中國的人力資源是如此的豐富。但是，從現在的大學(xué)畢業(yè)出來(lái)的學(xué)生學(xué)到了什么東西呢？一些理論，跟實(shí)際脫鉤的理論。有沒(méi)有用呢？有點(diǎn)用。但是，在企業(yè)中，需要的是實(shí)際干點(diǎn)事情出來(lái)，實(shí)際解決問(wèn)題。所以說(shuō)，很多企業(yè)不想要大學(xué)本科出來(lái)的大學(xué)生，說(shuō)動(dòng)手，沒(méi)有動(dòng)手能力，不知道電阻電容長(cháng)得什么樣子，能夠做什么？但是又自視甚高，對工資的期望值比較高。等到能夠干點(diǎn)事情了，又拍拍屁股跑了。所以企業(yè)現在喜歡使用大專(zhuān)中專(zhuān)甚至是職業(yè)學(xué)校培訓出來(lái)的小孩，至少這些孩子們知道自己的份量，能夠實(shí)實(shí)在在地做事。要知道，他們很多人的天賦并不差，有些人甚至可以說(shuō)聰明，只是因為很多人是家庭條件不好，打小就是苦孩子，沒(méi)有條件接受良好的教育。一旦給機會(huì )，他們都比較珍惜。
現在的大學(xué)，誤人子弟甚多。擴招是沒(méi)有錯，但是，實(shí)驗室擴了嗎？教室擴了嗎？教師擴了嗎？至少實(shí)驗室是沒(méi)有擴。老樹(shù)認得的一個(gè)研究生說(shuō)，只有到了一個(gè)階段，才能到實(shí)驗室作實(shí)驗。很多導師就是把學(xué)生當奴隸一樣干活，要是在干活中能夠學(xué)到東西那就算是運氣好的；運氣不好的，直接就是導師的廉價(jià)的勞力了，學(xué)不到東西，活倒干了不少。
但是，既然學(xué)生要拿文憑，要應付考試，沒(méi)有辦法，那怎么自救？
如果勵志要做一名出色的電子工程師，老樹(shù)可以談?wù)勛约旱目捶ā?br>
做一個(gè)電子工程師，先從51學(xué)起，這是得到公認的。不需老樹(shù)饒舌。
首先，去買(mǎi)一個(gè)開(kāi)發(fā)板，越便宜的越好，在上面可以練練keil C。最好再買(mǎi)一個(gè)仿真器，這樣調試的效率高。當然這個(gè)不便宜，但是我覺(jué)得可以志同道合的哥幾個(gè)合買(mǎi)。反正1天24小時(shí)，每人8個(gè)小時(shí)輪流上，有個(gè)幾個(gè)月，C51語(yǔ)言也就差不多了。
其次，看看老樹(shù)的文章，看看需要學(xué)點(diǎn)什么基本的東西。北京的大學(xué)生有福啊，沒(méi)事到中發(fā)去轉轉，認認老樹(shù)的文章上說(shuō)得哪些電阻、電容、三極管、芯片、接插件什么的，看看自己的電腦上的主板、網(wǎng)卡、聲卡、顯卡是怎么畫(huà)的，找找感覺(jué)，這些板卡都是高手的杰作啊。
構思一個(gè)小的產(chǎn)品，按照老樹(shù)文章上的思考題，找本protel99se的書(shū)，從每個(gè)菜單練起，循序漸進(jìn)，從單片機最小系統->輸入->LED->RS232/RS422/RS485->固態(tài)繼電器、繼電器等原理圖畫(huà)起，邊畫(huà)邊學(xué)，一點(diǎn)一點(diǎn)做，做好了，最好找個(gè)高手看看，找出毛病在哪里，再反復改進(jìn)。在這樣的模擬實(shí)戰中找到感覺(jué)。
推薦老虎工作室的protel 99系列4本，寫(xiě)的還是循序漸進(jìn)的，當然不便宜；咬咬牙，可以合買(mǎi)一套，輪著(zhù)看。
順便說(shuō)一句我對市場(chǎng)上的開(kāi)發(fā)板的看法，這些開(kāi)發(fā)板當然都不錯，但是，只能學(xué)到語(yǔ)言，不能教你畫(huà)原理圖和PCB，實(shí)際做的時(shí)候，還是需要高手帶一帶是最快的。我就是一個(gè)朋友教我的，也就半天的功夫，就會(huì )了。當時(shí)還是DOS下的protel 3.16版本。
以戰養戰。找個(gè)公司、企業(yè)，幫他們做個(gè)小產(chǎn)品，既能得到公司的高手的指點(diǎn)，又能賺到一筆費用，豈不甚佳？這時(shí)，你的開(kāi)發(fā)板、仿真器的費用就出來(lái)了。從原理圖->PCB->C51，單片機也入門(mén)了。
第二步：登堂入室-掌握系統的電路知識
這時(shí)，需要對電子技術(shù)的所有東東進(jìn)行全面的了解，主要是看看雜志、BBS、網(wǎng)站上的技術(shù)文章、何立民先生主持編著(zhù)的《單片機應用技術(shù)大全》系列，將單片機和它的配套的電路，輸入輸出、通訊等等做一個(gè)全面的了解。目標是為什么？系統的技術(shù)儲備。知道什么問(wèn)題可以使用什么方法解決，可能在什么地方找到解決的方法，這對你以后走上工作崗位，解決實(shí)際問(wèn)題是非常有好處的。如果你真能這么做，那么，你今后肯定比單位中的老同志還要棒。
老樹(shù)在國營(yíng)研究所的時(shí)候，曾經(jīng)有一段時(shí)間無(wú)所事事，就是在那一兩年的時(shí)間內將研究所的技術(shù)雜志看了一遍，尤其是《電子技術(shù)應用》。打下了一個(gè)良好的基礎。
這時(shí)，爭取機會(huì )，學(xué)習高手們的硬件設計。一個(gè)比較快的辦法就是到工控機的廠(chǎng)家那里，看看工控機的板卡和調理板是怎樣設計的，都使用了哪些東西。記得老樹(shù)第一次看到國外的一個(gè)器件，到處去問(wèn)，也不知道是什么東東。后來(lái)在四通工控那里看到了，原來(lái)是固態(tài)繼電器。這時(shí)，腦子里關(guān)于固態(tài)繼電器的知識都冒出來(lái)了。再一看，配套市場(chǎng)大把的。
什么東西就是這樣，你要是不知道它是干什么的，你天天看見(jiàn)，也熟視無(wú)睹。
有心人就是這樣，在什么樣的情況下，都能慢慢積蓄知識和力量。畢竟一個(gè)產(chǎn)品，不是只會(huì )單片機就可以了，還是需要很多的外圍電路，按照何老師的分類(lèi)，前向、后向、人機、互相通道等，才能做成一件產(chǎn)品的。
這個(gè)時(shí)候，抓住任何機會(huì )，去參與一個(gè)大型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在其中做一件事情，你可以學(xué)到溝通、協(xié)作、界面等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一些要素。
第三步：勤奮至卓越
中國人多啊，每個(gè)人都是智商100，誰(shuí)比誰(shuí)傻啊。憑什么你比別人強？你能有好的工作、好的收入，你能香車(chē)寶馬，醇酒美人？老樹(shù)認為，沒(méi)有別的辦法，就是靠勤奮。
勤奮學(xué)習-這個(gè)道理大家知道，知識就是金錢(qián)??；
勤奮工作-想比別人多賺錢(qián)，在智商相同的情況下，就是靠多付出時(shí)間干活，再提高工作效率。別人5×8小時(shí)工作，你是7×16小時(shí)，再提高工作效率一倍，你不久賺了比別人多5倍的錢(qián)嗎？老樹(shù)公司有2個(gè)員工，原來(lái)在老家種蘋(píng)果，沒(méi)有賺到錢(qián)，到老樹(shù)的公司中干活，計件，活忙的時(shí)候，早晨8：00起來(lái)，晚上12：00收工，年底也賺了一筆錢(qián)回家，高高興興，老樹(shù)也開(kāi)心，原來(lái)一屋子人干的活，現在2個(gè)人干了，公司管理省事了，員工也賺到了錢(qián)。
開(kāi)發(fā)也是一樣。當然，這個(gè)需要你的公司有這個(gè)機制，多勞多得的機制。但是，要是現在沒(méi)有，你要不要這樣干呢？
我認為，需要。一方面，干別人的活，練自己的技術(shù)，長(cháng)自己的本事。另一方面，多干活，才能快速增長(cháng)本事，技術(shù)才能躍變、突破，登堂入室，再得心應手、出神入化。至少，熟練工種是沒(méi)有問(wèn)題的吧。
就象一壺水，老是小火，燒了半天，也是溫吞水；可是大火一上，一會(huì )就開(kāi)了，就是這個(gè)意思。
你看《射雕英雄轉》中的郭靖，沒(méi)有別的本事，就是傻練，有一天開(kāi)竅了，如有神助。技術(shù)這個(gè)東西就是這樣，突破了門(mén)檻，就是坦途。需要勤奮勤奮再勤奮。有一天這個(gè)日子來(lái)了，你就苦盡甘來(lái)了。
勤奮還有另外一個(gè)含意，就是天道酬勤。其實(shí)是每個(gè)人看見(jiàn)勤奮的人，都會(huì )給他機會(huì )的，覺(jué)得幫助這樣的人，高興；把事情放在他的手里，也放心。
還有一個(gè)含意是觸類(lèi)旁通。知識需要很多的參照物，去比較、聯(lián)想、萃取、升華。換句話(huà)，你可能付出的是其他人的n倍的努力，可是你得到的是n倍以上的回報，你的知識已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的累加了，已經(jīng)質(zhì)變了。
如果你在這個(gè)單位，勤奮了，也出成果了，就是沒(méi)有得到公平的待遇，也沒(méi)有關(guān)系。換一個(gè)環(huán)境就是了，總有人會(huì )欣賞你的。再說(shuō)了，付出總有回報。
有些人習慣怨天尤人，沒(méi)有好的老爸老媽?zhuān)瑳](méi)有好的老師，沒(méi)有好的同伴，沒(méi)有好的環(huán)境，沒(méi)有好的老板。這些人需要去看看周立功的文章，看看周老師怎樣一步步成長(cháng)的。
第四步：溝通、協(xié)作
原來(lái)還有，現在越來(lái)越少，做一個(gè)小的產(chǎn)品，就可以生活無(wú)憂(yōu)。
現在這種情況越來(lái)越少了。在任何一個(gè)單位，將一個(gè)產(chǎn)品做好，都需要與同伴主動(dòng)溝通，與不同部門(mén)的人互相協(xié)作。經(jīng)常是跟不同單位的人溝通完成意見(jiàn)事情。
第五課 單片機系統設計初探
5.1 概述
所謂系統，就是說(shuō)，除了單片機之外，還需要有：
1） 輸入
2） 輸出
輸入和輸出按照第一課的定義，包含了范圍：
輸入基本上有以下的可能：
1) 鍵盤(pán)
2) 串行接口（RS232/485/can bus/以太網(wǎng)/USB）
3) 開(kāi)關(guān)量（TTL，電流環(huán)路，干接點(diǎn)）
4) 模擬量（4~20ma、 0~10ma、0~5V（平衡和非平衡信號））
輸出基本上有以下組成：
1) 串行接口（RS232/485/can bus/以太網(wǎng)/USB）
2) 開(kāi)關(guān)量（TTL、電流環(huán)路、干接點(diǎn)、功率驅動(dòng)）
3) 模擬量（4~20ma， 0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信號））
4) LED顯示：發(fā)光管、八字
5) 液晶顯示器
6) 蜂鳴器
處理核心主要有：
1) 8位單片機，主要就是51系列
2) 32位arm單片機，主要有atmel和三星系列
3) 還有一些專(zhuān)用的單片機，例如：MPS430，水表、電表、洗衣機、空調的單片機等等
所謂系統，也就是說(shuō)，作為一個(gè)電子工程師，需要掌握以上所有方面的知識，才能做到兵來(lái)將擋，水來(lái)土掩，無(wú)論設計任務(wù)有什么樣的需求，都能應付自如，有多種方法可以實(shí)現同樣的目標，從中找到一個(gè)成本最低、質(zhì)量最高、可靠性最好的解決方案。
實(shí)際上，無(wú)論從事任何一種工作，對于本行業(yè)所需要掌握的知識應該是全面而系統的；一開(kāi)始，由于工作經(jīng)歷的欠缺，沒(méi)有實(shí)際的經(jīng)驗，但是，可以通過(guò)廣泛的閱讀構成系統的知識框架；形成這個(gè)框架后，在工作中親身實(shí)踐，和閱讀其他工程師的作品，再往里填充各種各樣的細節，使之不斷豐滿(mǎn)、充實(shí)、正確。
5.2 任務(wù)分析
5.2.1 初步判斷采用何種單片機完成此項任務(wù)
/Upfiles/BeyondPic/2007-10/20071095344885541.jpg1)干接點(diǎn)
就是類(lèi)似于機械接點(diǎn)，最簡(jiǎn)單的就是按鍵，一般來(lái)說(shuō)是輸入、輸出的繼電器的接點(diǎn)信號；無(wú)源；
2）平衡信號：
類(lèi)似RS422、RS485信號，是信號之間相互比較，來(lái)判斷是數字信號的1還是0；不容易收到干擾，傳輸距離遠；但是，最好使用雙絞線(xiàn)來(lái)傳輸；
3）非平衡信號：
單端接地的信號，如：TTL電平、RS232等都是，特點(diǎn)是有一個(gè)公共的參考電壓，容易受到干擾，傳輸距離近；
可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )來(lái)查詢(xún)準確的解釋。
4）線(xiàn)性電路
類(lèi)似于音頻放大電路就是，特點(diǎn)是：
要求輸入和輸出形成了一個(gè)線(xiàn)性對應的關(guān)系；
5）非線(xiàn)性電路
比如：無(wú)線(xiàn)電電路中的混頻器，將2個(gè)頻率合在一起，生成第三個(gè)頻率，就是非線(xiàn)性電路。
好像還沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)線(xiàn)性信號和非線(xiàn)性信號。只有模擬量和數字量信號；
6）模擬量和數字量
模擬量是連續變化的信號，如：0～5V，4～20mA等；
數字量是只有0、1兩種情況。
5.2 51單片機系統的構思?p>
1． 選用何種單片機
在我們的這個(gè)課程中，當然是選用51系列的CPU了；
實(shí)際上，可以選用的CPU的種類(lèi)很多，從處理能力來(lái)說(shuō)：
1） 4位單片機
2） 8位單片機
3） 16位單片機
4） 32位ARM
就8位單片機，有專(zhuān)用的、通用的；也有高速的，還有的單片機具有A/D、D/A等各種資源；
需要根據你的任務(wù)，選用合適的單片機完成任務(wù)。
對初學(xué)者而言，我們考慮的僅僅是如何使用51系列的單片機，如：89C51/52/54/58、78E52/54/58、77E58（雙串口）來(lái)完成設計任務(wù)。
2． 初步設計－寫(xiě)出任務(wù)書(shū)
1） 按照表格，對任務(wù)進(jìn)行分析，判斷單片機的資源是否夠，如：運算速度，是否需要擴展、是否需要串口、是否需要實(shí)時(shí)時(shí)鐘等；選用什么調理電路，等等；
2） 在確認單片機能夠勝任工作后，對單片機的資源進(jìn)行規劃：
1． 內存分配
2． I/O口分配
3． 定時(shí)器分配工作
4． 外部中斷分配
3） 單片機外圍電路確認－開(kāi)關(guān)量輸入和輸出調理電路（模擬量電路暫時(shí)不考慮）
4） 在以上分析的基礎上，設計單片機硬件框圖
5） 形成任務(wù)書(shū)初稿
6） 討論－修改－通過(guò)
3． 詳細設計
1） 原理圖
2） 有3.3V和5V的混合邏輯設計嗎?
3） PCB尺寸、定位孔和安裝方式
1． 是正方形、長(cháng)方形、圓形、三角還是其它的特殊形狀？
2． 是ISA總線(xiàn)嗎？
3． 是PCI總線(xiàn)嗎？
4． 是歐標的板卡嗎？
4） 電源（AC220V/DC5V/DC12V，是否需要隔離）
5） 接插件封裝：
1． 采用直插、彎針？
2． 3.81間距、5.08還是2.54間距（對應于：150mil/200mil/100mil）
3． 采用DB9/DB25/DB37/DB62？直的還是彎的？孔的還是針的
4． 有邊緣器件嗎？
6） 基本布局
是否合理？考慮到散熱了嗎？考慮到機箱內是否有打架的地方？
7） 器件選型
盡量選用著(zhù)名品牌中的價(jià)格便宜的兼容器件；
8） 器件的冗余度
需要考慮到功耗、耐壓值和接口器件的可靠性；
例如：
1． 功耗，需要計算電阻、變壓器的功耗，適當留有50%以上的余量；
2． 電解電容的耐壓值等：留有100％以上的余量，如：在DC5V電壓下，選用耐壓值25V的電容；
3． 接口器件：對于接口器件，盡量使用DIP封裝的，便于更換；
9） 成本分析（包括制版費、器件費和焊接、調試費用），作出預算，盡量降低成本，選用功能滿(mǎn)足價(jià)格便宜的器件，不同廠(chǎng)家之間的同樣的芯片價(jià)格相差比較遠
10） 電路板與機箱之間的安裝關(guān)系
11） 形成詳細設計初稿
12） 討論－修改－通過(guò)
4． 在大腦中模擬電路板的外形、幾何尺寸和功能
就好像是三維動(dòng)畫(huà)一樣，電子工程師需要在大腦中，在設計的整個(gè)過(guò)程中，對電路板的外形、接口、幾何尺寸、功能等反復在從各個(gè)角度去觀(guān)察、構思，就好像有一個(gè)實(shí)際的電路板在腦子里一樣，謀定而后動(dòng)；當然，這不是一蹴而就的。
附：電子工程師培訓大綱(200403110041)
愚以為，掌握了一下的硬件和軟件知識，基本上就可以成為一個(gè)合格的電子工程師：
第一部分：硬件知識
一、 數字信號
1、 TTL和帶緩沖的TTL信號
2、 RS232和定義
3、 RS485/422（平衡信號）
4、 干接點(diǎn)信號
二、 模擬信號視頻
1、 非平衡信號
2、 平衡信號
三、 芯片
1、 封裝
2、 7407
3、 7404
4、 7400
5、 74LS573
6、 ULN2003
7、 74LS244
8、 74LS240
9、 74LS245
10、 74LS138/238
11、 CPLD(EPM7128)
12、 1161
13、 max691
14、 max485/75176
15、 mc1489
16、 mc1488
17、 ICL232/max232
18、 89C51
四、 分立器件
1、 封裝
2、 電阻：功耗和容值
3、 電容
1) 獨石電容
2) 瓷片電容
3) 電解電容
4、 電感
5、 電源轉換模塊
6、 接線(xiàn)端子
7、 LED發(fā)光管
8、 8字（共陽(yáng)和共陰）
9、 三極管2N5551
10、 蜂鳴器
五、 單片機最小系統
1、 單片機
2、 看門(mén)狗和上電復位電路
3、 晶振和瓷片電容
六、 串行接口芯片
1、 eeprom
2、 串行I/O接口芯片
3、 串行AD、DA
4、 串行LED驅動(dòng)、max7129
七、 電源設計
1、 開(kāi)關(guān)電源：器件的選擇
2、 線(xiàn)性電源：
1) 變壓器
2) 橋
3) 電解電容
3、 電源的保護
1) 橋的保護
2) 單二極管保護
八、 維修
1、 電源
2、 看門(mén)狗
3、 信號
九、 設計思路
1、 電源：電壓和電流
2、 接口：串口、開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出
3、 開(kāi)關(guān)量信號輸出調理
1) TTL―>繼電器
2) TTL―>繼電器（反向邏輯）
3) TTL―>固態(tài)繼電器
4) TTL―>LED（8字）
5) 繼電器―>繼電器
6) 繼電器―>固態(tài)繼電器
4、 開(kāi)關(guān)量信號輸入調理
1) 干接點(diǎn)―>光耦
2) TTL―>光耦
5、 CPU處理能力的考慮
6、 成為產(chǎn)品的考慮：
1) 電路板外形：大小尺寸、異形、連接器、空間體積
2) 電路板模塊化設計
3) 成本分析
4) 器件的冗余度
1. 電阻的功耗
2. 電容的耐壓值等
5) 機箱
6) 電源的選擇
7) 模塊化設計
8) 成本核算
1. 如何計算電路板的成本？
2. 如何降低成本？選用功能滿(mǎn)足價(jià)格便宜的器件
十、 思考題
1、 如何檢測和指示RS422信號
2、 如何檢測和指示RS232信號
3、 設計一個(gè)4位8字的顯示板
1) 電源：DC12
2) 接口：RS232
3) 4位3”8字（連在一起）
4) 亮度檢測
5) 二級調光
4、 設計一個(gè)33位1”8字的顯示板
1) 電源：DC5V
2) 接口：RS232
3) 3排 11位8字，分4個(gè)、3個(gè)、4個(gè)3組，帶行與行之間帶間隔
4) 單片機最小系統
5) 譯碼邏輯
6) 顯示驅動(dòng)和驅動(dòng)器件
5、 設計一個(gè)PCL725和MOXA C168P的接口板
1) 電源：DC5V
2) 接口：PCL725/MOXA 8個(gè)RS232
1. PCL725，直立DB37，孔
2. MOXA C168P，DB62彎
3) 開(kāi)關(guān)量輸出信號調理：6個(gè)固態(tài)繼電器和8個(gè)繼電器，可以被任何一路信號控制和驅動(dòng)，接口：固態(tài)繼電器5.08直立，繼電器3.81直立
4) 開(kāi)關(guān)量輸入調理：干接點(diǎn)閉合為1或0可選，接口：3.81直立
5) RS232調理：
1. LED指示
2. 前4路RS232全信號，后4路只需要TX、RX、0
3. 無(wú)需光電隔離
4. 接口形式：DB9（針）直立
