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標題: 單片機學習心得匯總（二) [打印本頁]

作者: hul 時間: 2013-10-13 02:46
標題: 單片機學習心得匯總（二)
第三課合格電子工程師是怎樣煉成的？

　　不好意思，第二課沒有寫完，又開一課--老樹當過老師，有毀人不倦的習慣，再者，這個問題想了很久了，也基本想通了。
　　在網絡上很多初學者在問：怎樣成為一個合格的電子工程師？
　　這個問題有很多答案。老樹談談自己的看法。
　　第一步入門-51核心和基本電路
　　中國人有10億啊，每年有多少大學生畢業呢？我不知道。但是我看到有一張照片，招聘會上熙熙攘攘，人來人往，十分震撼。從來沒有一個時刻讓我感覺到中國的人力資源是如此的豐富。但是，從現在的大學畢業出來的學生學到了什么東西呢？一些理論，跟實際脫鉤的理論。有沒有用呢？有點用。但是，在企業中，需要的是實際干點事情出來，實際解決問題。所以說，很多企業不想要大學本科出來的大學生，說動手，沒有動手能力，不知道電阻電容長得什么樣子，能夠做什么？但是又自視甚高，對工資的期望值比較高。等到能夠干點事情了，又拍拍屁股跑了。所以企業現在喜歡使用大專中專甚至是職業學校培訓出來的小孩，至少這些孩子們知道自己的份量，能夠實實在在地做事。要知道，他們很多人的天賦并不差，有些人甚至可以說聰明，只是因為很多人是家庭條件不好，打小就是苦孩子，沒有條件接受良好的教育。一旦給機會，他們都比較珍惜。
　　現在的大學，誤人子弟甚多。擴招是沒有錯，但是，實驗室擴了嗎？教室擴了嗎？教師擴了嗎？至少實驗室是沒有擴。老樹認得的一個研究生說，只有到了一個階段，才能到實驗室作實驗。很多導師就是把學生當奴隸一樣干活，要是在干活中能夠學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的勞力了，學不到東西，活倒干了不少。
　　但是，既然學生要拿文憑，要應付考試，沒有辦法，那怎么自救？
　　如果勵志要做一名出色的電子工程師，老樹可以談談自己的看法。
　　做一個電子工程師，先從51學起，這是得到公認的。不需老樹饒舌。
　　首先，去買一個開發板，越便宜的越好，在上面可以練練keil C。最好再買一個仿真器，這樣調試的效率高。當然這個不便宜，但是我覺得可以志同道合的哥幾個合買。反正1天24小時，每人8個小時輪流上，有個幾個月，C51語言也就差不多了。
　　其次，看看老樹的文章，看看需要學點什么基本的東西。北京的大學生有福啊，沒事到中發去轉轉，認認老樹的文章上說得哪些電阻、電容、三極管、芯片、接插件什么的，看看自己的電腦上的主板、網卡、聲卡、顯卡是怎么畫的，找找感覺，這些板卡都是高手的杰作啊。
　　構思一個小的產品，按照老樹文章上的思考題，找本protel99se的書，從每個菜單練起，循序漸進，從單片機最小系統->輸入->LED->RS232/RS422/RS485->固態繼電器、繼電器等原理圖畫起，邊畫邊學，一點一點做，做好了，最好找個高手看看，找出毛病在哪里，再反復改進。在這樣的模擬實戰中找到感覺。
　　推薦老虎工作室的protel 99系列4本，寫的還是循序漸進的，當然不便宜；咬咬牙，可以合買一套，輪著看。
　　順便說一句我對市場上的開發板的看法，這些開發板當然都不錯，但是，只能學到語言，不能教你畫原理圖和PCB，實際做的時候，還是需要高手帶一帶是最快的。我就是一個朋友教我的，也就半天的功夫，就會了。當時還是DOS下的protel 3.16版本。
　　以戰養戰。找個公司、企業，幫他們做個小產品，既能得到公司的高手的指點，又能賺到一筆費用，豈不甚佳？這時，你的開發板、仿真器的費用就出來了。從原理圖->PCB->C51，單片機也入門了。
　　第二步：登堂入室-掌握系統的電路知識
　　這時，需要對電子技術的所有東東進行全面的了解，主要是看看雜志、BBS、網站上的技術文章、何立民先生主持編著的《單片機應用技術大全》系列，將單片機和它的配套的電路，輸入輸出、通訊等等做一個全面的了解。目標是為什么？系統的技術儲備。知道什么問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，解決實際問題是非常有好處的。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。
　　老樹在國營研究所的時候，曾經有一段時間無所事事，就是在那一兩年的時間內將研究所的技術雜志看了一遍，尤其是《電子技術應用》。打下了一個良好的基礎。
　　這時，爭取機會，學習高手們的硬件設計。一個比較快的辦法就是到工控機的廠家那里，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。記得老樹第一次看到國外的一個器件，到處去問，也不知道是什么東東。后來在四通工控那里看到了，原來是固態繼電器。這時，腦子里關于固態繼電器的知識都冒出來了。再一看，配套市場大把的。
　　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，也熟視無睹。
　　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。畢竟一個產品，不是只會單片機就可以了，還是需要很多的外圍電路，按照何老師的分類，前向、后向、人機、互相通道等，才能做成一件產品的。
　　這個時候，抓住任何機會，去參與一個大型產品開發，在其中做一件事情，你可以學到溝通、協作、界面等產品開發的一些要素。
　　第三步：勤奮至卓越
　　中國人多啊，每個人都是智商100，誰比誰傻啊。憑什么你比別人強？你能有好的工作、好的收入，你能香車寶馬，醇酒美人？老樹認為，沒有別的辦法，就是靠勤奮。
　　勤奮學習-這個道理大家知道，知識就是金錢啊；
　　勤奮工作-想比別人多賺錢，在智商相同的情況下，就是靠多付出時間干活，再提高工作效率。別人5×8小時工作，你是7×16小時，再提高工作效率一倍，你不久賺了比別人多5倍的錢嗎？老樹公司有2個員工，原來在老家種蘋果，沒有賺到錢，到老樹的公司中干活，計件，活忙的時候，早晨8：00起來，晚上12：00收工，年底也賺了一筆錢回家，高高興興，老樹也開心，原來一屋子人干的活，現在2個人干了，公司管理省事了，員工也賺到了錢。
　　開發也是一樣。當然，這個需要你的公司有這個機制，多勞多得的機制。但是，要是現在沒有，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，長自己的本事。另一方面，多干活，才能快速增長本事，技術才能躍變、突破，登堂入室，再得心應手、出神入化。至少，熟練工種是沒有問題的吧。
　　就象一壺水，老是小火，燒了半天，也是溫吞水；可是大火一上，一會就開了，就是這個意思。
　　你看《射雕英雄轉》中的郭靖，沒有別的本事，就是傻練，有一天開竅了，如有神助。技術這個東西就是這樣，突破了門檻，就是坦途。需要勤奮勤奮再勤奮。有一天這個日子來了，你就苦盡甘來了。
　　勤奮還有另外一個含意，就是天道酬勤。其實是每個人看見勤奮的人，都會給他機會的，覺得幫助這樣的人，高興；把事情放在他的手里，也放心。
　　還有一個含意是觸類旁通。知識需要很多的參照物，去比較、聯想、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，你的知識已經不是簡單的累加了，已經質變了。
　　如果你在這個單位，勤奮了，也出成果了，就是沒有得到公平的待遇，也沒有關系。換一個環境就是了，總有人會欣賞你的。再說了，付出總有回報。
　　有些人習慣怨天尤人，沒有好的老爸老媽，沒有好的老師，沒有好的同伴，沒有好的環境，沒有好的老板。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的。
　　第四步：溝通、協作
　　原來還有，現在越來越少，做一個小的產品，就可以生活無憂。
　　現在這種情況越來越少了。在任何一個單位，將一個產品做好，都需要與同伴主動溝通，與不同部門的人互相協作。經常是跟不同單位的人溝通完成意見事情。
　　第五課單片機系統設計初探
　　5.1 概述
　　所謂系統，就是說，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
　　2)　　串行接口（RS232/485/can bus/以太網/USB）
　　3)　　開關量（TTL，電流環路，干接點）
　　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/USB）
　　2)　　開關量（TTL、電流環路、干接點、功率驅動）
　　3)　　模擬量（4~20ma， 0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信號））
　　4)　　LED顯示：發光管、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，作為一個電子工程師，需要掌握以上所有方面的知識，才能做到兵來將擋，水來土掩，無論設計任務有什么樣的需求，都能應付自如，有多種方法可以實現同樣的目標，從中找到一個成本最低、質量最高、可靠性最好的解決方案。
　　實際上，無論從事任何一種工作，對于本行業所需要掌握的知識應該是全面而系統的；一開始，由于工作經歷的欠缺，沒有實際的經驗，但是，可以通過廣泛的閱讀構成系統的知識框架；形成這個框架后，在工作中親身實踐，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、充實、正確。
　　5.2 任務分析
　　5.2.1 初步判斷采用何種單片機完成此項任務
　　1)干接點
　　就是類似于機械接點，最簡單的就是按鍵，一般來說是輸入、輸出的繼電器的接點信號；無源；
　　2）平衡信號：
　　類似RS422、RS485信號，是信號之間相互比較，來判斷是數字信號的1還是0；不容易收到干擾，傳輸距離遠；但是，最好使用雙絞線來傳輸；
　　3）非平衡信號：
　　單端接地的信號，如：TTL電平、RS232等都是，特點是有一個公共的參考電壓，容易受到干擾，傳輸距離近；
　　可以通過網絡來查詢準確的解釋。
　　4）線性電路
　　類似于音頻放大電路就是，特點是：
　　要求輸入和輸出形成了一個線性對應的關系；
　　5）非線性電路
　　比如：無線電電路中的混頻器，將2個頻率合在一起，生成第三個頻率，就是非線性電路。
　　好像還沒有聽說線性信號和非線性信號。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
　　1．
　　選用何種單片機
　　在我們的這個課程中，當然是選用51系列的CPU了；
　　實際上，可以選用的CPU的種類很多，從處理能力來說：
　　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，選用合適的單片機完成任務。
　　對初學者而言，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）來完成設計任務。
　　2．
　　初步設計－寫出任務書
　　1）按照表格，對任務進行分析，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、是否需要實時時鐘等；選用什么調理電路，等等；
　　2）在確認單片機能夠勝任工作后，對單片機的資源進行規劃：
　　1．　　內存分配
　　2．　　I/O口分配
　　3．　　定時器分配工作
　　4．　　外部中斷分配
　　3）　　單片機外圍電路確認－開關量輸入和輸出調理電路（模擬量電路暫時不考慮）
　　4）　　在以上分析的基礎上，設計單片機硬件框圖
　　5）　　形成任務書初稿
　　6）　　討論－修改－通過
　　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
　　盡量選用著名品牌中的價格便宜的兼容器件；
　　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，選用功能滿足價格便宜的器件，不同廠家之間的同樣的芯片價格相差比較遠
　　10）　　電路板與機箱之間的安裝關系
　　11）　　形成詳細設計初稿
　　12）　　討論－修改－通過
　　4．　　在大腦中模擬電路板的外形、幾何尺寸和功能
　　就好像是三維動畫一樣，電子工程師需要在大腦中，在設計的整個過程中，對電路板的外形、接口、幾何尺寸、功能等反復在從各個角度去觀察、構思，就好像有一個實際的電路板在腦子里一樣，謀定而后動；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、接線端子　　7、 LED發光管　　8、 8字（共陽和共陰）　　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、max7129 　　七、電源設計　　1、開關電源：器件的選擇　　2、線性電源：　　1) 變壓器　　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、看門狗　　3、信號　　九、設計思路　　1、電源：電壓和電流　　2、接口：串口、開關量輸入、開關量輸出　　3、開關量信號輸出調理　　1) TTL―>繼電器　　2) TTL―>繼電器（反向邏輯）　　3) TTL―>固態繼電器　　4) TTL―>LED（8字）　　5) 繼電器―>繼電器　　6) 繼電器―>固態繼電器　　4、開關量信號輸入調理　　1) 干接點―>光耦　　2) TTL―>光耦　　5、 CPU處理能力的考慮　　6、成為產品的考慮：　　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？選用功能滿足價格便宜的器件　　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、3個、4個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) 顯示驅動和驅動器件　　5、設計一個PCL725和MOXA C168P的接口板　　1) 電源：DC5V 　　2) 接口：PCL725/MOXA 8個RS232 　　1. PCL725，直立DB37，孔　　2. MOXA C168P，DB62彎　　3) 開關量輸出信號調理：6個固態繼電器和8個繼電器，可以被任何一路信號控制和驅動，接口：固態繼電器5.08直立，繼電器3.81直立　　4) 開關量輸入調理：干接點閉合為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. 無需光電隔離　　4. 接口形式：DB9（針）直立　　一、匯編語言　　二、 C51 　　該部分可以從市場上買到的N種開發板上學到，至于第一部分，需要人來帶吧

作者: longlong899 時間: 2013-10-31 22:48
　這個時候，抓住任何機會，去參與一個大型產品開發，在其中做一件事情，你可以學到溝通、協作、界面等產品開發的一些要素。

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