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从 51 初学者到电子工程师(初学者请看)
很多电子工程师在某个方面精深钻研,成为某一个特殊领域的专家,从一开始的养家糊口、
慢慢小有收益、最后宝马豪宅,也是有的;这些电子工程师可能没有全面掌握这些知识,
因为这些行业用不上,例如,液晶显示器,很多行业就不需要;但是,对于一个初学者,
我认为,这个提纲是切合实际的,对于面向控制而言,已经基本够用了;对于初学者,全
面地掌握这些知识是很有必要的,因为你不知道今后需要使用什么哪些知识,而这些知识,
以上你会在今后的工作中使用上,因为这是都是最基本的。熟练掌握这些知识和应用,
根据不同的地区、行业和老板,月薪应该可以在 元~ 元之间,甚至更高。其
实,可能有些你用不上,但是知道了也没有坏处;所谓书到用时方很少,又有谓艺不压身。
知识=月薪=年薪=金钱=香车宝马=……,呵呵。
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:
输入
处理核心
输出
输入基本上有以下的可能:
键盘
串行接口(以太网)
开关量(,电流环路,干接点)
模拟量(、、(平衡和非平衡信号))
输出基本上有以下组成:
串行接口(以太网)
开关量(、电流环路、干接点、功率驱动)
模拟量(,,(平衡和非平衡信号))
显示:发光管、八字
液晶显示器
蜂鸣器
处理核心主要有:
位单片机,主要就是 系列
位 单片机,主要有 !" 和三星系列
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 来做;还可以在 上加一个操作系统,程序既可靠又容
易编写。
最近三星的 受到追捧,价格便宜,以太网和 的接口也有,周立功的开发系统也
便宜,作为学习 #$ 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 !"#$% 系列开发的 个室外使用的产品,
在北京室外使用,没有任何的通风和加热的措施,从去年的 月份到现在,运行情况良好。
已经有个成功应用的案例。
但对于初学者来说,应该从 着手,一方面, 还是入门级的芯片,作为初学者练手还
是比较好的,可以将以上的概念走一遍;很多特殊的单片机也是在 的核的基础上增加
了一些 &' 和 #、#;也为今后学习更高一级的单片机和 #$ 打下基础。再说了,哪
个老板会将 #$ 级别的开发放在连 也没有学过的新手手中?
在 上面去做复杂的并行扩展是没有必要的,比如,扩展 &' 口和 #、# 等等,可以
直接买带有 #、# 的单片机;或者直接使用 #$,它的 &' 口线口多。可以使用 &(
接口的芯片,扩展 &' 口和 #、#,以及 )& 接口扩展 显示,例如:$#*+%
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:#$、)'$、#、#
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。
说一个小的故事:野人献曝。
从前,有一个农民,冬天干了活后,休息晒太阳。好舒服呀。
他想,这么舒服的享受,我要献给国王,让他也能得到享受。
于是他兴冲冲地到了王宫,将他的宝贵经验献给了国王。
我现在就象这个农民,把自己认为很宝贵的经验献给大家。希望大家多提宝贵意见;拍板
砖也可以,骂我也无所谓,呵呵,随便。
第一课: 单片机最小系统
实际上, 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+ 个
磁片电容;
单片机: !" 的 %( 系列、,-./ 的 + 系列,还有 01-"-0 的系列,都
差不多;现在有一些有 &)(在线下载的),就更好用了;
看门狗:种类很多,我常用的有 2% 和 等,具体看个人习惯、
芯片工作电压、封装等。$2 系列和 系列,还有 &$) 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 2%,但是 2% 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 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, 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,通常使用百度搜索就可以了;看见有 )3 的字样,
就点击下载;使用网际快车 415! 下载也是最好的;
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 6#7 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 - !" 的 ,就可以了。小声的说:当时的 01-"-0 的单片机
抗干扰性能是最差的,可能跟 )1-"-0 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。
晶振:一般选用 %$,因为可以准确地得到 % 波特率和 % 波特率;也
可以使用 $,这个频率是 $ 的 倍,看别人的电路板上用过,我也没有
用到。这 种晶振很容易买到,价钱跟 $ 的一样。书上说,$ 的晶振也能得到
% 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 接口,也可以做一个 ,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。
磁片电容:08~08,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 %$ 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:
查看门狗的复位输出,可能的话在电路板上加一个 ,下拉,这样看起来就更方便;
要是看门狗复位信号有,往下;
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
个 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、&' 口等加
不同颜色的 指示,便于调试;作为批量大的产品,可以去掉部分 ,一方面是降低
成本、一方面是流程保密;
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;
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。
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
单片机最小系统没有工作。
我准备写的有以下几课:
第二课基本的芯片和分立器件
简述
+ 系列
( 系列
光耦与光电管
三极管
电容电阻
+固态继电器
继电器
%变压器和三端稳压器
开关电源芯片
封装知识、芯片批号等
接插件
器件选购的知识
第三课数字量的输入输出
第四课单片机的通讯接口
第五课单片机系统设计的硬件构思
第六课单片机程序的框架(汇编版本)
第七课模拟量的输入输出
99
各位多提宝贵意见。
保证实用。如果程序里面有一些例程,也是已经经过测试可以拿来就用的;实际上是我早
年的一些产品的程序的一部分;不好意思,都是汇编的。
写的时间只有周末会多一些,可以保证做到一周一课;尽量能够提前,但是这要看看工作
忙不忙了。
坊间有一些参考书,准备今天上午到北京中发市场转了一圈,我记得以下参考书目较好:
周航慈:《单片机程序设计》
徐涵芳:《$(: 单片机结构与设计》
;何立民:《》
有了这些就基本够用了;其它的很多都是资料的翻译;如果英文不好,可以看看;英文好
的话,可以不必了,省电钱买开发系统和编程器、开发板什么的,需要什么资料直接下载
)3 文件好了。
要想成为电子工程师,需要宽带,在家里安装包月的 /" 或者长宽,绝对值得。
实际上,网络上什么都有了,就是一个网络数据库,要好好利用。
网上自有黄金屋,网上自有颜如玉……
第二课基本的芯片和分立器件
简述
有必要对以下系列的芯片和分立器件进行介绍。
除了单片机作为控制器的核心外,作为一个产品,由很多东西构成;所以,在讲系统之前,
先将这些零零碎碎的东西一并交待。就好像一栋房子,有各种各样的构件组成,下面的这
些东东就像砖瓦一样,没有不行。
+ 系列芯片
+ 系列的芯片的下载地址:
1 0<,,,/-.##=1
1 0<,,,>. ,0"?1
1 0<,,,./.,".//-5- 0/8+22/!8" 1
+ 系列的芯片是古老的一族,大部分的芯片现在均已不用了,但是,实际上,在目前的系
统中,还能看到一些芯片,有些芯片现在还在系统中使用,例如:
、+@ 个反相门
下载地址:
1 0<,,,1A!,./.! /! -"0B0/-/C
将输入的 逻辑反相,如::D,:D
、++@ 个集电极开路门
下载地址:
1 0<,,,1A!,./.! /! -"0B0/-/C
由于集电极开路门可以外接高电压,可以最高到 (,电流最大到 %#,通常我用
它驱动 字数码管和继电器等大电流的负载;开路门内部结构是达林顿管的,输出的逻辑
是正的;
与其类似的芯片是 +,只不过是反相开路门。
、++ 与 ++@数据锁存器
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zhangjian_00
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