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第三课 合格电子工程师是怎样炼成的？
不好意思，第二课没有写完，又开一课--老树当过老师，有毁人不倦的习惯，再者，这个问题想了很久了，也基本想通了。
在网络上很多初学者在问：怎样成为一个合格的电子工程师？
这个问题有很多答案。老树谈谈自己的看法。
第一步入门-51核心和基本电路
中国人有10亿啊，每年有多少大学生毕业呢？我不知道。但是我看到有一张照片，招聘会上熙熙攘攘，人来人往，十分震撼。从来没有一个时刻让我感觉到中国的人力资源是如此的丰富。但是，从现在的大学毕业出来的学生学到了什么东西呢？一些理论，跟实际脱钩的理论。有没有用呢？有点用。但是，在企业中，需要的是实际干点事情出来，实际解决问题。所以说，很多企业不想要大学本科出来的大学生，说动手，没有动手能力，不知道电阻电容长得什么样子，能够做什么？但是又自视甚高，对工资的期望值比较高。等到能够干点事情了，又拍拍屁股跑了。所以企业现在喜欢使用大专中专甚至是职业学校培训出来的小孩，至少这些孩子们知道自己的份量，能够实实在在地做事。要知道，他们很多人的天赋并不差，有些人甚至可以说聪明，只是因为很多人是家庭条件不好，打小就是苦孩子，没有条件接受良好的教育。一旦给机会，他们都比较珍惜。
现在的大学，误人子弟甚多。扩招是没有错，但是，实验室扩了吗？教室扩了吗？教师扩了吗？至少实验室是没有扩。老树认得的一个研究生说，只有到了一个阶段，才能到实验室作实验。很多导师就是把学生当奴隶一样干活，要是在干活中能够学到东西那就算是运气好的；运气不好的，直接就是导师的廉价的劳力了，学不到东西，活倒干了不少。
但是，既然学生要拿文凭，要应付考试，没有办法，那怎么自救？
如果励志要做一名出色的电子工程师，老树可以谈谈自己的看法。
做一个电子工程师，先从51学起，这是得到公认的。不需老树饶舌。
首先，去买一个开发板，越便宜的越好，在上面可以练练keil C。最好再买一个仿真器，这样调试的效率高。当然这个不便宜，但是我觉得可以志同道合的哥几个合买。反正1天24小时，每人8个小时轮流上，有个几个月，C51语言也就差不多了。
其次，看看老树的文章，看看需要学点什么基本的东西。北京的大学生有福啊，没事到中发去转转，认认老树的文章上说得哪些电阻、电容、三极管、芯片、接插件什么的，看看自己的电脑上的主板、网卡、声卡、显卡是怎么画的，找找感觉，这些板卡都是高手的杰作啊。
构思一个小的产品，按照老树文章上的思考题，找本protel99se的书，从每个菜单练起，循序渐进，从单片机最小系统->输入->LED->RS232/RS422/RS485->固态继电器、继电器等原理图画起，边画边学，一点一点做，做好了，最好找个高手看看，找出毛病在哪里，再反复改进。在这样的模拟实战中找到感觉。
推荐老虎工作室的protel 99系列4本，写的还是循序渐进的，当然不便宜；咬咬牙，可以合买一套，轮着看。
顺便说一句我对市场上的开发板的看法，这些开发板当然都不错，但是，只能学到语言，不能教你画原理图和PCB，实际做的时候，还是需要高手带一带是最快的。我就是一个朋友教我的，也就半天的功夫，就会了。当时还是DOS下的protel 3.16版本。
以战养战。找个公司、企业，帮他们做个小产品，既能得到公司的高手的指点，又能赚到一笔费用，岂不甚佳？这时，你的开发板、仿真器的费用就出来了。从原理图->PCB->C51，单片机也入门了。
第二步：登堂入室-掌握系统的电路知识
这时，需要对电子技术的所有东东进行全面的了解，主要是看看杂志、BBS、网站上的技术文章、何立民先生主持编著的《单片机应用技术大全》系列，将单片机和它的配套的电路，输入输出、通讯等等做一个全面的了解。目标是为什么？系统的技术储备。知道什么问题可以使用什么方法解决，可能在什么地方找到解决的方法，这对你以后走上工作岗位，解决实际问题是非常有好处的。如果你真能这么做，那么，你今后肯定比单位中的老同志还要棒。
老树在国营研究所的时候，曾经有一段时间无所事事，就是在那一两年的时间内将研究所的技术杂志看了一遍，尤其是《电子技术应用》。打下了一个良好的基础。
这时，争取机会，学习高手们的硬件设计。一个比较快的办法就是到工控机的厂家那里，看看工控机的板卡和调理板是怎样设计的，都使用了哪些东西。记得老树第一次看到国外的一个器件，到处去问，也不知道是什么东东。后来在四通工控那里看到了，原来是固态继电器。这时，脑子里关于固态继电器的知识都冒出来了。再一看，配套市场大把的。
什么东西就是这样，你要是不知道它是干什么的，你天天看见，也熟视无睹。
有心人就是这样，在什么样的情况下，都能慢慢积蓄知识和力量。毕竟一个产品，不是只会单片机就可以了，还是需要很多的外围电路，按照何老师的分类，前向、后向、人机、互相通道等，才能做成一件产品的。
这个时候，抓住任何机会，去参与一个大型产品开发，在其中做一件事情，你可以学到沟通、协作、界面等产品开发的一些要素。
第三步：勤奋至卓越
中国人多啊，每个人都是智商100，谁比谁傻啊。凭什么你比别人强？你能有好的工作、好的收入，你能香车宝马，醇酒美人？老树认为，没有别的办法，就是靠勤奋。
勤奋学习-这个道理大家知道，知识就是金钱啊；
勤奋工作-想比别人多赚钱，在智商相同的情况下，就是靠多付出时间干活，再提高工作效率。别人5×8小时工作，你是7×16小时，再提高工作效率一倍，你不久赚了比别人多5倍的钱吗？老树公司有2个员工，原来在老家种苹果，没有赚到钱，到老树的公司中干活，计件，活忙的时候，早晨8：00起来，晚上12：00收工，年底也赚了一笔钱回家，高高兴兴，老树也开心，原来一屋子人干的活，现在2个人干了，公司管理省事了，员工也赚到了钱。
开发也是一样。当然，这个需要你的公司有这个机制，多劳多得的机制。但是，要是现在没有，你要不要这样干呢？
我认为，需要。一方面，干别人的活，练自己的技术，长自己的本事。另一方面，多干活，才能快速增长本事，技术才能跃变、突破，登堂入室，再得心应手、出神入化。至少，熟练工种是没有问题的吧。
就象一壶水，老是小火，烧了半天，也是温吞水；可是大火一上，一会就开了，就是这个意思。
你看《射雕英雄转》中的郭靖，没有别的本事，就是傻练，有一天开窍了，如有神助。技术这个东西就是这样，突破了门槛，就是坦途。需要勤奋勤奋再勤奋。有一天这个日子来了，你就苦尽甘来了。
勤奋还有另外一个含意，就是天道酬勤。其实是每个人看见勤奋的人，都会给他机会的，觉得帮助这样的人，高兴；把事情放在他的手里，也放心。
还有一个含意是触类旁通。知识需要很多的参照物，去比较、联想、萃取、升华。换句话，你可能付出的是其他人的n倍的努力，可是你得到的是n倍以上的回报，你的知识已经不是简单的累加了，已经质变了。
如果你在这个单位，勤奋了，也出成果了，就是没有得到公平的待遇，也没有关系。换一个环境就是了，总有人会欣赏你的。再说了，付出总有回报。
有些人习惯怨天尤人，没有好的老爸老妈，没有好的老师，没有好的同伴，没有好的环境，没有好的老板。这些人需要去看看周立功的文章，看看周老师怎样一步步成长的。
第四步：沟通、协作
原来还有，现在越来越少，做一个小的产品，就可以生活无忧。
现在这种情况越来越少了。在任何一个单位，将一个产品做好，都需要与同伴主动沟通，与不同部门的人互相协作。经常是跟不同单位的人沟通完成意见事情。
第五课 单片机系统设计初探
5.1 概述
所谓系统，就是说，除了单片机之外，还需要有：
1）输入
2）输出
输入和输出按照第一课的定义，包含了范围：
输入基本上有以下的可能：
1)键盘
2)串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB）
3)开关量（TTL，电流环路，干接点）
4)模拟量（4~20ma、 0~10ma、0~5V（平衡和非平衡信号））
输出基本上有以下组成：
1)串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB）
2)开关量（TTL、电流环路、干接点、功率驱动）
3)模拟量（4~20ma， 0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信号））
4)LED显示：发光管、八字
5)液晶显示器
6)蜂鸣器
处理核心主要有：
1)8位单片机，主要就是51系列
2)32位arm单片机，主要有atmel和三星系列
3)还有一些专用的单片机，例如：MPS430，水表、电表、洗衣机、空调的单片机等等
所谓系统，也就是说，作为一个电子工程师，需要掌握以上所有方面的知识，才能做到兵来将挡，水来土掩，无论设计任务有什么样的需求，都能应付自如，有多种方法可以实现同样的目标，从中找到一个成本最低、质量最高、可靠性最好的解决方案。
实际上，无论从事任何一种工作，对于本行业所需要掌握的知识应该是全面而系统的；一开始，由于工作经历的欠缺，没有实际的经验，但是，可以通过广泛的阅读构成系统的知识框架；形成这个框架后，在工作中亲身实践，和阅读其他工程师的作品，再往里填充各种各样的细节，使之不断丰满、充实、正确。
5.2 任务分析
5.2.1 初步判断采用何种单片机完成此项任务
1)干接点
就是类似于机械接点，最简单的就是按键，一般来说是输入、输出的继电器的接点信号；无源；
2）平衡信号：
类似RS422、RS485信号，是信号之间相互比较，来判断是数字信号的1还是0；不容易收到干扰，传输距离远；但是，最好使用双绞线来传输；
3）非平衡信号：
单端接地的信号，如：TTL电平、RS232等都是，特点是有一个公共的参考电压，容易受到干扰，传输距离近；
可以通过网络来查询准确的解释。
4）线性电路
类似于音频放大电路就是，特点是：
要求输入和输出形成了一个线性对应的关系；
5）非线性电路
比如：无线电电路中的混频器，将2个频率合在一起，生成第三个频率，就是非线性电路。
好像还没有听说线性信号和非线性信号。只有模拟量和数字量信号；
6）模拟量和数字量
模拟量是连续变化的信号，如：0～5V，4～20mA等；
数字量是只有0、1两种情况。
5.2
51单片机系统的构思
1．
选用何种单片机
在我们的这个课程中，当然是选用51系列的CPU了；
实际上，可以选用的CPU的种类很多，从处理能力来说：
1）4位单片机
2）8位单片机
3）16位单片机
4）32位ARM
就8位单片机，有专用的、通用的；也有高速的，还有的单片机具有A/D、D/A等各种资源；
需要根据你的任务，选用合适的单片机完成任务。
对初学者而言，我们考虑的仅仅是如何使用51系列的单片机，如：89C51/52/54/58、78E52/54/58、77E58（双串口）来完成设计任务。
2．
初步设计－写出任务书
1）按照表格，对任务进行分析，判断单片机的资源是否够，如：运算速度，是否需要扩展、是否需要串口、是否需要实时时钟等；选用什么调理电路，等等；
2）在确认单片机能够胜任工作后，对单片机的资源进行规划：
1．内存分配
2．I/O口分配
3．定时器分配工作
4．外部中断分配
3）单片机外围电路确认－开关量输入和输出调理电路（模拟量电路暂时不考虑）
4）在以上分析的基础上，设计单片机硬件框图
5）形成任务书初稿
6）讨论－修改－通过
3．详细设计
1）原理图
2）有3.3V和5V的混合逻辑设计吗?
3）PCB尺寸、定位孔和安装方式
1．是正方形、长方形、圆形、三角还是其它的特殊形状？
2．是ISA总线吗？
3．是PCI总线吗？
4．是欧标的板卡吗？
4）电源（AC220V/DC5V/DC12V，是否需要隔离）
5）接插件封装：
1．采用直插、弯针？
2．3.81间距、5.08还是2.54间距（对应于：150mil/200mil/100mil）
3．采用DB9/DB25/DB37/DB62？直的还是弯的？孔的还是针的
4．有边缘器件吗？
6）基本布局
是否合理？考虑到散热了吗？考虑到机箱内是否有打架的地方？
7）器件选型
尽量选用著名品牌中的价格便宜的兼容器件；
8）器件的冗余度
需要考虑到功耗、耐压值和接口器件的可靠性；
例如：
1．功耗，需要计算电阻、变压器的功耗，适当留有50%以上的余量；
2．电解电容的耐压值等：留有100％以上的余量，如：在DC5V电压下，选用耐压值25V的电容；
3．接口器件：对于接口器件，尽量使用DIP封装的，便于更换；
9）成本分析（包括制版费、器件费和焊接、调试费用），作出预算，尽量降低成本，选用功能满足价格便宜的器件，不同厂家之间的同样的芯片价格相差比较远
10）电路板与机箱之间的安装关系
11）形成详细设计初稿
12）讨论－修改－通过
4．在大脑中模拟电路板的外形、几何尺寸和功能
就好像是三维动画一样，电子工程师需要在大脑中，在设计的整个过程中，对电路板的外形、接口、几何尺寸、功能等反复在从各个角度去观察、构思，就好像有一个实际的电路板在脑子里一样，谋定而后动；当然，这不是一蹴而就的。
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