單片機(jī)學(xué)習(xí)心得匯總二.

第三課 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(dāng)過(guò)老師，有毀人不倦的習(xí)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(guó)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(guó)的人力資源是如此的豐富。但是，從現(xiàn)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(zhǎng)得什么樣子，能夠做什么？但是又自視甚高，對(duì)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(xiàn)在喜歡使用大專(zhuān)中專(zhuān)甚至是職業(yè)學(xué)校培訓(xùn)出來(lái)的小孩，至少這些孩子們知道自己的份量，能夠?qū)崒?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?yàn)楹芏嗳耸羌彝l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(jī)會(huì)，他們都比較珍惜。
　　現(xiàn)在的大學(xué)，誤人子弟甚多。擴(kuò)招是沒(méi)有錯(cuò)，但是，實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)了嗎？教室擴(kuò)了嗎？教師擴(kuò)了嗎？至少實(shí)驗(yàn)室是沒(méi)有擴(kuò)。老樹(shù)認(rèn)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(yàn)室作實(shí)驗(yàn)。很多導(dǎo)師就是把學(xué)生當(dāng)奴隸一樣干活，要是在干活中能夠?qū)W到東西那就算是運(yùn)氣好的；運(yùn)氣不好的，直接就是導(dǎo)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(yīng)付考試，沒(méi)有辦法，那怎么自救？
　　如果勵(lì)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(rèn)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(diào)試的效率高。當(dāng)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(zhuǎn)轉(zhuǎn)，認(rèn)認(rèn)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(gòu)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(jī)最小系統(tǒng)->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(fù)改進(jìn)。在這樣的模擬實(shí)戰(zhàn)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(dāng)然不便宜；咬咬牙，可以合買(mǎi)一套，輪著看。
　　順便說(shuō)一句我對(duì)市場(chǎng)上的開(kāi)發(fā)板的看法，這些開(kāi)發(fā)板當(dāng)然都不錯(cuò)，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(dāng)時(shí)還是DOS下的protel 3.16版本。
　　以戰(zhàn)養(yǎng)戰(zhàn)。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(fèi)用，豈不甚佳？這時(shí)，你的開(kāi)發(fā)板、仿真器的費(fèi)用就出來(lái)了。從原理圖->PCB->C51，單片機(jī)也入門(mén)了。
　　第二步：登堂入室-掌握系統(tǒng)的電路知識(shí)
　　這時(shí)，需要對(duì)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的《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全》系列，將單片機(jī)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(biāo)是為什么？系統(tǒng)的技術(shù)儲(chǔ)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(duì)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(guó)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(nèi)將研究所的技術(shù)雜志看了一遍，尤其是《電子技術(shù)應(yīng)用》。打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
　　這時(shí)，爭(zhēng)取機(jī)會(huì)，學(xué)習(xí)高手們的硬件設(shè)計(jì)。一個(gè)比較快的辦法就是到工控機(jī)的廠家那里，看看工控機(jī)的板卡和調(diào)理板是怎樣設(shè)計(jì)的，都使用了哪些東西。記得老樹(shù)第一次看到國(guó)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(shí)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(shí)和力量。畢竟一個(gè)產(chǎn)品，不是只會(huì)單片機(jī)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(jī)、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(jī)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(guó)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(qiáng)？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(rèn)為，沒(méi)有別的辦法，就是靠勤奮。
　　勤奮學(xué)習(xí)-這個(gè)道理大家知道，知識(shí)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(jì)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(xiàn)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(dāng)然，這個(gè)需要你的公司有這個(gè)機(jī)制，多勞多得的機(jī)制。但是，要是現(xiàn)在沒(méi)有，你要不要這樣干呢？
　　我認(rèn)為，需要。一方面，干別人的活，練自己的技術(shù)，長(zhǎng)自己的本事。另一方面，多干活，才能快速增長(zhǎng)本事，技術(shù)才能躍變、突破，登堂入室，再得心應(yīng)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(zhuǎn)》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(jī)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(shí)需要很多的參照物，去比較、聯(lián)想、萃取、升華。換句話，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(bào)，你的知識(shí)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(bào)。
　　有些人習(xí)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(zhǎng)的。
　　第四步：溝通、協(xié)作
　　原來(lái)還有，現(xiàn)在越來(lái)越少，做一個(gè)小的產(chǎn)品，就可以生活無(wú)憂。
　　現(xiàn)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(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)初探
　　5.1 概述
　　所謂系統(tǒng)，就是說(shuō)，除了單片機(jī)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(hào)））
　　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(qū)動(dòng)）
　　3)　　模擬量（4~20ma， 0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信號(hào)））
　　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(jī)，主要就是51系列
　　2)　　32位arm單片機(jī)，主要有atmel和三星系列
　　3)　　還有一些專(zhuān)用的單片機(jī)，例如：MPS430，水表、電表、洗衣機(jī)、空調(diào)的單片機(jī)等等
　　所謂系統(tǒng)，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(shí)，才能做到兵來(lái)將擋，水來(lái)土掩，無(wú)論設(shè)計(jì)任務(wù)有什么樣的需求，都能應(yīng)付自如，有多種方法可以實(shí)現(xiàn)同樣的目標(biāo)，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(duì)于本行業(yè)所需要掌握的知識(shí)應(yīng)該是全面而系統(tǒng)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(yàn)，但是，可以通過(guò)廣泛的閱讀構(gòu)成系統(tǒng)的知識(shí)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(xì)節(jié)，使之不斷豐滿、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(jī)完成此項(xiàng)任務(wù)
　　1)干接點(diǎn)
　　就是類(lèi)似于機(jī)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(hào)；無(wú)源；
　　2）平衡信號(hào)：
　　類(lèi)似RS422、RS485信號(hào)，是信號(hào)之間相互比較，來(lái)判斷是數(shù)字信號(hào)的1還是0；不容易收到干擾，傳輸距離遠(yuǎn)；但是，最好使用雙絞線來(lái)傳輸；
　　3）非平衡信號(hào)：
　　單端接地的信號(hào)，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(zhǔn)確的解釋。
　　4）線性電路
　　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)線性對(duì)應(yīng)的關(guān)系；
　　5）非線性電路
　　比如：無(wú)線電電路中的混頻器，將2個(gè)頻率合在一起，生成第三個(gè)頻率，就是非線性電路。
　　好像還沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)線性信號(hào)和非線性信號(hào)。只有模擬量和數(shù)字量信號(hào)；
　　6）模擬量和數(shù)字量
　　模擬量是連續(xù)變化的信號(hào)，如：0～5V，4～20mA等；
　　數(shù)字量是只有0、1兩種情況。
　　5.2
　　51單片機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)思
　　1．
　　選用何種單片機(jī)
　　在我們的這個(gè)課程中，當(dāng)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(jī)
　　2）　　8位單片機(jī)
　　3）　　16位單片機(jī)
　　4）　　32位ARM
　　就8位單片機(jī)，有專(zhuān)用的、通用的；也有高速的，還有的單片機(jī)具有A/D、D/A等各種資源；
　　需要根據(jù)你的任務(wù)，選用合適的單片機(jī)完成任務(wù)。
　　對(duì)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(jī)，如：89C51/52/54/58、78E52/54/58、77E58（雙串口）來(lái)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
　　2．
　　初步設(shè)計(jì)－寫(xiě)出任務(wù)書(shū)
　　1）按照表格，對(duì)任務(wù)進(jìn)行分析，判斷單片機(jī)的資源是否夠，如：運(yùn)算速度，是否需要擴(kuò)展、是否需要串口、是否需要實(shí)時(shí)時(shí)鐘等；選用什么調(diào)理電路，等等；
　　2）在確認(rèn)單片機(jī)能夠勝任工作后，對(duì)單片機(jī)的資源進(jìn)行規(guī)劃：
　　1．　　內(nèi)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(jī)外圍電路確認(rèn)－開(kāi)關(guān)量輸入和輸出調(diào)理電路（模擬量電路暫時(shí)不考慮）
　　4）　　在以上分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)單片機(jī)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(xì)設(shè)計(jì)
　　1）　　原理圖
　　2）　　有3.3V和5V的混合邏輯設(shè)計(jì)嗎?
　　3）　　PCB尺寸、定位孔和安裝方式
　　1．　　是正方形、長(zhǎng)方形、圓形、三角還是其它的特殊形狀？
　　2．　　是ISA總線嗎？
　　3．　　是PCI總線嗎？
　　4．　　是歐標(biāo)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(duì)應(yīng)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(jī)箱內(nèi)是否有打架的地方？
　　7）　　器件選型
　　盡量選用著名品牌中的價(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(jì)算電阻、變壓器的功耗，適當(dāng)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(duì)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(fèi)、器件費(fèi)和焊接、調(diào)試費(fèi)用），作出預(yù)算，盡量降低成本，選用功能滿足價(jià)格便宜的器件，不同廠家之間的同樣的芯片價(jià)格相差比較遠(yuǎn)
　　10）　　電路板與機(jī)箱之間的安裝關(guān)系
　　11）　　形成詳細(xì)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)電路板的外形、接口、幾何尺寸、功能等反復(fù)在從各個(gè)角度去觀察、構(gòu)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(dāng)然，這不是一蹴而就的。