給未來的電子工程師
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先說點貌似題外的東西——3個謬論。
謬論一：高中老師常對我們說，大家現(xiàn)在好好學(xué)，考上了大學(xué)就輕松了，愛怎么玩怎么玩。這真是狗屁。別的專業(yè)我不好說，電氣、電子、電力、通信、自動化等電類專業(yè)，想要輕松那是不可能地（當(dāng)然你是天才就另說），專業(yè)課上講的東西對決大多數(shù)人來說那是云里霧里，從來都是一知半解，需要你課下花大量時間精力來消化。有些東西甚至需要你若干年后在工作中遇著時才回過味：“哦，原來以前學(xué)的那東西是干這使的?！蹦阋芟氲闷?，并知道怎么回頭去補，就算是上學(xué)時專業(yè)課學(xué)得較扎實了。
謬論二：填志愿時經(jīng)常有人對我們說：專業(yè)不重要，學(xué)校最重要，進了個好學(xué)校想學(xué)什么再學(xué)。這亦是狗屁。進了學(xué)校，本專業(yè)的課程就可能會壓得你喘不過氣來，還有多少人有時間和毅力選修第二專業(yè)？而所學(xué)專業(yè)幾乎就是決定了你今后一生的職業(yè)生涯。而學(xué)校，說實話本科階段從老師那學(xué)到的東西各校間差別不是很大。課上講的大同小異，課下也不會有什么好老師給你單獨指導(dǎo)和點撥（若能遇著，那是你的幸運）。越牛的學(xué)校的越牛的老師就越忙，不要指望他們會在教學(xué)上花多少心思，更不要指望他們對你另眼相看。反倒是一些普通院校的小老師們可能跟學(xué)生走得更近，輔導(dǎo)更多些，雖然他們可能水平一般，但對于你大學(xué)的學(xué)習(xí)來說還是足夠的。綜上所述，我覺得對于一個電子愛好者來說，成為一名普通重點大學(xué)的電子系學(xué)生比成為北大的哲學(xué)系學(xué)生更重要。當(dāng)然看帖的應(yīng)該大多數(shù)都是學(xué)電的，那恭喜你，這個專業(yè)不錯的，雖不是什么“朝陽產(chǎn)業(yè)”，但絕對是個“常青行業(yè)”。
謬論三：上了大學(xué)，可能又有不少人對你說，在大學(xué)專業(yè)不重要，關(guān)鍵的是學(xué)好計算機和英語，這樣就不愁找不到好工作了。這也是屁話。你要明確一點：你將來不是純靠英語吃飯的，也不是做編程、搞軟件開發(fā)或動畫創(chuàng)作的。我是想說：若果你性格偏內(nèi)向沉穩(wěn)、肯鉆研、愛好電子行業(yè)，將來想從事電子設(shè)計和研發(fā)工作，那你一定要學(xué)好專業(yè)課。當(dāng)然英語也很重要，但以后工作中用得多的是你的專業(yè)英語，即能讀懂英語技術(shù)文檔，而不是跟別人比你口語多正宗多流利。至于計算機，那就是一工具，不要花太多時間去學(xué)photoshop、3dmax、Flash、網(wǎng)頁制作等流行軟件，這些在你今后的工作中用不著，也會牽扯你大量時間精力。好鋼用在刀刃上，多進進實驗室多搭搭電路吧。當(dāng)然，電類學(xué)生對電腦也有特殊要求，那就是用熟Protel、Multisim，學(xué)好匯編語言、C語言、選學(xué)PLD相關(guān)軟件。任務(wù)也是很重的。
以上說了3個謬論，下面言歸正傳吧。那么進了大學(xué)，讀了電類專業(yè)，這4年你該學(xué)些什么呢？
1. 大一大二（打基礎(chǔ)）
首先要了解：電類專業(yè)可分為強電和弱電兩個方向，具體為電力工程及其自動化（電力系統(tǒng)、工廠供變電等）專業(yè)屬強電，電氣工程及其自動化以強電為主弱電為輔，電子、通信、自動化專業(yè)以弱電為主。其他更進一步的細分要進入研究生階段才劃分。但無論強電還是弱電，基礎(chǔ)都是一樣的。
首先高數(shù)是要學(xué)好的，以后的信號處理、電磁場、電力系統(tǒng)、DSP等不同方向的專業(yè)課都用得著。
專業(yè)基礎(chǔ)課最重要的就是電路分析、模擬電路、數(shù)字電路。這3門課一定要學(xué)好。這3門課一般都是大一下學(xué)期到大三上學(xué)期開設(shè)，對大多數(shù)對電子知識還了解不多的同學(xué)來說，通常是學(xué)得一知半解，迷迷糊糊。所以，最好是在開課之前或是開課的同時讀一兩本通俗淺顯的綜合介紹電子知識的書籍，對書中的知識你不需要都懂，能有個大致感覺就行。對這這種入門讀物的選擇很重要，難了看不懂可能興趣就此喪失或備受打擊，反而事與愿違。在此推薦一本《電子設(shè)計叢零開始》（楊欣編著，清華大學(xué)出版社出版），該書比較系統(tǒng)全面地介紹了電子設(shè)計與制作的基礎(chǔ)知識，模電、數(shù)電、單片機、Multisim電路仿真軟件等都有涉及，一冊在手基本知識就差不多了，關(guān)鍵是淺顯易懂，有一定趣味性。另外科學(xué)出版社引進出版的一套小開本（32開）電子系列圖書也不錯，是日本人寫的，科學(xué)出版社翻譯出版，插圖較多，也較淺顯，不過這一系列分冊較多，內(nèi)容分得較細。
除了看書，還要足夠重視動手實踐。電路、模電、數(shù)電這些課程進行的同時都會同時開設(shè)一些試驗課，珍惜這個動手機會好好弄一弄，而不要把它當(dāng)作一個任務(wù)應(yīng)付了事。跟抄作業(yè)一樣，拷貝別人的試驗結(jié)果在高校中也是蔚然成風(fēng)，特別是幾個人一個小組的實驗，那就是個別勤奮好學(xué)的在那折騰，其他人毫不用心地等著出結(jié)果。我只想說，自己動手努力得來的成果才是甜美的，那種成就感會讓你充實和滿足。游手好閑的，到臨近畢業(yè)找工作或在單位試用時，心中那種巨大的惶恐會讓你悔不當(dāng)初。這種教訓(xùn)太多了，多少次我們都是蹉跎了歲月才回過頭來追悔莫及。除了實驗課好好準(zhǔn)備好好做之外，許多學(xué)校都設(shè)有開放性實驗室，供學(xué)生平時課余自覺來弄弄。珍惜這種資源和條件吧，工作后不會再有誰給你提供這種免費的午餐了。當(dāng)然有些學(xué)校沒有這么好的條件，或缺少器件，那同學(xué)們就在電腦上模擬一把試驗平臺吧，就是學(xué)好用好Multisim軟件。Multisim是一種電路仿真軟件，筆者上學(xué)時叫做EWB，后來隨著版本更新，先后更名為Multisim2001、Multisim7、Multisim8。這個軟件可模擬搭建各種模擬電路和數(shù)字電路，并可觀測、分析電路仿真結(jié)果。大伙可以把模電、數(shù)電中學(xué)習(xí)的電路在這軟件里面模擬一下，增加感性認識，實驗前后也可把試驗電路在軟件里模擬，看跟實際試驗結(jié)果有多大差別?？梢哉f，只要你是學(xué)電的，這個小軟件就是你上學(xué)時必須掌握的，對你的學(xué)習(xí)助益很大。另一個必須掌握的軟件那就是protel了。上學(xué)時，從小學(xué)期的綜合設(shè)計實驗到畢業(yè)設(shè)計，最后都會要求你用Protel繪出設(shè)計的電路原理圖和PCB版；工作后，Protel也是你必須掌握的基本技能，部分同學(xué)畢業(yè)后一兩年內(nèi)的工作，可能就是單純地用這軟件畫板子。Protel的版本也走過了Protel98、Protel99、Protel99SE、ProtelDXP、Protel2004的發(fā)展道路。Protel99SE、ProtelDXP、Protel2004這三個版本現(xiàn)在用得最多，目前許多學(xué)校教學(xué)或公司內(nèi)工程師使用的都還是Protel99SE，當(dāng)然若作為新的自學(xué)者直接從Protel2004學(xué)起似乎好一些。綜上所敘，作為最基本的EDA（電子設(shè)計自動化）軟件，Multisim和Protel是所有電類學(xué)生在上學(xué)時必須掌握的。其他的如Pspice、Orcad、SYstemview、MATLAB、QuartusII等等，需根據(jù)不同的專業(yè)方向選學(xué)，或是在進入研究生階段或工作后在重點學(xué)習(xí)使用。那Multisim和Protel好學(xué)么？入門應(yīng)該問題不大，讓師兄師姐指導(dǎo)指導(dǎo)，或是找一兩本入門書看一看就OK了。這里推薦一本《電路設(shè)計與仿真——基于Multisim 8與Protel 2004》（也是楊欣編著，清華社出版），作為這兩款軟件的入門學(xué)習(xí)挺不錯的，關(guān)鍵是一本書包含了兩款軟件學(xué)習(xí)，對窮學(xué)生來說比較劃算，若是花錢買兩本書分別去學(xué)這兩個軟件，就不值了，因為Multisim的入門不是很難。另用Protel畫PCB電路板學(xué)問挺大的，有必要多看一些技術(shù)文檔或是買一本高級應(yīng)用類的圖書。
2.大三大四（學(xué)習(xí)專業(yè)課，嘗試應(yīng)用）
進入大三，就涉及到專業(yè)課的學(xué)習(xí)了，本文只討論以應(yīng)用為主的專業(yè)課，其他如《電力系統(tǒng)分析》、《電機學(xué)》、《自控原理》、《信號與處理》、《高電壓》、《電磁場》等等以理論和計算為主的專業(yè)課，咱就不多提了。當(dāng)然這些課對你今后向研究型人才發(fā)展很重要，也都很讓人頭疼，要有建議也只能說是努力學(xué)、好好學(xué)，懂多少是到少（不過別指望全都懂），以后工作或接著深造用得著時再回過頭來接著補接著學(xué)，那時有工作經(jīng)驗或接觸多了有感性認識，可能學(xué)著就容易些了。
那以應(yīng)用為主的專業(yè)課又有哪些呢？不同專業(yè)方向有不同的課程，很難面面俱到。這里先簡單羅列一下，有微機原理與接口技術(shù)（也稱單片機）、開關(guān)電源設(shè)計、可編程邏輯器件（PLD）應(yīng)用、可編程邏輯控制（PLC）應(yīng)用、變頻器應(yīng)用、通信電路、數(shù)字集成電路分析與設(shè)計、DSP、嵌入式等等?？赡苡型瑢W(xué)要問：這么多東西，大學(xué)階段要想都學(xué)好不容易吧？答案是不僅是不容易，而且是不可能。這些技術(shù)每一門展開來都是復(fù)雜的一套知識，可以說，你只要精通其中一門，就可以到外邊找個不錯的工作了。而且在大學(xué)階段，這些課程也不是都要學(xué)的，而是針對不同專業(yè)方向選修其中幾門（具體選哪幾門，多研究研究你們各自的專業(yè)培養(yǎng)方案，多請教老師），學(xué)的時候爭取能動基本用法即可，真正的應(yīng)用和深入是要到工作后的；當(dāng)然你若很勤奮或有天賦，能熟練掌握某一門達到開發(fā)產(chǎn)品的程度，那畢業(yè)后找個好工作就輕而易舉了。到這里我們需要再明確一點：電子領(lǐng)域知識繁多、浩如煙海，所以一般搞硬件的公司都有較多的員工，一個研發(fā)項目是多人細致分工、共同完成的，所以我們經(jīng)常會聽到團隊意識這個名詞。因為一個人的能力有限，不可能掌握所有的知識。比如一些人專門負責(zé)搞驅(qū)動，一些人專門從事邏輯設(shè)計，一些人專門搞高頻無線，一些人專門搞測試，一些人專門設(shè)計外殼，一些人專門設(shè)計電路板等等。
看到這里可能有的同學(xué)頭都大了：那說來說去大學(xué)階段到底究竟應(yīng)該學(xué)些什么呢？說實話寫到這里我的頭也大了，電子設(shè)計涉及方方面面的東西太多了，實在不是一篇文章甚至一本書能說得清楚的。所以我決定剔除這些生澀的課程名目，大致說一下我所認為的一個電類學(xué)生或是想要成為電子工程師的自學(xué)者應(yīng)該掌握的基本的專業(yè)技能。
我認為：除了最初提到的電路分析、模擬電路、數(shù)字電路基礎(chǔ)知識外，應(yīng)了解并掌握電子元器件識別與選用指導(dǎo)、基本儀器儀表的使用、一些常用電路模塊的分析與設(shè)計、單片機的應(yīng)用、PLD的應(yīng)用、仿真軟件的應(yīng)用、電路板設(shè)計與制作、電子測量與電路測試。
電子元器件的識別與使用就不用說了，這是元素級的基礎(chǔ)，不過要想掌握好也并不容易，一些電子系學(xué)生畢業(yè)了，還認不出二極管、三極管實物、分不清電解電容的正負極等等，也不是沒有的事。還是一句話，多進進實驗室，多跑跑電子市場，多看看書。
儀器儀表的使用，大學(xué)的實驗課中你至少會用過數(shù)字萬用表，波形發(fā)生器、電源、示波器、小電機、單片機仿真機，至少要把這些東西的接線方法和用法弄懂吧。
常用電路模塊也是包羅萬相，各種放大電路、比較器、AD轉(zhuǎn)換電路、DA轉(zhuǎn)換電路、微分電路、積分電路，還有各種數(shù)字邏輯單元電路等等，只能說，大致了解吧，并學(xué)會怎么去查資料、查芯片查管腳。最基本的，做實驗或課程設(shè)計中用到的各種芯片要弄熟。
單片機，這是應(yīng)該掌握的。時下單片機種類繁多，但各大小企業(yè)用得最多的還是51系列單片機，而且價格便宜、學(xué)習(xí)資料也最全，故給自學(xué)者推薦。當(dāng)然各學(xué)校開課講的單片機型號會有所不同，沒關(guān)系，學(xué)好單片機編程，學(xué)好了一種，再學(xué)別的單片機就容易了。
PLD（可編程邏輯器件），一種集成電路芯片，提供用戶可編程，實現(xiàn)一定的邏輯功能。對可編程邏輯器件的功能設(shè)定（即要它實現(xiàn)什么功能）要有設(shè)計者借助開發(fā)工具，通過編寫程序來實現(xiàn)，這跟單片機類似。開發(fā)工具可學(xué)習(xí)Altera公司的Quartus II軟件（這是該公司的第4代PLD開發(fā)軟件，第3代是MAX+PLUS II軟件）。編程語言學(xué)習(xí)硬件描述語言VHDL或Verilog HDL。
仿真軟件最基本的就是前面說的Multisim了，另外還可學(xué)MATLAB。其他的試專業(yè)情況選學(xué)或是工作后學(xué)。電路板設(shè)計與制作主要是用Protel軟件輔助進行。這在前面已有介紹，讀者應(yīng)該也比較熟悉。
最后建議同學(xué)們積極與各類電子競賽賽事，參加一場比賽一個項目做下來，電子設(shè)計的一個流程和各環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)知識就能串起來了，對知識的融會貫通及今后走向工作崗位都有莫大裨益。
以上這些東西我說得籠統(tǒng)，深入下去又是一大堆要學(xué)的東西。還是那句話，多啃書本、多實踐！清華大學(xué)出版社有一套“電子電路循序漸進系列教程”是按照上面我所講的那個思路出的，可惜還沒出全，現(xiàn)在好像只有《單片機在電子電路設(shè)計中的應(yīng)用》、《電路設(shè)計與制板——Proetl應(yīng)用教程》、《仿真軟件教程——Multisim和MATLAB》、《常用電路模塊分析與設(shè)計指導(dǎo)》幾本。另外聽聽你們老師的意見、師兄師姐的意見，問問他們應(yīng)讀些什么書。當(dāng)然也不能盡聽盡信，翻開一本書我想你先大致看看他講得是否通俗，自己琢磨著能看懂幾分？我想能有5分懂這本書就值得一看了，示自己現(xiàn)階段的知識情況，太淺顯的書不用看了，太深的書也不要去看，看得迷迷糊糊還打擊自信心喪失了興趣。
好了，就此停筆吧。本來是要寫個書目推薦，可干癟癟的羅列一堆書目有什么意義？還是寫下這些字，讓同學(xué)們自己去思考去選擇去深入吧，希望能對你們有所幫助。
最后一句老生常談也是我的切膚之痛：大學(xué)四年會一晃而過，要學(xué)的東西太多太多，不要虛度光陰。及時當(dāng)努力，歲月不待人！
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