合格的电子工程师需要掌握的知识和技能Word格式文档下载.docx

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121161；

13max691；

14max485/75176；

15mc1489；

16mc1488；

17ICL232/max232；

1889C51。

四、分立器件

2电阻：

功耗和容值；

3电容：

1）独石电容；

2）瓷片电容；

3）电解电容。

4电感；

5电源转换模块；

6接线端子；

7LED发光管；

88字（共阳和共阴）；

9三极管2N5551；

10蜂鸣器。

五、单片机最小系统

1单片机；

2看门狗和上电复位电路；

3晶振和瓷片电容。

六、串行接口芯片

1eeprom；

2串行I/O接口芯片；

3串行AD、DA；

4串行LED驱动、max7129。

七、电源设计

1开关电源：

器件的选择；

2线性电源：

1）变压器；

2）桥；

3电源的保护：

1）桥的保护；

2）单二极管保护。

八、维修

1电源；

2看门狗；

3信号。

九、设计思路

1电源：

电压和电流；

2接口：

串口、开关量输入、开关量输出；

3开关量信号输出调理：

1）TTL―>

继电器；

2）TTL―>

继电器（反向逻辑）；

3）TTL―>

固态继电器；

4）TTL―>

LED（8字）；

5）继电器―>

6）继电器―>

固态继电器。

4开关量信号输入调理：

1）干接点―>

光耦；

光耦。

5CPU处理能力的考虑；

6成为产品的考虑：

1）电路板外形：

大小尺寸、异形、连接器、空间体积；

2）电路板模块化设计；

3）成本分析；

4）器件的冗余度:

（1）电阻的功耗；

（2）电容的耐压值等。

5）机箱；

6）电源的选择；

7）模块化设计；

8）成本核算：

（1）如何计算电路板的成本？

（2）如何降低成本？

（3）选用功能满足价格便宜的器件。

十、思考题

1如何检测和指示RS422信号；

2如何检测和指示RS232信号；

3设计一个4位8字的显示板：

1）电源：

DC12；

2）接口：

RS232；

3）4位3”8字（连在一起）；

4）亮度检测；

5）二级调光；

4设计一个33位1”8字的显示板：

DC5V；

3）3排11位8字，分4个、3个、4个3组，带行与行之间带间隔；

4）单片机最小系统；

5）译码逻辑；

6）显示驱动和驱动器件。

5设计一个PCL725和MOXAC168P的接口板：

PCL725/MOXA8个RS232；

（1）PCL725，直立DB37，孔；

（2）MOXAC168P，DB62弯。

3）开关量输出信号调理：

6个固态继电器和8个继电器，可以被任何一路信号控制和驱动，接口：

固态继电器5.08直立，继电器3.81直立；

4）开关量输入调理：

干接点闭合为1或0可选，接口：

3.81直立；

5）RS232调理：

（1）LED指示；

（2）前4路RS232全信号，后4路只需要TX、RX、0；

（3）无需光电隔离；

（4）接口形式：

DB9（针）直立。

第二部分：

软件知识

一、汇编语言；

二、C51；

该部分可以从市场上买到的N种开发板上学到，至于第一部分，需要人来带吧。

为什么要掌握这些知识？

实际上，电子工程师就是将一堆器件搭在一起，注入思想（程序），完成原来的这些器件分离时无法完成的功能，做成一个成品。

所需要的技能越高、功能越复杂、成本越低、市场上对相应的东东的需求越大，就越成功。

这就是电子工程师的自身的价值。

从成本到产品售出，之间的差价就是企业的追求。

作为企业的老板，是在市场上去寻找这样的应用；

对电子工程师而言，是将老板提出的需求或者应用按照一定的构思原则（成本最低、可靠性最高、电路板最小、功能最强大等）在最短的时间内完成。

最短的时间，跟电子工程师的熟练程度、工作效率和工作时间直接有关。

这就是电子工程师的价值。

将电子产品抽象成一个硬件的模型，大约有以下组成：

1）输入；

2）处理核心；

3）输出。

输入基本上有以下的可能：

1）键盘；

2）串行接口（RS232/485/canbus/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/canbus/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。

51系列单片机现在看来，只能做一些简单的应用，说白了，这个芯片也就是做单一的一件事情，做多了，不如使用arm来做；

还可以在arm上加一个操作系统，程序既可靠又容易编写。

最近三星的arm受到追捧，价格便宜，以太网和USB的接口也有，周立功的开发系统也便宜，作为学习ARM的产品来说，应该是最好的；

作为工业级的控制，是不是合适，在网友中有不同的看法和争议。

本公司使用atmelARM91系列开发的1个室外使用的产品，在北京室外使用，没有任何的通风和加热的措施，从去年的5月份到现在，运行情况良好。

已经有个成功应用的案例。

但对于初学者来说，应该从51着手，一方面，51还是入门级的芯片，作为初学者练手还是比较好的，可以将以上的概念走一遍；

很多特殊的单片机也是在51的核的基础上增加了一些I/O和A/D、D/A；

也为今后学习更高一级的单片机和ARM打下基础。

再说了，哪个老板会将ARM级别的开发放在连51也没有学过的新手手中？

在51上面去做复杂的并行扩展是没有必要的，比如，扩展I/O口和A/D、D/A等等，可以直接买带有A/D、D/A的单片机；

或者直接使用ARM，它的I/O口线口多。

可以使用I2C接口的芯片，扩展I/O口和A/D、D/A，以及SPI接口扩展LED显示，例如：

MAX7219等芯片。

市面上一些比较古老的书籍中还有一些并行扩展的例子，如：

RAM、EPROM、A/D、D/A等，我觉得已经没有必要去看了，知道历史上有这些一回事就行了；

这些知识，是所有产品都具备的要素。

所以要学，再具体应用。

第一课：

51单片机最小系统

实际上，51单片机核心外围电路是很简单的，一个单片机＋一个看门狗＋一个晶振＋2个磁片电容。

1）单片机：

atmel的89C51系列、winbond的78E52系列，还有philips的系列，都差不多；

现在有一些有ISP（在线下载的），就更好用了；

2）看门狗：

种类很多，我常用的有max691/ca1161和DS1832等，具体看个人习惯、芯片工作电压、封装等。

Max系列和DS系列，还有IMP公司的，种类很多，一般只需要有最基本的功能就可以了；

原来我使用max691，但是max691比较贵，因为它有电池切换功能，后来新设计电路板，就都采用ca1161了。

很早以前的电路设计中，现在可能还有人使用，使用一个电阻和一个电容达成的上电复位电路；

但是，这样的复位电路一个是不可靠，为什么不可靠，网络上能找得到专门论述复位电路的文章；

更重要的是，51系列的单片机比较容易受到干扰；

没有看门狗电路是不行的，当程序跑飞时，回不来了，死在那里。

常规的做法是买一个专门的看门狗电路，完成复位电路和看门狗电路的功能。

这些芯片的资料很容易在网络上找到，通常使用XX搜索就可以了；

看见有PDF的字样，就点击下载；

使用网际快车flashget下载也是最好的。

这些资料通常是pdf格式的文件，所以，还需要一个pdf的阅读器。

XX网址：

网际快车下载网址：

PDF阅读器下载网址：

实际上，有了XX和其它的搜索引擎，很方便下载到这些芯片的资料，比光盘还方便，不需要去到处找。

单片机和单片机抗干扰能力是不一样的。

如果你的产品是工作在干扰比较大的环境，可以试试选用不同品牌的单片机；

原来我在一个光电所，做YAG激光治疗机的控制部分，脉冲激光机的电源放电的时候，能量是很大的，在采取了所有能够想到的光电隔离等措施之后，还是不行；

后来，选用了intel的8031，就可以了。

小声的说：

当时的philips的单片机抗干扰性能是最差的，可能跟Philips主要是用在民用领域有关。

现在不知道怎么样了，有人知道的话告诉我。

单片机的输入输出口线是最容易引进干扰的地方；

在严重干扰的情况下，需要将所有的口线光电隔离。

3）晶振：

一般选用11.0592M，因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率；

也可以使用36.864M，这个频率是1.8432M的20倍，看别人的电路板上用过，我也没有用到。

这2种晶振很容易买到，价钱跟12M的一样。

书上说，12M的晶振也能得到9600的波特率，但是，实际用的时候，会每隔一段时间就出错一次，好像累积误差一样，比较奇怪。

即使你的单片机系统不使用RS232接口，也可以做一个Rs232，留着做测试，或者预留等等，没有坏处。

除非你的单片机系统的口线不够用了。

4）磁片电容：

22pf～30pf，可以在有些书上找到什么晶振频率对应什么容量的磁片电容，但是，我都是随便拿来使用，反正在11.0592M下，都没有问题；

如果你用到了更高的频率，最好还是找找资料看看。

参见以下电路图：

如果你的单片机系统没有工作，检查步骤如下：

1）查看门狗的复位输出，可能的话在电路板上加一个LED，下拉，这样看起来就更方便；

要是看门狗复位信号有，往下；

2）查单片机，看看管脚有没有问题；

一般编程器能够将程序写入，说明单片机是好的；

最好手头上准备一个验证过的单片机，内部有一个简单的程序，比如，在某个口线上输出1个1秒占空比的方波等，可以使用万用表测量。

加一句：

设计产品时，要在关键的地方：

电源、串口、看门狗的输出和输入、I/O口等加不同颜色的LED指示，便于调试；

作为批量大的产品，可以去掉部分LED，一方面是降低成本、一方面是流程保密；

3）再查磁片电容，有些瓷片电容质量不行，干脆换了；

顺便说一下，换器件最好使用吸锡带，将焊盘内的锡吸干净，再将器件拔出，这样不会损伤焊盘内的过孔。

再将新的瓷片电容焊接上去的时候，用万用表量量是好的再焊；

4）最后只有换晶振了；

切记要买好的晶振，有些品牌质量比较好；

5）以上按照以上步骤检测时，将无关的外围芯片去掉；

因为有一些是外围器件的故障导致单片机最