標(biāo)題: 合格的電子工程師需要掌握的知識(shí)和技能 [打印本頁(yè)]
作者: 51黑ren    時(shí)間: 2015-12-27 02:33
標(biāo)題: 合格的電子工程師需要掌握的知識(shí)和技能
愚以為，掌握了一下的硬件和軟件知識(shí)，基本上就可以成為一個(gè)合格的電子工程師：
第一部分：硬件知識(shí)
一、 數(shù)字信號(hào)
1、 TTL和帶緩沖的TTL信號(hào)
2、 RS232和定義
3、 RS485/422（平衡信號(hào)）
4、 干接點(diǎn)信號(hào)
二、 模擬信號(hào)視頻
1、 非平衡信號(hào)
2、 平衡信號(hào)
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(dú)石電容
2) 瓷片電容
3) 電解電容
4、 電感
5、 電源轉(zhuǎn)換模塊
6、 接線端子
7、 LED發(fā)光管
8、 8字（共陽(yáng)和共陰）
9、 三極管2N5551
10、 蜂鳴器
五、 單片機(jī)最小系統(tǒng)
1、 單片機(jī)
2、 看門(mén)狗和上電復(fù)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(qū)動(dòng)、max7129
七、 電源設(shè)計(jì)
1、 開(kāi)關(guān)電源：器件的選擇
2、 線性電源：
1) 變壓器
2) 橋
3) 電解電容
3、 電源的保護(hù)
1) 橋的保護(hù)
2) 單二極管保護(hù)
八、 維修
1、 電源
2、 看門(mén)狗
3、 信號(hào)
九、 設(shè)計(jì)思路
1、 電源：電壓和電流
2、 接口：串口、開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出
3、 開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸出調(diào)理
1) TTL―>繼電器
2) TTL―>繼電器（反向邏輯）
3) TTL―>固態(tài)繼電器
4) TTL―>LED（8字）
5) 繼電器―>繼電器
6) 繼電器―>固態(tài)繼電器
4、 開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入調(diào)理
1) 干接點(diǎn)―>光耦
2) TTL―>光耦
5、 CPU處理能力的考慮
6、 成為產(chǎn)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(shè)計(jì)
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(jī)箱
6) 電源的選擇
7) 模塊化設(shè)計(jì)
8) 成本核算
1. 如何計(jì)算電路板的成本？
2. 如何降低成本？選用功能滿足價(jià)格便宜的器件
十、 思考題
1、 如何檢測(cè)和指示RS422信號(hào)
2、 如何檢測(cè)和指示RS232信號(hào)
3、 設(shè)計(jì)一個(gè)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(cè)
5) 二級(jí)調(diào)光
4、 設(shè)計(jì)一個(gè)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(gè)、3個(gè)、4個(gè)3組，帶行與行之間帶間隔
4) 單片機(jī)最小系統(tǒng)
5) 譯碼邏輯
6) 顯示驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)器件
5、 設(shè)計(jì)一個(gè)PCL725和MOXA C168P的接口板
1) 電源：DC5V
2) 接口：PCL725/MOXA 8個(gè)RS232
1. PCL725，直立DB37，孔
2. MOXA C168P，DB62彎
3)開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)調(diào)理：6個(gè)固態(tài)繼電器和8個(gè)繼電器，可以被任何一路信號(hào)控制和驅(qū)動(dòng)，接口：固態(tài)繼電器5.08直立，繼電器3.81直立
4) 開(kāi)關(guān)量輸入調(diào)理：干接點(diǎn)閉合為1或0可選，接口：3.81直立
5) RS232調(diào)理：
1. LED指示
2. 前4路RS232全信號(hào)，后4路只需要TX、RX、0
3. 無(wú)需光電隔離
4. 接口形式：DB9（針）直立
第二部分：軟件知識(shí)
一、 匯編語(yǔ)言
二、 C51
該部分可以從市場(chǎng)上買(mǎi)到的N種開(kāi)發(fā)板上學(xué)到，至于第一部分，需要人來(lái)帶吧。
為什么要掌握這些知識(shí)？
實(shí)際上，電子工程師就是將一堆器件搭在一起，注入思想（程序），完成原來(lái)的這
些器件分離時(shí)無(wú)法完成的功能，做成一個(gè)成品。所需要的技能越高、功能越復(fù)雜、
成本越低、市場(chǎng)上對(duì)相應(yīng)的東東的需求越大，就越成功。這就是電子工程師的自身
的價(jià)值。從成本到產(chǎn)品售出，之間的差價(jià)就是企業(yè)的追求。作為企業(yè)的老板，是在
市場(chǎng)上去尋找這樣的應(yīng)用；對(duì)電子工程師而言，是將老板提出的需求或者應(yīng)用按照
一定的構(gòu)思原則（成本最低、可靠性最高、電路板最小、功能最強(qiáng)大等）在最短的
時(shí)間內(nèi)完成。最短的時(shí)間，跟電子工程師的熟練程度、工作效率和工作時(shí)間直接有
關(guān)。這就是電子工程師的價(jià)值。
將電子產(chǎn)品抽象成一個(gè)硬件的模型，大約有以下組成：
1) 輸入
2) 處理核心
3) 輸出
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
51系列單片機(jī)現(xiàn)在看來(lái)，只能做一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，說(shuō)白了，這個(gè)芯片也就是做單一
的一件事情，做多了，不如使用arm來(lái)做；還可以在arm上加一個(gè)操作系統(tǒng)，程序既
可靠又容易編寫(xiě)。
最近三星的arm受到追捧，價(jià)格便宜，以太網(wǎng)和USB的接口也有，周立功的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)
也便宜，作為學(xué)習(xí)ARM的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是最好的；作為工業(yè)級(jí)的控制，是不是合
適，在網(wǎng)友中有不同的看法和爭(zhēng)議。本公司使用atmel ARM91系列開(kāi)發(fā)的1個(gè)室外使
用的產(chǎn)品，在北京室外使用，沒(méi)有任何的通風(fēng)和加熱的措施，從去年的5月份到現(xiàn)
在，運(yùn)行情況良好。已經(jīng)有個(gè)成功應(yīng)用的案例。
但對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，應(yīng)該從51著手，一方面，51還是入門(mén)級(jí)的芯片，作為初學(xué)者練
手還是比較好的，可以將以上的概念走一遍；很多特殊的單片機(jī)也是在51的核的基
礎(chǔ)上增加了一些I/O和A/D、D/A；也為今后學(xué)習(xí)更高一級(jí)的單片機(jī)和ARM打下基礎(chǔ)。
再說(shuō)了，哪個(gè)老板會(huì)將ARM級(jí)別的開(kāi)發(fā)放在連51也沒(méi)有學(xué)過(guò)的新手手中？
在51上面去做復(fù)雜的并行擴(kuò)展是沒(méi)有必要的，比如，擴(kuò)展I/O口和A/D、D/A等等，
可以直接買(mǎi)帶有A/D、D/A的單片機(jī)；或者直接使用ARM，它的I/O口線口多�？梢允�
用I2C接口的芯片，擴(kuò)展I/O口和A/D、D/A，以及SPI接口擴(kuò)展LED顯示，例如：
MAX7219等芯片。
市面上一些比較古老的書(shū)籍中還有一些并行擴(kuò)展的例子，如：RAM、EPROM、A/D、
D/A等，我覺(jué)得已經(jīng)沒(méi)有必要去看了，知道歷史上有這些一回事就行了；
這知識(shí)，是所有產(chǎn)品都具備的要素。所以要學(xué)，再具體應(yīng)用。
說(shuō)一個(gè)小的故事：野人獻(xiàn)曝。
從前，有一個(gè)農(nóng)民，冬天干了活后，休息曬太陽(yáng)。好舒服呀。
他想，這么舒服的享受，我要獻(xiàn)給國(guó)王，讓他也能得到享受。
于是他興沖沖地到了王宮，將他的寶貴經(jīng)驗(yàn)獻(xiàn)給了國(guó)王。
我現(xiàn)在就象這個(gè)農(nóng)民，把自己認(rèn)為很寶貴的經(jīng)驗(yàn)獻(xiàn)給大家。希望大家多提寶貴意見(jiàn)
；拍板磚也可以，罵我也無(wú)所謂，呵呵，隨便。
第一課：51單片機(jī)最小系統(tǒng)
實(shí)際上，51單片機(jī)核心外圍電路是很簡(jiǎn)單的，一個(gè)單片機(jī)＋一個(gè)看門(mén)狗＋一個(gè)晶振
＋2個(gè)磁片電容；
1.單片機(jī)：atmel的89C51系列、winbond的78E52系列，還有philips的系列，都差
不多；現(xiàn)在有一些有ISP（在線下載的），就更好用了；
2.看門(mén)狗：種類(lèi)很多，我常用的有max691/ca1161和DS1832等，具體看個(gè)人習(xí)慣、
芯片工作電壓、封裝等。Max系列和DS系列，還有IMP公司的，種類(lèi)很多，一般只需
要有最基本的功能就可以了；原來(lái)我使用max691，但是max691比較貴，因?yàn)樗须?/font>
池切換功能，后來(lái)新設(shè)計(jì)電路板，就都采用ca1161了。
很早以前的電路設(shè)計(jì)中，現(xiàn)在可能還有人使用，使用一個(gè)電阻和一個(gè)電容達(dá)成的上
電復(fù)位電路；但是，這樣的復(fù)位電路一個(gè)是不可靠，為什么不可靠，網(wǎng)絡(luò)上能找得
到專(zhuān)門(mén)論述復(fù)位電路的文章；更重要的是，51系列的單片機(jī)比較容易受到干擾；沒(méi)
有看門(mén)狗電路是不行的，當(dāng)程序跑飛時(shí)，回不來(lái)了，死在那里。
常規(guī)的做法是買(mǎi)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的看門(mén)狗電路，完成復(fù)位電路和看門(mén)狗電路的功能。
這些芯片的資料很容易在網(wǎng)絡(luò)上找到，通常使用百度搜索就可以了；看見(jiàn)有PDF的
字樣，就點(diǎn)擊下載；使用網(wǎng)際快車(chē)flashget下載也是最好的；
這些資料通常是pdf格式的文件，所以，還需要一個(gè)pdf的閱讀器。


實(shí)際上，有了百度和其它的搜索引擎，很方便下載到這些芯片的資料，比光盤(pán)還方
便，不需要去到處找。
單片機(jī)和單片機(jī)抗干擾能力是不一樣的。如果你的產(chǎn)品是工作在干擾比較大的環(huán)境
，可以試試選用不同品牌的單片機(jī)；原來(lái)我在一個(gè)光電所，做YAG激光治療機(jī)的控
制部分，脈沖激光機(jī)的電源放電的時(shí)候，能量是很大的，在采取了所有能夠想到的
光電隔離等措施之后，還是不行；后來(lái)，選用了intel的8031，就可以了。小聲的
說(shuō)：當(dāng)時(shí)的philips的單片機(jī)抗干擾性能是最差的，可能跟Philips主要是用在民用
領(lǐng)域有關(guān)�，F(xiàn)在不知道怎么樣了，有人知道的話告訴我。
單片機(jī)的輸入輸出口線是最容易引進(jìn)干擾的地方；在嚴(yán)重干擾的情況下，需要將所
有的口線光電隔離。
3.晶振：一般選用11.0592M，因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率；也
可以使用36.864M，這個(gè)頻率是1.8432M的20倍，看別人的電路板上用過(guò)，我也沒(méi)有
用到。這2種晶振很容易買(mǎi)到，價(jià)錢(qián)跟12M的一樣。書(shū)上說(shuō)，12M的晶振也能得到
9600的波特率，但是，實(shí)際用的時(shí)候，會(huì)每隔一段時(shí)間就出錯(cuò)一次，好像累積誤差
一樣，比較奇怪。
即使你的單片機(jī)系統(tǒng)不使用RS232接口，也可以做一個(gè)Rs232，留著做測(cè)試，或者預(yù)
留等等，沒(méi)有壞處。除非你的單片機(jī)系統(tǒng)的口線不夠用了。
4.磁片電容：22pf～30pf，可以在有些書(shū)上找到什么晶振頻率對(duì)應(yīng)什么容量的磁
片電容，但是，我都是隨便拿來(lái)使用，反正在11.0592M下，都沒(méi)有問(wèn)題；如果你用
到了更高的頻率，最好還是找找資料看看。
參見(jiàn)以下電路圖：
如果你的單片機(jī)系統(tǒng)沒(méi)有工作，檢查步驟如下：
1.查看門(mén)狗的復(fù)位輸出，可能的話在電路板上加一個(gè)LED，下拉，這樣看起來(lái)就更
方便；要是看門(mén)狗復(fù)位信號(hào)有，往下；
2.查單片機(jī)，看看管腳有沒(méi)有問(wèn)題；一般編程器能夠?qū)⒊绦驅(qū)懭�，說(shuō)明單片機(jī)是
好的；最好手頭上準(zhǔn)備一個(gè)驗(yàn)證過(guò)的單片機(jī)，內(nèi)部有一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，比如，在某
個(gè)口線上輸出1個(gè)1秒占空比的方波等，可以使用萬(wàn)用表測(cè)量。
加一句：設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，要在關(guān)鍵的地方：電源、串口、看門(mén)狗的輸出和輸入、I/O
口等加不同顏色的LED指示，便于調(diào)試；作為批量大的產(chǎn)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.再查磁片電容，有些瓷片電容質(zhì)量不行，干脆換了；順便說(shuō)一下，換器件最好
使用吸錫帶，將焊盤(pán)內(nèi)的錫吸干凈，再將器件拔出，這樣不會(huì)損傷焊盤(pán)內(nèi)的過(guò)孔；
再將新的瓷片電容焊接上去的時(shí)候，用萬(wàn)用表量量是好的再焊；
4.最后只有換晶振了；切記要買(mǎi)好的晶振，有些品牌質(zhì)量比較好。
5.以上按照以上步驟檢測(cè)時(shí)，將無(wú)關(guān)的外圍芯片去掉；因?yàn)橛幸恍┦峭鈬骷?/font>
故障導(dǎo)致單片機(jī)最小系統(tǒng)沒(méi)有工作。
第二課 基本的芯片和分立器件
2.1 簡(jiǎn)述
2.2 74系列
2.3 CD4000系列
2.4 光耦與光電管
2.5 三極管
2.6 電容電阻
2.7 固態(tài)繼電器
2.8 繼電器
2.9 變壓器和三端穩(wěn)壓器
2.10 開(kāi)關(guān)電源芯片
2.11 封裝知識(shí)、芯片批號(hào)等
2.12 接插件
2.13 器件選購(gòu)的知識(shí)
第三課 數(shù)字量的輸入輸出
第四課 單片機(jī)的通訊接口
第五課 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件構(gòu)思
第六課 單片機(jī)程序的框架（匯編版本）
第七課 模擬量的輸入輸出
……
各位多提寶貴意見(jiàn)。
保證實(shí)用。如果程序里面有一些例程，也是已經(jīng)經(jīng)過(guò)測(cè)試可以拿來(lái)就用的；實(shí)際上
是我早年的一些產(chǎn)品的程序的一部分；不好意思，都是匯編的。
寫(xiě)的時(shí)間只有周末會(huì)多一些，可以保證做到一周一課；盡量能夠提前，但是這要看
看工作忙不忙了。
坊間有一些參考書(shū)，準(zhǔn)備今天上午到北京中發(fā)市場(chǎng)轉(zhuǎn)了一圈，我記得以下參考書(shū)目
較好：
1. 周航慈：《單片機(jī)程序設(shè)計(jì)》
2. 徐涵芳：《MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》
3.  何立民：《......》
有了這些就基本夠用了；其它的很多都是資料的翻譯；如果英文不好，可以看看；
英文好的話，可以不必了，省電錢(qián)買(mǎi)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和編程器、開(kāi)發(fā)板什么的，需要什么
資料直接下載PDF文件好了。
要想成為電子工程師，需要寬帶，在家里安裝包月的adsl或者長(zhǎng)寬，絕對(duì)值得。
實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)上什么都有了，就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，要好好利用。
網(wǎng)上自有黃金屋，網(wǎng)上自有顏如玉……
第二課 基本的芯片和分立器件
2.1 簡(jiǎn)述
有必要對(duì)以下系列的芯片和分立器件進(jìn)行介紹。
除了單片機(jī)作為控制器的核心外，作為一個(gè)產(chǎn)品，由很多東西構(gòu)成；所以，在講系
統(tǒng)之前，先將這些零零碎碎的東西一并交待。就好像一棟房子，有各種各樣的構(gòu)件
組成，下面的這些東東就像磚瓦一樣，沒(méi)有不行。
2.2 74系列芯片
74系列的芯片的下載地址：

74系列的芯片是古老的一族，大部分的芯片現(xiàn)在均已不用了，但是，實(shí)際上，在目
前的系統(tǒng)中，還能看到一些芯片，有些芯片現(xiàn)在還在系統(tǒng)中使用，例如：
1、 7404 – 6個(gè)反相門(mén)

將輸入的TTL邏輯反相，如：0->1，1->0
2、 7407 – 6個(gè)集電極開(kāi)路門(mén)
由于集電極開(kāi)路門(mén)可以外接高電壓，可以最高到DC30V，電流最大到39mA，通常我
用它驅(qū)動(dòng)8字?jǐn)?shù)碼管和繼電器等大電流的負(fù)載；開(kāi)路門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)是達(dá)林頓管的，輸
出的邏輯是正的；
與其類(lèi)似的芯片是7406，只不過(guò)是反相開(kāi)路門(mén)。
3、 74LS573與74LS373 – 8數(shù)據(jù)鎖存器


引入幾個(gè)概念：
1. 真值表
參見(jiàn)74LS373的PDF的第2頁(yè)：
Dn   LE  OE  On
H  H  L  H
L  H  L  L
X  L  L Qo
X  X  H Z
這個(gè)就是真值表，表示這個(gè)芯片在輸入和其它的情況下的輸出情況。
每個(gè)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)（datasheet）中都有真值表。
布爾邏輯比較簡(jiǎn)單，在此不贅述；
2. 高阻態(tài)
就是輸出既不是高電平，也不是低電平，而是高阻抗的狀態(tài)；在這種狀態(tài)下，可以
多個(gè)芯片并聯(lián)輸出；但是，這些芯片中只能有一個(gè)處于非高阻態(tài)狀態(tài)，否則會(huì)將芯
片燒毀；
高阻態(tài)的概念在RS232和RS422通訊中還可以用到。
3. 數(shù)據(jù)鎖存
當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)消失時(shí)，在芯片的輸出端，數(shù)據(jù)仍然保持；
這個(gè)概念在并行數(shù)據(jù)擴(kuò)展中經(jīng)常使用到。
4. 數(shù)據(jù)緩沖
加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具備數(shù)據(jù)緩沖的能力。
OE：output_enable，輸出使能；
LE：latch_enable，數(shù)據(jù)鎖存使能，latch是鎖存的意思；
Dn：第n路輸入數(shù)據(jù)；
On：第n路輸出數(shù)據(jù)；
再看這個(gè)真值表，意思如下：
第四行：當(dāng)OE＝1是，無(wú)論Dn、LE為何，輸出端為高阻態(tài)；
  第三行：當(dāng)OE＝0、LE＝0時(shí)，輸出端保持不變；
  第二行第一行：當(dāng)OE＝0、LE＝1時(shí)，輸出端數(shù)據(jù)等于輸入端數(shù)據(jù)；
  結(jié)合下面的波形圖，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候是這樣做的：
a． OE＝0；
b． 先將數(shù)據(jù)從單片機(jī)的口線上輸出到Dn；
c． 再將LE從0->1->0
d． 這時(shí)，你所需要輸出的數(shù)據(jù)就鎖存在On上了，輸入的數(shù)據(jù)在變化也影響不到輸
出的數(shù)據(jù)了；實(shí)際上，單片機(jī)現(xiàn)在在忙著干別的事情，串行通信、掃描鍵盤(pán)……單
片機(jī)的資源有限啊。
在單片機(jī)按照RAM方式進(jìn)行并行數(shù)據(jù)的擴(kuò)展時(shí)，使用movx @dptr, A這條指令時(shí)，這
些時(shí)序是由單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
后面的表格中還有需要時(shí)間的參數(shù)，你不需要去管它，因?yàn)檫@些參數(shù)都是幾十ns級(jí)
別的，對(duì)于單片機(jī)在12M下的每個(gè)指令周期最小是1us的情況下，完全可以實(shí)現(xiàn)；如
果是你自己來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)邏輯，類(lèi)似的指令如下：
mov  P0,A;將數(shù)據(jù)輸出到并行數(shù)據(jù)端口
clr  LE
setb  LE
clr  LE ;上面三條指令完成LE的波形從0->1->0的變化
74ls573跟74LS373邏輯上完全一樣，只不過(guò)是管腳定義不一樣，數(shù)據(jù)輸入和輸出端
各在一側(cè)，PCB容易走線；所以大家都喜歡使用這個(gè)芯片。
4、 74LS244 – 數(shù)據(jù)緩沖器

數(shù)據(jù)輸出能力比較強(qiáng)，輸出電流可以到40mA以上；
4個(gè)緩沖器分成2組，具有高阻態(tài)控制端口
5、 74LS245 – 總線緩沖器

雙向數(shù)據(jù)接口，通常在ISA板卡上可以看到；
早期的51系統(tǒng)中，為了擴(kuò)展RAM、eprom、A/D、D/A、I/O等經(jīng)�？梢钥吹竭@個(gè)片子
；
為了增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，有時(shí)是為了隔離輸入和輸出，主要是布線方便，象74LS573一
樣，輸入、輸出在一側(cè)，經(jīng)常用到這個(gè)片子
6、 74LS138 – 三－八譯碼器
在早期的51系統(tǒng)的擴(kuò)展中，作為地址選通的片子，可以經(jīng)�？吹�。
另外一個(gè)類(lèi)似的芯片是74LS154，是4-16譯碼器，現(xiàn)在更是少見(jiàn)了。
有興趣的可以研究一下何立民的經(jīng)典著作中的有關(guān)章節(jié)。
知道有這么一個(gè)芯片就可以了。
2.3 CD4000系列
CD4000系列的芯片，除了跟74系列的電氣特性有所區(qū)別外，例如：
1) 電壓范圍寬，應(yīng)該可以工作在3V～15V，輸入阻抗高，驅(qū)動(dòng)能力差外，跟74系列
的功能基本沒(méi)有區(qū)別；
2) 輸入時(shí)，1/2工作電壓以下為0，1/2工作電壓以上為1；
3) 輸出時(shí)，1=工作電壓；0=0V
4) 驅(qū)動(dòng)能力奇差，在設(shè)計(jì)時(shí)最多只能帶1個(gè)TTL負(fù)載；
5) 如果加上拉電阻的話，至少要100K電阻；
6) 唯一現(xiàn)在使用的可能就是計(jì)數(shù)器，CD4060的計(jì)數(shù)器可以到14級(jí)二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/
分頻器，這個(gè)74系列的做不到這么高；


2.4 ULN2003/ULN2008
它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是達(dá)林頓的，專(zhuān)門(mén)用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器的芯片，甚至在芯片內(nèi)部做了一
個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管。ULN2003的輸出端允許通過(guò)IC電流200mA，飽和壓降
VCE 約1V左右，耐壓BVCEO約為36V。用戶(hù)輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算
。采用集電極開(kāi)路輸出，輸出電流大，故可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器或固體繼電器(SSR)
等外接控制器件，也可直接驅(qū)動(dòng)低壓燈泡。
經(jīng)常在工控的板卡中見(jiàn)到這個(gè)芯片。
有個(gè)完全一樣的型號(hào)：MC1413，不過(guò)現(xiàn)在好像不怎么見(jiàn)到這個(gè)型號(hào)了，但是管腳與
2003完全兼容。
ULN2003可以驅(qū)動(dòng)7個(gè)繼電器；ULN2008驅(qū)動(dòng)8個(gè)繼電器。
ULN2003下載地址：
ULN2008下載地址：
沒(méi)有找到。奇怪啊。
2.5 光耦
光耦是做什么用的？光耦是用來(lái)隔離輸入輸出的，主要是隔離輸入的信號(hào)。
在各種應(yīng)用中，往往有一些遠(yuǎn)距離的開(kāi)關(guān)量信號(hào)需要傳送到控制器，如果直接將這
些信號(hào)接到單片機(jī)的I/O上，有以下的問(wèn)題：
1)信號(hào)不匹配，輸入的信號(hào)可能是交流信號(hào)、高壓信號(hào)、按鍵等干接點(diǎn)信號(hào)；
2) 比較長(zhǎng)的連接線路容易引進(jìn)干擾、雷擊、感應(yīng)電等，不經(jīng)過(guò)隔離不可靠
所以，需要光耦進(jìn)行隔離，接入單片機(jī)系統(tǒng)。
常見(jiàn)的光耦有：
1) TLP521-1/ TLP521-2/ TLP521-4，分別是1個(gè)光耦、2個(gè)光耦和4個(gè)光耦，HP公司
和***的東芝公司生產(chǎn)。

發(fā)光管的工作電流要在10mA時(shí)，具有較高的轉(zhuǎn)換速率；
在5V工作時(shí)，上拉電阻不小于5K，一般是10K；太小容易損壞光耦；
2) 4N25/4N35，motorola公司生產(chǎn)

隔離電壓高達(dá)5000V；
3) 6N136，HP公司生產(chǎn)

要想打開(kāi)6N136，需要比較大的電流，大概在15~20mA左右，才能發(fā)揮高速傳輸數(shù)據(jù)
的作用。
如果對(duì)速率要求不高，其實(shí)TLP521－1也可以用，實(shí)際傳輸速率可以到19200波特率
。
選擇光耦看使用場(chǎng)合，tlp521-1是最常用的，也便宜，大概0.7~1元；
要求隔離電壓高的，選用4N25/4N35，大概在3元左右；
要求在通訊中高速傳輸數(shù)據(jù)的，選用6N136，大概在4元左右。
光耦應(yīng)用的原理框圖如下所示：
1. 輸入干接點(diǎn)隔離
2. 輸入TTL電平隔離

3. 輸入交流信號(hào)隔離
4. 輸出RS232信號(hào)隔離

5. 輸出RS422信號(hào)隔離

光耦除了隔離數(shù)字量外，還可以用來(lái)隔離模擬量。將在今后的章節(jié)中描述。
2.6 三極管
2.7 光電管
2.8 電容
2.9 電阻
2.10 固態(tài)繼電器
2.11 繼電器
2.12 變壓器與整流橋
2.13 三端穩(wěn)壓器
2.14 開(kāi)關(guān)電源芯片
2.15 封裝知識(shí)、芯片批號(hào)等
2.16 接插件
2.17 器件選購(gòu)的知識(shí)

2.6 三極管
2.6.1 三極管的4種工作狀態(tài)
1) 飽和導(dǎo)通狀態(tài)
飽和導(dǎo)通=0
2) 截止?fàn)顟B(tài)
飽和導(dǎo)通=1
3) 線性放大狀態(tài)
作為低頻放大器時(shí)使用，具體的可參見(jiàn)有關(guān)電子線路的書(shū)籍；
4) 非線性工作狀態(tài)
在無(wú)線電通信系統(tǒng)中，作為混頻器等使用。具體的可參見(jiàn)有關(guān)電子線路的書(shū)籍；
愚記得南京工學(xué)院也就是現(xiàn)在的東南大學(xué)在80年代初期有一套《電子線路》5本，
是電子專(zhuān)業(yè)的書(shū)籍，比較難懂；現(xiàn)在，即使是在電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生中，也應(yīng)該降低了
對(duì)三極管的哪些復(fù)雜的參數(shù)的要求了吧；在實(shí)際使用時(shí)，即使是模擬電路、非線性
電路，也都是集成電路了，誰(shuí)還使用三極管自己做呢？如果萬(wàn)一需要，現(xiàn)學(xué)也來(lái)得
及。這套書(shū)很強(qiáng)的。編寫(xiě)人在那個(gè)年代肯定都是牛人。
學(xué)三極管這些參數(shù)很繁瑣的，要是現(xiàn)在的非電子類(lèi)的大學(xué)生或者大專(zhuān)生們還學(xué)這些
玩意，我只能說(shuō)是學(xué)校在誤人子弟了。
好多學(xué)校都在擴(kuò)招，很多學(xué)生念了4年下來(lái)，學(xué)了一堆過(guò)時(shí)的理論，跟實(shí)際的東西
一點(diǎn)沒(méi)有接軌，不知道7407是干什么用得，不知道三極管的幾個(gè)狀態(tài)；我只能無(wú)話
可說(shuō)。
所以，念了4年下來(lái)，跟企業(yè)的需求還有一段距離，還需要從頭來(lái)過(guò)；聰明的學(xué)生
趕緊抓住機(jī)會(huì)去學(xué)習(xí)，去實(shí)習(xí)，這樣，還可以趕緊補(bǔ)上實(shí)際應(yīng)用的這一課。
言歸正傳。
參見(jiàn)下圖：
當(dāng)單片機(jī)的口線輸出電平為1時(shí)，三極管的be結(jié)導(dǎo)通，ce結(jié)導(dǎo)通，輸出的電壓值為
0V；
當(dāng)單片機(jī)的口線輸出電平為0時(shí)，三極管的be結(jié)不導(dǎo)通，ce結(jié)截止，輸出的電壓值
為5V；
在這種數(shù)字電路的應(yīng)用中，相當(dāng)于三極管是一個(gè)反相開(kāi)路門(mén)。
計(jì)算是否導(dǎo)通，公式如下：
I＝B（放大倍數(shù)，希臘字母的貝塔）×Ibe
當(dāng)Ice<I時(shí)，即為飽和導(dǎo)通；
相差越大，飽和程度越深，Vce越小，三極管的輸出內(nèi)阻越�。�
這個(gè)概念要用到光電管中。
設(shè)計(jì)使用時(shí)大概算算，心里有個(gè)數(shù)；在電路板上試試，行的通，那就是它了�？梢�
測(cè)量Vce值，至少要小于0.1V就可以了。
常用的PNP三極管是2N5551，驅(qū)動(dòng)40mA的LED（電壓在24V）、蜂鳴器等均沒(méi)有問(wèn)題
。
2.6.2 三極管的具體應(yīng)用
實(shí)際上，已經(jīng)有象7407、ULN2003可以取代三極管在數(shù)字電路中的作用；但是，有
時(shí)是受到PCB面積的制約，有時(shí)是為了降低成本，有時(shí)是因?yàn)椴季址奖悖?~2個(gè)輸
出點(diǎn)時(shí)，還是可以使用三極管來(lái)做驅(qū)動(dòng)的。
例如：驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器；往往系統(tǒng)中的蜂鳴器跟其它驅(qū)動(dòng)設(shè)備，繼電器等，距離較
遠(yuǎn)；這時(shí)，沒(méi)有必要使用一片7407，或者ULN2003來(lái)驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)的接口如下：

Re:從51初學(xué)者到電子工程師（轉(zhuǎn)帖）

2.7 光電管

我這里所謂的光電管有2種：
1) 反射型光電管
2) 對(duì)射型光電管
這2種產(chǎn)品在市場(chǎng)上又可分為調(diào)理好的和沒(méi)有調(diào)理好的；
這2種光電管在電子產(chǎn)品世界和電子技術(shù)應(yīng)用雜志上都有大量的廣告。隨便找一本
都有。
我所說(shuō)的調(diào)理好的指的是內(nèi)部已經(jīng)加了限流電阻和輸出的放大驅(qū)動(dòng)電路了。它的特
點(diǎn)是只有3根線，電源2根，輸出信號(hào)一根，TTL電平的；但是，有時(shí)受到某種限制
，需要使用沒(méi)有調(diào)理好的，怎么辦呢？
參見(jiàn)下圖：光電管原理框圖
這種沒(méi)有調(diào)理好的光電管在使用時(shí)，需要做一塊小的電路板，在發(fā)光管加限流電阻
，在光電三極管的集電極加上拉電阻到5V，如下圖所示：光電管工作框圖1。
但是，在使用中我發(fā)現(xiàn)，輸出的信號(hào)不穩(wěn)定，尤其是在使用比較長(zhǎng)的電纜傳輸?shù)絾?/font>
片機(jī)的時(shí)候；究其原因，我認(rèn)為是由于反射或者對(duì)射的紅外光落在光電三極管的靶
面上，光強(qiáng)未能導(dǎo)致光電三極管深度飽和，使得輸出的內(nèi)阻偏大，環(huán)境的噪聲和電
纜的干擾信號(hào)容易在線路上疊加的緣故；
為了可靠工作，仿照達(dá)林頓管的結(jié)構(gòu)，在光電三極管的輸出端加一個(gè)限流電阻接到
NPN的B結(jié)，當(dāng)無(wú)光的時(shí)候，2N5551飽和導(dǎo)通，輸出電壓為0V；實(shí)際測(cè)量小于0.1V；
當(dāng)有光，甚至是弱光時(shí)，2N5551截至，輸出電壓為5V。將3K電阻換成更大或更小的
電阻，可以調(diào)整光電三極管的輸出的靈敏度。
具體工作過(guò)程可以自行分析，做個(gè)實(shí)驗(yàn)。

2.8 電容
2.8.1 電容的主要種類(lèi)
電容有以下幾大類(lèi)：
1) 電解電容
2) 獨(dú)石電容
3) 磁片電容
4) 膽（左金右旦）電解電容
5) 滌綸電容等
電容的指標(biāo)是：耐壓值和電容容量。例如：220u/50V，就是說(shuō)，這個(gè)電解電容耐壓
值為50V，容量為220u。
電容的容量跟電容的介質(zhì)有關(guān)。
顧名思義：
電解電容為電解質(zhì)作為介質(zhì)的，鋁作為電極；
獨(dú)石電容是使用石頭作為介質(zhì)的；
磁片電容是磁片作為介質(zhì)的；
膽（左金右旦）電解電容使用電解質(zhì)作為介質(zhì)，但是，電極采用膽（左金右旦）金
屬。
滌綸電容采用滌綸作為介質(zhì)。
有興趣的網(wǎng)友可以拆一個(gè)電容看看。

2.8.2 電容的使用場(chǎng)合
1. 電源穩(wěn)壓和濾波
電解電容主要是用來(lái)穩(wěn)壓和低頻交流濾波的；高頻濾波是使用磁片電容和獨(dú)石電容
。
當(dāng)電解電容作為穩(wěn)壓時(shí)，接在整流橋和三端穩(wěn)壓器的輸出端，起到穩(wěn)定電壓的作用
。其工作機(jī)理相當(dāng)于一個(gè)水庫(kù)，從上游來(lái)的帶有波浪的水到了水庫(kù)，就變的平滑了
。
但是，鋁電解電容的電解質(zhì)隨著時(shí)間的推移會(huì)干涸，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要留有余量，
保證系統(tǒng)正常工作到它的壽命。
有些遠(yuǎn)端供電的直流電源，接到電路板的輸入端時(shí)，需要在電路板的電源輸入端加
一個(gè)大的電解電容，通�？梢允�220u/25V，這樣，這塊電路板需要供電時(shí)，不是直
接從電源處取，而是從電容中取電，可以得到穩(wěn)定的電流供給；
但是，電解電容只能濾除低頻的波動(dòng)；對(duì)于直流電源中的高頻波動(dòng)，可以加一個(gè)
0.1u或0.01u的獨(dú)石電容或者磁片電容。
很多教科書(shū)都指出，在每一個(gè)芯片的電源和地兩端接一個(gè)0.1u或0.01u的獨(dú)石電容
或者瓷片電容，解決芯片的供電過(guò)程中，由于電路板的走線電感產(chǎn)生的電源開(kāi)關(guān)噪
聲尖峰。這種作用下的電容叫去耦電容。這是電路板的常規(guī)的設(shè)計(jì)；
2. 定時(shí)參數(shù)
對(duì)于象555這樣需要外接電容產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖的器件，滌綸電容是首選�？梢韵胂�
，滌綸一層又一層纏繞，受到溫度變化引起的滌綸的面積的變化的相對(duì)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小
于獨(dú)石電容的介質(zhì)石頭受到溫度變化而引起的變化值。
3. 產(chǎn)生其它電壓
有些需要從單一電壓產(chǎn)生其它的電壓的芯片，如：max232，需要外接電容才能實(shí)現(xiàn)
。
參見(jiàn)max232技術(shù)資料。
外接01.u的膽電容。
2.8.3 電容的封裝
電容有直插和表面貼的不同封裝。
電解電容表面貼封裝的通常耐壓值不超出25V，電容值不超出100u。再大，就只好
使用直插的了。其它的電容，磁片和獨(dú)石都有表面貼封裝的。

2.9 電阻和電位器
2.9.1電阻的種類(lèi)
2.9.1.1 普通電阻

電阻種類(lèi)按照工藝可以分為碳膜電阻和金屬膜電阻；
按照功率可以分為小功率電阻和大功率電阻，大功率電阻通常是金屬電阻，實(shí)際上
應(yīng)該是在金屬外面加一個(gè)金屬（鋁材料）散熱器，所以可以有10W以上的功率；在
電子配套市場(chǎng)上專(zhuān)門(mén)賣(mài)電阻的市場(chǎng)上可以很容易地看到。
金屬電阻通常是作為負(fù)載，或者作為小設(shè)備的室外加熱器，如，在CCTV的一些解碼
器箱和全天候防護(hù)罩中可以看到。
電阻在電路中起到限流、分壓等作為。通常1/8W電阻已經(jīng)完全可以滿足使用。但是
，在作為7段LED中，要考慮到LED的壓降和供電電壓之差，再考慮LED的最大電流，
通常是20mA（超高亮度的LED），如果是2×6（2排6個(gè)串聯(lián)），則電流是40mA。
不同廠家選用不同材料的，壓降有所不同。所以，需要加上電試一下，但是，不要
讓Led的電流超出20mA（單只LED），這時(shí)加大電流亮度也不會(huì)增加，但是LED的壽
命會(huì)下降，限流電阻的大小就是壓降除以電流。電阻的功率隨之可以算出。
這個(gè)使用初中的知識(shí)就夠用了。
2.9.1.2 電位器
電位器就是可調(diào)電阻。在初中學(xué)物理時(shí)，中學(xué)老師拿一個(gè)很大的圓筒狀的東東，上
面有一個(gè)滑桿，跟這個(gè)東西很類(lèi)似。
它的阻值在1～n之間變化。
N=102、502、103……
102=10*10的2次方，也就是1000歐姆，1K
同理，502=5K。
這種表示的方法跟電容是一樣的。
電容104=10*10的4次方pf，電容的基本單位是pf，1u=1000000pf，所以，
104=100000pf=0.1u；
電位器又分單圈和多圈電位器。
單圈的電位器通常為灰白色，面上有一個(gè)十字可調(diào)的旋紐，出廠前放在一個(gè)固定的
位置上，不在2頭；
多圈電位器通常為藍(lán)色，調(diào)節(jié)的旋紐為一字，一字小改錐可調(diào)；
多圈電位器又分成頂調(diào)和側(cè)調(diào)2種，主要是電路板調(diào)試起來(lái)方便。
有些是儀器儀表設(shè)備，通常是模擬電路，有一些不確定的因素，需要調(diào)節(jié)才能達(dá)到
最理想的效果；有些是設(shè)備本身就需要輸出一個(gè)可變的東東，如電壓和電流，也需
要一個(gè)電位器。
2.9.1.3 排電阻
是sipn的封裝，比較常用的就是阻值502和103的9腳的電阻排；象sip9就是8個(gè)電
阻封裝在一起，8個(gè)電阻有一端連在一起，就是公共端，在排電阻上用一個(gè)小白點(diǎn)
表示。排電阻通常為黑色，也有黃色；51系統(tǒng)的P0需要一個(gè)排電阻上拉，否則，作
為輸入的時(shí)候，不能正常讀入數(shù)據(jù)；作為輸出的時(shí)候，接7407是可以的，不需要上
拉電阻；但是，接其它的芯片，還是不行。有興趣可以看看51的P0的結(jié)構(gòu)；沒(méi)有興
趣，依葫蘆畫(huà)瓢，照做沒(méi)錯(cuò)。
2.9.1.4 光敏電阻
當(dāng)照在光敏電阻上的光強(qiáng)變化時(shí)，電阻值也在變化。顯然這是半導(dǎo)體材料的特性。
使用光敏電阻可以檢測(cè)光強(qiáng)的變化。
思考題1：
有一個(gè)LED顯示設(shè)備，要求，當(dāng)光強(qiáng)變化的時(shí)候，LED的亮度隨著光強(qiáng)變化；光線越
強(qiáng)，LED越亮；反之亦然。怎么使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能？可以是多級(jí)調(diào)光，如8級(jí)
調(diào)光；也可以做成無(wú)級(jí)調(diào)光。
2.9.2 電阻的封裝
電阻的封裝有表面貼和軸向的封裝。
軸向封裝有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等；axial在英語(yǔ)中就是軸的意思
；
表面貼電阻的封裝最常用的就是0805；當(dāng)然還有更大的；但是更大的電阻我想就不
是很常用了。
電位器的封裝在protel的書(shū)種可以很方便地找到。但是如果直接使用，可能會(huì)有一
些偏差。老樹(shù)早期就犯過(guò)這種錯(cuò)誤，導(dǎo)致電位器旁邊的器件安裝費(fèi)勁。
搞硬件和軟件是有所不同的，搞硬件的人，一定要精確。
在硬件上的一個(gè)小的錯(cuò)誤，都會(huì)造成這塊板的推倒重來(lái)；因?yàn)楫a(chǎn)品是不能有飛線的
；而這個(gè)小小的錯(cuò)誤相當(dāng)于軟件上的一條語(yǔ)句，在軟件調(diào)試階段悄悄改掉，可以神
不知鬼不覺(jué)；在PCB上，特別惡心。而且誰(shuí)都知道-老板最知道。
什么是精確呢？
1． 對(duì)你所要實(shí)現(xiàn)的工作的目標(biāo)理解準(zhǔn)確；
2．對(duì)你的電路圖要清楚每一個(gè)器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一個(gè)
專(zhuān)家問(wèn)問(wèn)，得到確認(rèn)；如果不清楚，可以先試試；
3．對(duì)每一個(gè)器件的封裝要嚴(yán)格把握，該是什么形狀、外形一定要完全一致；還有
考慮到空間是不是對(duì)其它的板卡器件有影響；對(duì)邊緣連接器件與電路板的邊緣之間
的距離、ISA和PCI的邊緣連接件與擋板之間的關(guān)系要完全把握才能去做電路板；否
則只是浪費(fèi)金錢(qián)和時(shí)間；
對(duì)邊緣器件與邊緣之間的距離要是不能有把握的話，可以找3個(gè)人，每個(gè)人都計(jì)算
一遍，取個(gè)平均值，基本上就差不多了。
4．對(duì)單片機(jī)的資源能不能作成這件事情一定要有把握，CPU運(yùn)算速度和字長(zhǎng)、內(nèi)
存夠不夠大、程序存儲(chǔ)器夠不夠大，需要仔細(xì)的規(guī)劃；
5．原理圖經(jīng)過(guò)專(zhuān)家認(rèn)可無(wú)誤后，畫(huà)出來(lái)的PCB需要做網(wǎng)絡(luò)檢查，做到與原理圖完
全一致；

2.10 繼電器、固態(tài)繼電器
2.10.1 繼電器
繼電器，就是利用繼電器的線包在加電后產(chǎn)生的磁力，將2個(gè)電極吸合在一起；初
中還是高中的物理有它的原理。有興趣可以打開(kāi)一支看看，很好玩的。
繼電器有：
1） 公共端：COM
2） 常開(kāi)：normal open，NO
3） 常閉：normal close，NC
繼電器主要指標(biāo)：
工作電壓：
工作電壓有直流和交流的2種；
在PCB上，通常是直流的；交流的繼電器通常是AC24V的居多，當(dāng)然，還有AC220V的
。交流的繼電器國(guó)產(chǎn)的比進(jìn)口的，比如，idec，OMRON，fujitsu便宜很多，當(dāng)然，
質(zhì)量也差一些。
可以在百度上專(zhuān)門(mén)搜索一下繼電器，上面有一些廠家產(chǎn)品的介紹。
常用的小功率的繼電器是national的居多，OMRON也有，便宜一些，一盒50只。
常用的電壓有：
DC5V/DC9V/DC12V/DC24V等；
根據(jù)觸點(diǎn)數(shù)量，可以分為：
單刀單擲/SPST
單刀雙擲/SPDT
雙刀雙擲/DPDT
四刀雙擲等/?
還要根據(jù)觸點(diǎn)容量來(lái)分。
一般的都是DC30V/1A或者DC30V/2A，AC110V/0.2A，再大，就不能使用繼電器了，
因?yàn)樵谟|點(diǎn)切換，電流通過(guò)的瞬間，會(huì)產(chǎn)生拉弧，燒毀觸點(diǎn)，使得切換不可靠；這
是，可以使用固態(tài)繼電器。
實(shí)際上，在PCB上的繼電器的任務(wù)就是給出一個(gè)干接點(diǎn)信號(hào)，作為控制信號(hào)使用，
傳遞的是一個(gè)信號(hào)，而不是能量�；蛘呖刂埔粋�(gè)大功率的開(kāi)關(guān)等，讓大功率的開(kāi)關(guān)
去控制功率的傳遞；但是，后者也不如固態(tài)繼電器來(lái)得方便。
繼電器的封裝通常是DIP16或者以上；也有更小的繼電器，但是，價(jià)錢(qián)跟DIP16的差
不多。
注意：DIP16的繼電器只有8個(gè)管腳；所以設(shè)計(jì)封裝時(shí)，不要圖省事直接使用DIP16
，這樣容易在焊接的時(shí)候焊反了，導(dǎo)致出錯(cuò)。要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)繼電器的封裝，該有幾個(gè)
腳就使用幾個(gè)腳。

2.10.2 固態(tài)繼電器
固態(tài)繼電器，說(shuō)白了，就是使用發(fā)光管觸發(fā)的過(guò)零觸發(fā)的可控硅。
可以說(shuō)，跟光耦很相似，也是4個(gè)管腳，只是區(qū)別在：
4）直接使用直流電壓控制；可以認(rèn)為內(nèi)部已經(jīng)有了一個(gè)限流電阻；
5） 接收光信號(hào)的一端是過(guò)零觸發(fā)的可控硅；
可以說(shuō)是一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，無(wú)觸點(diǎn)的繼電器。
因?yàn)闊o(wú)觸點(diǎn)，所以可以通過(guò)大電流而不產(chǎn)生拉弧，工作壽命與開(kāi)關(guān)次數(shù)無(wú)關(guān)。
觸點(diǎn)作為信號(hào)使用的繼電器的時(shí)間的工作壽命是100萬(wàn)次到300萬(wàn)次，可以查看技術(shù)
手冊(cè)；
固態(tài)繼電器可以認(rèn)為是無(wú)限次的，所以在大電流和頻繁開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合，使用固態(tài)繼電
器。
固態(tài)繼電器觸點(diǎn)通過(guò)的信號(hào)通常是交流電壓，但是也有直流電壓的。
固態(tài)繼電器可以通過(guò)AC220V或者AC380V以下的交流電；它的2個(gè)指標(biāo)：
1）工作電壓，通常為DC5V和DC12V，也有DC24V的；
2） 工作電流：AC220V/1A/2A/4A不等。
國(guó)產(chǎn)的固態(tài)繼電器質(zhì)量不錯(cuò)，跟進(jìn)口的沒(méi)有區(qū)別，就是封裝的質(zhì)量太差，一批買(mǎi)回
來(lái)，個(gè)個(gè)都不一樣，焊在電路板上東倒西歪，不美觀；至于小功率的國(guó)產(chǎn)的繼電器
市場(chǎng)上比較少見(jiàn)，有也不敢使。
進(jìn)口的固態(tài)繼電器有美國(guó)的和***的，4A以上的比較貴，***的OMRON的固態(tài)繼電
器2A的才賣(mài)8元，侃侃價(jià)估計(jì)還能便宜，體積小，封裝絕對(duì)的準(zhǔn)確，可以很整齊地
在電路板上排列，不占地方；
2.12 線性電源：變壓器、整流橋與三端穩(wěn)壓器
什么是線性電源？為什么叫線性？老樹(shù)查了網(wǎng)絡(luò)上的資料，也沒(méi)有答案，只好等待
高明教我。
PCB上需要供電，就需要電源。電源分2種，一種是線性電源，象7805，就是線性電
源；
一種是開(kāi)關(guān)電源，是將AC220V直接整流濾波成高壓，推動(dòng)功率管工作在100Khz以上
，再整流濾波成低壓。
開(kāi)關(guān)電源的工作原理可以通過(guò)百度查到。
線型電源需要工頻變壓器，將AC220V變換成低壓，經(jīng)過(guò)全橋的整流，和大電容的濾
波，成為脈動(dòng)的直流，再經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓器，輸出直流電壓。
輸出端還需要大的電解電容濾波。注意這時(shí)要選用足夠大的電容容量和耐壓值的電
解電容。耐壓值不夠，你就等著聽(tīng)響吧。電容容量不夠，整流輸出的電壓和輸出的
電壓的壓差不夠，輸出電壓會(huì)有紋波，單片機(jī)系統(tǒng)工作不正常。
通常電路板上需要的是DC5V，一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的電路板，一片7805，再加散熱片也
基本夠用了。功率越大，散熱片也越大。
變壓器有多種規(guī)格：
1、普通E型矽鋼片繞制的變壓器，現(xiàn)在最大量的是廣西普寧雄英出的變壓器，通
過(guò)了長(zhǎng)城認(rèn)證，質(zhì)量是不錯(cuò)的，最大的好處是便宜，現(xiàn)貨量大；通常的規(guī)格是單9V
、12V，雙9V、12V等；可能這個(gè)地方出矽鋼片，有這樣的礦藏。
2、 環(huán)型變壓器，象個(gè)橢圓型；
3、最近好像圓形的變壓器也多起來(lái)了，后2種變壓器應(yīng)該是漏磁小、發(fā)熱少、效
率高，大功率的整流時(shí)使用，當(dāng)然單位瓦數(shù)也貴啊，按照1元/W計(jì)算預(yù)算應(yīng)該差不
多了。
這2種變壓器都需要定制，可以定制各種規(guī)格的。
4、焊在電路板上的變壓器，比較有名的是兵字品牌。在《電子技術(shù)應(yīng)用》和《電
子產(chǎn)品世界》上常年做廣告。秦皇島也有一家，好像叫耀華。
怎么計(jì)算變壓器需要多大的功率？
首先，計(jì)算功耗。比如：Dc5V/0.25A，也就是1.25W的功耗。
7805效率50％，變壓器效率50%，就是說(shuō)，需要6W的變壓器。
Dc5V/0.25A的輸入壓差大概在3V，6V的變壓器整流出來(lái)的電壓是大約6×1.4＝8.4V
，也差不多了。所有選用AC6V/6W的變壓器。再到市場(chǎng)上找一個(gè)差不多的變壓器用
上就行了。
注意：電流越大，壓差越大；在電路工作的時(shí)候，可以拿示波器看看電源的波形是
不是平穩(wěn)。
78系列的芯片做的比較多而好的是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（nationalsemiconductor
）的LM780X和摩托羅拉公司MC780X等2大系列。
78系列是高壓差的穩(wěn)壓芯片，現(xiàn)在有低壓差的穩(wěn)壓芯片，其機(jī)理參見(jiàn)沙占友老師的
書(shū)籍。有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4個(gè)系列。
如果需要更大的電源供給，或者使用開(kāi)關(guān)電源，或者去買(mǎi)成品的線性電源，象遼寧
朝陽(yáng)4NIC的電源，質(zhì)量不錯(cuò)，價(jià)格也不錯(cuò)。
附：在網(wǎng)絡(luò)上找到的一篇文章：
開(kāi)關(guān)電源和線性電源的區(qū)別
線性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)熱量大，效率低（35%左右），需要
加體積龐大的散熱片，而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器，當(dāng)要制作多組電
壓輸出時(shí)變壓器會(huì)更龐大。開(kāi)關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量
小，效率高（75％以上）而且省掉了大體積的變壓器。但開(kāi)關(guān)電源輸出的直流上面
會(huì)疊加較大的紋波（50mV at 5V outputtypical），在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可
以改善，另外由于開(kāi)關(guān)管工作是會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，也需要在電路中串連
磁珠加以改善。相對(duì)而言線性電源就沒(méi)有以上缺陷，它的紋波可以做的很�。�5mV
以下）。對(duì)于電源效率和安裝體積有要求的地方用開(kāi)關(guān)電源為佳，對(duì)于電磁干擾和
電源純凈性有要求的地方（例如電容漏電檢測(cè)）多選用線性電源。另外當(dāng)電路中需
要作隔離的時(shí)候現(xiàn)在多數(shù)用DC－DC來(lái)做對(duì)隔離部分供電（DC-DC從其工作原理上來(lái)
說(shuō)就是開(kāi)關(guān)電源）。還有，開(kāi)關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來(lái)比較麻煩。
2.14 開(kāi)關(guān)電源芯片
相對(duì)于線性穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)電源在計(jì)算機(jī)主板上、工控機(jī)主板和各種各樣的電路
板上起著電壓變換的作用。例如：將低電壓，比如：電池轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的3.3V或者5V
，或者將高電壓轉(zhuǎn)化成DC5V、DC3.3V，或者將DC5V轉(zhuǎn)換成3.3V和1.8V，例如，ARM
的電路板就需要這樣的芯片，3.3V給ARM供電，1.8V給arm的core供電。以上
由于采用了開(kāi)關(guān)電路，電源芯片的工作頻率高，發(fā)熱小，效率高。
同樣的，還是芯片的巨頭，MAXIM、LINEAR和TI等公司在電源轉(zhuǎn)換芯片上是最為卓
越，無(wú)論從產(chǎn)品的種類(lèi)，還是質(zhì)量都是上佳的；
經(jīng)�？措娮赢a(chǎn)品世界和電子技術(shù)應(yīng)用的網(wǎng)友一定對(duì)maxim的電源芯片印象巨深。五
花八門(mén)的電源芯片，讓你無(wú)法選擇到底選用那種是自己的所需要的。
在maxim的產(chǎn)品樹(shù)中，對(duì)電源是這樣分類(lèi)的：
Power Supplies and BatteryManagement  
Switchmode DC-DC Power Supplies408  
Isolated Power Supplies22  
Low-Dropout Linear Regulators75  
White LED Drivers 13  
Low-Side MOSFET Drivers14  
High-Side MOSFET Drivers6  
ORing MOSFET Controllers2  
Battery Chargers 36  
Battery Protectors, Selectors and Monitors17  
Regulator + Reset Circuits4  
Current Sense Amplifiers22  
LCD/ECB/CCFL Display Bias Supply87  
ALSO SEE: Hot-Swap and PowerSwitching  
ALSO SEE: VoltageReferences  
我們經(jīng)常使用到的是Switchmode DC-DC PowerSupplies ，這里有分成n種。老樹(shù)
比較熟悉的是step-down電源芯片，也就是所謂的從高電壓下降到低的電壓的芯片
；從低到高，當(dāng)然是step-up電源芯片。
象philips的電動(dòng)剃須刀，里面肯定有電源管理芯片，當(dāng)電池電壓下降，但是，電
池又有電的時(shí)候，能夠輸出恒定的電壓，榨干電池內(nèi)的最后一點(diǎn)電能，能夠舒適地
使用一段很長(zhǎng)的時(shí)間。
比如，你的電路板上只有DC24V電壓，但是，還需要Dc5V/2A的電源，這么高的壓降
，使用線性穩(wěn)壓器顯然不合適，如果使用DC/DC模塊，成本太高，體積也比較大，
所以，得選用一款芯片完成這個(gè)功能。
按照maxim給出的復(fù)雜的選擇，根據(jù)你的要求，多選擇幾項(xiàng)，maxim會(huì)給出一個(gè)清單
，在清單中去選擇你最適合你的需求的芯片。
老樹(shù)原來(lái)使用過(guò)的完成此項(xiàng)功能的芯片是：MAX724、LT1076；這2款芯片需要1個(gè)
50uH的電感才能輸出Dc5V電源；但是，這種開(kāi)關(guān)電源芯片有個(gè)好處，就是輸入只要
在它的允許的范圍內(nèi)波動(dòng)，或者負(fù)載在變化，輸出DC5V電源十分穩(wěn)定。
電源的范圍從Dc10V～DC40V，max724均能輸出5A的DC5V電源。


在沙老師的書(shū)中，也介紹了幾款電源轉(zhuǎn)換芯片，可供參考。
如果是作為隔離電壓產(chǎn)生，例如：5V轉(zhuǎn)換成隔離的5V，用在光耦、通訊等電路中，
去自己做隔離電路就有點(diǎn)劃不來(lái)，不如去買(mǎi)現(xiàn)成的DC/DC模塊。這點(diǎn)國(guó)產(chǎn)的模塊做
的不錯(cuò)，象老樹(shù)常用的Dc12V/DC5V500mA的模塊，大約30元，質(zhì)量還是不錯(cuò)的。

2.15 器件選購(gòu)、芯片批號(hào)、封裝知識(shí)等
在市場(chǎng)上買(mǎi)芯片，千萬(wàn)注意不要買(mǎi)到舊片、拆機(jī)片；舊片、拆機(jī)片有些湊合能用，
有些干脆不行；即使現(xiàn)在能用，壽命肯定有限；
舊的就是舊的，肯定瞞不過(guò)有心人；主要是從芯片的管腳的嶄新程度、芯片印刷的
質(zhì)量等仔細(xì)觀察。
舊的芯片往往管腳參差不齊、搪錫發(fā)烏、包裝的管子不夠新；而且往往是芯片的表
面發(fā)白，那是因?yàn)楸淮蚰ミ^(guò)了，然后重新絲網(wǎng)印刷上廠家名稱(chēng)、批號(hào)等；
所以最好是買(mǎi)激光打標(biāo)的器件，激光打標(biāo)的產(chǎn)品肯定是新貨，或者沒(méi)有使用過(guò)的貨
；而且買(mǎi)的時(shí)候需要注意，器件的批號(hào)最好是最近當(dāng)年的或者是最近幾個(gè)星期的產(chǎn)
品；總而言之，別花冤枉錢(qián)，還影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
同樣的產(chǎn)品，不同廠家的質(zhì)量也不一樣。我比較喜歡的是美國(guó)TI、摩托羅拉MC、
MAXIM、LINEAR的產(chǎn)品；假的也少；
例如，max7219芯片上有一下標(biāo)志：
MAXIM
MAX7219CNG
0323PY
MAXIM就是芯片的廠家；
MAX7219CNG是廠家的型號(hào)，CNG跟封裝和7219這個(gè)系列產(chǎn)品的細(xì)微的差別有關(guān)；
03是指2003年；23是指該年的第23周；一年是52周，所以這個(gè)數(shù)字不會(huì)超出52；
激光打標(biāo)是在芯片上形成一個(gè)暗色的與芯片表面有一個(gè)明顯對(duì)比的標(biāo)志；中關(guān)村的
大恒公司就有激光打標(biāo)機(jī)的業(yè)務(wù)；但是未必是在芯片上打標(biāo)；
有時(shí)，激光打標(biāo)會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似暗黃色的標(biāo)志，這跟激光器功率和芯片封裝材料有關(guān)
從初學(xué)者到電子工程師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?/font>
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
學(xué)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?/font>
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keilC。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protel99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protel3.16
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。

第五步：對(duì)某個(gè)行業(yè)深入理解
每個(gè)人生存在這個(gè)世界上，大都需要有一門(mén)獨(dú)到的技術(shù)；更何況你是這個(gè)論壇的讀
者；
有的人天生千嬌百媚，有的人天生金嗓子，有的人有個(gè)好的老爸老媽?zhuān)贿@些都不足
為恃，更何況沒(méi)有這些天賦呢？
當(dāng)你掌握了單片機(jī)、ARM、CPLD/FPGA等高端的技術(shù)，應(yīng)該說(shuō)，養(yǎng)身立命是沒(méi)有問(wèn)題
了，可以解決人生的基本問(wèn)題了；但是，還想更上一步，就需要對(duì)某個(gè)行業(yè)進(jìn)入深
入的理解和挖掘。
我認(rèn)識(shí)的靠技術(shù)過(guò)上寶馬豪宅生活的工程師，并不是在技術(shù)上一開(kāi)始就有什么過(guò)人
之處，也不是說(shuō)他的產(chǎn)品一開(kāi)始就會(huì)比別人好很多，而是都是特別有韌性的人，都
在捕捉某個(gè)行業(yè)的機(jī)會(huì)，在某個(gè)行業(yè)內(nèi)精耕細(xì)作，堅(jiān)持不懈，別人都干其它的去了
，只有他還在這個(gè)行業(yè)中慢慢來(lái)，過(guò)上5年或者更多的時(shí)間，慢慢得到業(yè)內(nèi)人士的
認(rèn)可，產(chǎn)品不斷改進(jìn)，慢慢打開(kāi)了銷(xiāo)路，最后站住腳，機(jī)會(huì)來(lái)了，一下發(fā)達(dá)了。我
的一個(gè)朋友，就是這樣修煉成了正果。
有個(gè)笑話，說(shuō)：剛剛離開(kāi)的行業(yè)，發(fā)展最快。說(shuō)得就是這個(gè)道理。
中國(guó)大啊，市場(chǎng)大啊，只要認(rèn)真耕耘，就會(huì)有收獲。
所以，在目前的中國(guó)，技術(shù)人員還是有機(jī)會(huì)的，再過(guò)10年，可能就一點(diǎn)機(jī)會(huì)都沒(méi)有
了。
需要去從事多個(gè)行業(yè)嗎？就個(gè)體而言，不需要。那個(gè)行業(yè)都有金子。
就公司而言，需要嗎？那要看你的公司有沒(méi)有這方面的人才；還需要看有沒(méi)有這個(gè)
方面的機(jī)制。否則，盲目的進(jìn)行多個(gè)行業(yè)的擴(kuò)展，沒(méi)有必要。需要做的是至少在某
個(gè)行業(yè)做到前三名。
你看，原來(lái)的LOTUS的notes，賣(mài)給了IBM，原來(lái)只賣(mài)出去300萬(wàn)份，到了IBM，就賣(mài)
到了1000萬(wàn)份（大概吧）。產(chǎn)品就是這樣，占領(lǐng)市場(chǎng)的同時(shí)，利潤(rùn)就有了，規(guī)模效
益就有了。一個(gè)公司的產(chǎn)品不需要太多，但是要賣(mài)的多，才是正路。想想看，同樣
是產(chǎn)值100萬(wàn)，一個(gè)產(chǎn)品和10個(gè)產(chǎn)品的差別那就大了，研發(fā)、服務(wù)、維修，差的多
呢。
象吉列，就是那么個(gè)小刀片，作成這么大的企業(yè)，多么舒服。
象GE，每個(gè)行業(yè)都是業(yè)內(nèi)的翹楚，那是資本主義社會(huì)200年的技術(shù)積累。在中國(guó)，
需要做的是每一個(gè)小的公司都是某個(gè)產(chǎn)品最突出的。從小的產(chǎn)品做起，做到國(guó)內(nèi)最
好、亞洲最好、世界最好。就行了。中國(guó)就強(qiáng)大了。
到那個(gè)時(shí)候，才有可能出現(xiàn)象GE這樣的大公司。才有形成這樣的大公司的技術(shù)基礎(chǔ)



硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)心得
1   充分了解各方的設(shè)計(jì)需求，確定合適的解決方案
       啟動(dòng)一個(gè)硬件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，原始的推動(dòng)力會(huì)來(lái)自于很多方面，比如市場(chǎng)的需要，基于整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的需要，應(yīng)用軟件
部門(mén)的功能實(shí)現(xiàn)需要，提高系統(tǒng)某方面能力的需要等等，所以作為一個(gè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，要主動(dòng)的去了解各個(gè)方面的需
求，并且綜合起來(lái)，提出最合適的硬件解決方案。比如A項(xiàng)目的原始推動(dòng)力來(lái)自于公司內(nèi)部的一個(gè)高層軟件小組，他們?cè)趯?shí)際
當(dāng)中發(fā)現(xiàn)原有的處理器板IP轉(zhuǎn)發(fā)能力不能滿足要求，從而對(duì)于系統(tǒng)的配置和使用都會(huì)造成很大的不便，所以他們提出了對(duì)新
硬件的需求。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，硬件方案中就針對(duì)性的選用了兩個(gè)高性能網(wǎng)絡(luò)處理器，然后還需要深入的和軟件設(shè)計(jì)者交流，
以確定內(nèi)存大小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)外接口和調(diào)試接口的數(shù)量及類(lèi)型等等細(xì)節(jié)，比如軟件人員喜歡將控制信令通路和數(shù)據(jù)通路完
全分開(kāi)來(lái)，這樣在確定內(nèi)部數(shù)據(jù)走向的時(shí)候要慎重考慮。項(xiàng)目開(kāi)始之初是需要召開(kāi)很多的討論會(huì)議的，應(yīng)該盡量邀請(qǐng)所有相
關(guān)部門(mén)來(lái)參與，好處有三個(gè)，第一可以充分了解大家的需要，以免在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上遺漏重要的功能，第二是可以讓各個(gè)部門(mén)了
解這個(gè)項(xiàng)目的情況，提早做好時(shí)間和人員上協(xié)作的準(zhǔn)備，第三是從感情方面講，在設(shè)計(jì)之初各個(gè)部門(mén)就參與了進(jìn)來(lái)，這個(gè)項(xiàng)
目就變成了大家共同的一個(gè)心血結(jié)晶，會(huì)得到大家的呵護(hù)和良好合作，對(duì)完成工作是很有幫助的。
       2   原理圖設(shè)計(jì)中要注意的問(wèn)題
       原理圖設(shè)計(jì)中要有“拿來(lái)主義”，現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設(shè)計(jì)的原理圖，所以要盡量的借助這些資
源，在充分理解參考設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，做一些自己的發(fā)揮。當(dāng)主要的芯片選定以后，最關(guān)鍵的外圍設(shè)計(jì)包括了電源，時(shí)鐘和芯
片間的互連。
       電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)中要詳細(xì)的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入；單板需要產(chǎn)生的電源輸
出；各個(gè)電源需要提供的電流大��；電源電路效率；各個(gè)電源能夠允許的波動(dòng)范圍；整個(gè)電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。比
如A項(xiàng)目中的網(wǎng)絡(luò)處理器需要1.25V作為核心電壓，要求精度在＋5%-－3%之間，電流需要12A左右，根據(jù)這些要求，設(shè)計(jì)中采
用5V的電源輸入，利用Linear的開(kāi)關(guān)電源控制器和IR的MOSFET搭建了合適的電源供應(yīng)電路，精度要求決定了輸出電容的ESR選
擇，并且為防止電流過(guò)大造成的電壓跌落，加入了遠(yuǎn)端反饋的功能。
       時(shí)鐘電路的實(shí)現(xiàn)要考慮到目標(biāo)電路的抖動(dòng)等要求，A項(xiàng)目中用到了GE的PHY器件，剛開(kāi)始的時(shí)候使用一個(gè)內(nèi)部帶鎖相
環(huán)的零延時(shí)時(shí)鐘分配芯片提供100MHz時(shí)鐘，結(jié)果GE鏈路上出現(xiàn)了丟包，后來(lái)?yè)Q成簡(jiǎn)單的時(shí)鐘Buffer器件就解決了丟包問(wèn)題，
分析起來(lái)就是內(nèi)部的鎖相環(huán)引入了抖動(dòng)。
       芯片之間的互連要保證數(shù)據(jù)的無(wú)誤傳輸，在這方面，高速的差分信號(hào)線具有速率高，好布線，信號(hào)完整性好等特
點(diǎn)，A項(xiàng)目中的多芯片間互連均采用了高速差分信號(hào)線，在調(diào)試和測(cè)試中沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題。
       3   PCB設(shè)計(jì)中要注意的問(wèn)題
       PCB設(shè)計(jì)中要做到目的明確，對(duì)于重要的信號(hào)線要非常嚴(yán)格的要求布線的長(zhǎng)度和處理地環(huán)路，而對(duì)于低速和不重要的
信號(hào)線就可以放在稍低的布線優(yōu)先級(jí)上。重要的部分包括：電源的分割；內(nèi)存的時(shí)鐘線，控制線和數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度要求；高速
差分線的布線等等。
       A項(xiàng)目中使用內(nèi)存芯片實(shí)現(xiàn)了1G大小的DDR memory，針對(duì)這個(gè)部分的布線是非常關(guān)鍵的，要考慮到控制線和地址線的
拓?fù)浞植�，�?shù)據(jù)線和時(shí)鐘線的長(zhǎng)度差別控制等方面，在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)和實(shí)際的工作頻率可以得出具體
的布線規(guī)則要求，比如同一組內(nèi)的數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度相差不能超過(guò)多少個(gè)mil，每個(gè)通路之間的長(zhǎng)度相差不能超過(guò)多少個(gè)mil等等。
當(dāng)這些要求確定后就可以明確要求PCB設(shè)計(jì)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)了，如果設(shè)計(jì)中所有的重要布線要求都明確了，可以轉(zhuǎn)換成整體的布線
約束，利用CAD中的自動(dòng)布線工具軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)，這也是在高速PCB設(shè)計(jì)中的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
       4   檢查和調(diào)試
       當(dāng)準(zhǔn)備調(diào)試一塊板的時(shí)候，一定要先認(rèn)真的做好目視檢查，檢查在焊接的過(guò)程中是否有可見(jiàn)的短路和管腳搭錫等故
障，檢查是否有元器件型號(hào)放置錯(cuò)誤，第一腳放置錯(cuò)誤，漏裝配等問(wèn)題，然后用萬(wàn)用表測(cè)量各個(gè)電源到地的電阻，以檢查是
否有短路，這個(gè)好習(xí)慣可以避免貿(mào)然上電后損壞單板。調(diào)試的過(guò)程中要有平和的心態(tài)，遇見(jiàn)問(wèn)題是非常正常的，要做的就是
多做比較和分析，逐步的排除可能的原因，要堅(jiān)信“凡事都是有辦法解決的”和“問(wèn)題出現(xiàn)一定有它的原因”，這樣最后一
定能調(diào)試成功。
       5   一些總結(jié)的話
       現(xiàn)在從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，每個(gè)設(shè)計(jì)最終都可以做出來(lái)，但是一個(gè)項(xiàng)目的成功與否，不僅僅取決于技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)，還
與完成的時(shí)間，產(chǎn)品的質(zhì)量，團(tuán)隊(duì)的配合密切相關(guān)，所以良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，透明坦誠(chéng)的項(xiàng)目溝通，精細(xì)周密的研發(fā)安排，充
裕的物料和人員安排，這樣才能保證一個(gè)項(xiàng)目的成功。
       一個(gè)好的硬件工程師實(shí)際上就是一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理，他/她需要從外界交流獲取對(duì)自己設(shè)計(jì)的需求，然后匯總，分析成具
體的硬件實(shí)現(xiàn)。還要跟眾多的芯片和方案供應(yīng)商聯(lián)系，從中挑選出合適的方案，當(dāng)原理圖完成后，他/她要組織同事來(lái)進(jìn)行配
合評(píng)審和檢查，還要和CAD工程師一起工作來(lái)完成PCB的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，還要準(zhǔn)備好BOM清單，開(kāi)始采購(gòu)和準(zhǔn)備物料，聯(lián)系加
工廠家完成板的貼裝。在調(diào)試的過(guò)程中他/她要組織好軟件工程師來(lái)一起攻關(guān)調(diào)試，配合測(cè)試工程師一起解決測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)
題，等到產(chǎn)品推出到現(xiàn)場(chǎng)，如果出現(xiàn)問(wèn)題，還需要做到及時(shí)的支持。所以做一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員要鍛煉出良好的溝通能力，面
對(duì)壓力的調(diào)節(jié)能力，同一時(shí)間處理多個(gè)事務(wù)的協(xié)調(diào)和決斷能力和良好平和的心態(tài)等等。
       還有細(xì)心和認(rèn)真，因?yàn)橛布O(shè)計(jì)上的一個(gè)小疏忽往往就會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失，比如以前碰到一塊板在PCB設(shè)計(jì)完
備出制造文件的時(shí)候誤操作造成了電源層和地層連在了一起，PCB板制造完畢后又沒(méi)有檢查直接上生產(chǎn)線貼裝，到測(cè)試的時(shí)候
才發(fā)現(xiàn)短路問(wèn)題，但是元器件已經(jīng)都焊接到板上了，結(jié)果造成了幾十萬(wàn)的損失。所以細(xì)心和認(rèn)真的檢查，負(fù)責(zé)任的測(cè)試，不
懈的學(xué)習(xí)和積累，才能使得一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員持續(xù)不斷的進(jìn)步，而后術(shù)業(yè)有所小成。

       相關(guān)文章：
       如何設(shè)計(jì)一個(gè)合適的電源
       對(duì)于現(xiàn)在一個(gè)電子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電源部分的設(shè)計(jì)也越來(lái)越重要，我想通過(guò)和大家探討一些自己關(guān)于電源設(shè)計(jì)的心得，
來(lái)個(gè)拋磚引玉，讓我們?cè)陔娫丛O(shè)計(jì)方面能夠都有所深入和長(zhǎng)進(jìn)。
       Q1：如何來(lái)評(píng)估一個(gè)系統(tǒng)的電源需求
       Answer：對(duì)于一個(gè)實(shí)際的電子系統(tǒng)，要認(rèn)真的分析它的電源需求。不僅僅是關(guān)心輸入電壓，輸出電壓和電流，還要
仔細(xì)考慮總的功耗，電源實(shí)現(xiàn)的效率，電源部分對(duì)負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力，關(guān)鍵器件對(duì)電源波動(dòng)的容忍范圍以及相應(yīng)的允
許的電源紋波，還有散熱問(wèn)題等等。功耗和效率是密切相關(guān)的，效率高了，在負(fù)載功耗相同的情況下總功耗就少，對(duì)于整個(gè)
系統(tǒng)的功率預(yù)算就非常有利了，對(duì)比LDO和開(kāi)關(guān)電源，開(kāi)關(guān)電源的效率要高一些。同時(shí)，評(píng)估效率不僅僅是看在滿負(fù)載的時(shí)候
電源電路的效率，還要關(guān)注輕負(fù)載的時(shí)候效率水平。
       至于負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力，對(duì)于一些高性能的CPU應(yīng)用就會(huì)有嚴(yán)格的要求，因?yàn)楫?dāng)CPU突然開(kāi)始運(yùn)行繁重的任務(wù)時(shí)，需
要的啟動(dòng)電流是很大的，如果電源電路響應(yīng)速度不夠，造成瞬間電壓下降過(guò)多過(guò)低，造成CPU運(yùn)行出錯(cuò)。
       一般來(lái)說(shuō)，要求的電源實(shí)際值多為標(biāo)稱(chēng)值的＋－5%，所以可以據(jù)此計(jì)算出允許的電源紋波，當(dāng)然要預(yù)留余量的。
       散熱問(wèn)題對(duì)于那些大電流電源和LDO來(lái)說(shuō)比較重要，通過(guò)計(jì)算也是可以評(píng)估是否合適的。
       Q2：如何選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路
       Answer：根據(jù)分析系統(tǒng)需求得出的具體技術(shù)指標(biāo)，可以來(lái)選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路了。一般對(duì)于弱電部分，包括了
LDO（線性電源轉(zhuǎn)換器），開(kāi)關(guān)電源電容降壓轉(zhuǎn)換器和開(kāi)關(guān)電源電感電容轉(zhuǎn)換器。相比之下，LDO設(shè)計(jì)最易實(shí)現(xiàn)，輸出紋波
小，但缺點(diǎn)是效率有可能不高，發(fā)熱量大，可提供的電流相較開(kāi)關(guān)電源不大等等。而開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)靈活，效率高，但紋
波大，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，調(diào)試比較煩瑣等等。
       Q3：如何為開(kāi)關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù)
       Answer：很多的未使用過(guò)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的工程師會(huì)對(duì)它產(chǎn)生一定的畏懼心理，比如擔(dān)心開(kāi)關(guān)電源的干擾問(wèn)題，PCB
layout問(wèn)題，元器件的參數(shù)和類(lèi)型選擇問(wèn)題等。其實(shí)只要了解了，使用一個(gè)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)還是非常方便的。
       一個(gè)開(kāi)關(guān)電源一般包含有開(kāi)關(guān)電源控制器和輸出兩部分，有些控制器會(huì)將MOSFET集成到芯片中去，這樣使用就更簡(jiǎn)
單了，也簡(jiǎn)化了PCB設(shè)計(jì)，但是設(shè)計(jì)的靈活性就減少了一些。
       開(kāi)關(guān)控制器基本上就是一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)，所以一般都會(huì)有一個(gè)反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環(huán)的控制
電路。因此這部分的設(shè)計(jì)在于保證精確的采樣電路，還有來(lái)控制反饋深度，因?yàn)槿绻答伃h(huán)響應(yīng)過(guò)慢的話，對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)能力
是會(huì)有很多影響的。
       而輸出部分設(shè)計(jì)包含了輸出電容，輸出電感以及MOSFET等等，這些的選擇基本上就是要滿足一個(gè)性能和成本的平
衡，比如高的開(kāi)關(guān)頻率就可以使用小的電感值（意味著小的封裝和便宜的成本），但是高的開(kāi)關(guān)頻率會(huì)增加干擾和對(duì)MOSFET
的開(kāi)關(guān)損耗，從而效率降低。使用低的開(kāi)關(guān)頻率帶來(lái)的結(jié)果則是相反的。
       對(duì)于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數(shù)選擇也是非常關(guān)鍵的，小的ESR可以減小輸出紋波，但是電容成本會(huì)增
加，好的電容會(huì)貴嘛。開(kāi)關(guān)電源控制器驅(qū)動(dòng)能力也要注意，過(guò)多的MOSFET是不能被良好驅(qū)動(dòng)的。
       一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)電源控制器的供應(yīng)商會(huì)提供具體的計(jì)算公式和使用方案供工程師借鑒的。
       Q4：如何調(diào)試開(kāi)關(guān)電源電路
       Answer：有一些經(jīng)驗(yàn)可以共享給大家
       1: 電源電路的輸出輸出通過(guò)低阻值大功率電阻接到板內(nèi)，這樣在不焊電阻的情況下可以先做到電源電路的先調(diào)試，
避開(kāi)后面電路的影響。
       2: 一般來(lái)說(shuō)開(kāi)關(guān)控制器是閉環(huán)系統(tǒng)，如果輸出惡化的情況超過(guò)了閉環(huán)可以控制的范圍，開(kāi)關(guān)電源就會(huì)工作不正常，
所以這種情況就需要認(rèn)真檢查反饋和采樣電路。特別是如果采用了大ESR值的輸出電容，會(huì)產(chǎn)生很多的電源紋波，這也會(huì)影響
開(kāi)關(guān)電源的工作的。
       接地技術(shù)的討論
       Q1：為什么要接地?
       Answer：接地技術(shù)的引入最初是為了防止電力或電子等設(shè)備遭雷擊而采取的保護(hù)性措施，目的是把雷電產(chǎn)生的雷擊
電流通過(guò)避雷針引入到大地，從而起到保護(hù)建筑物的作用。同時(shí)，接地也是保護(hù)人身安全的一種有效手段，當(dāng)某種原因引起
的相線（如電線絕緣不良，線路老化等）和設(shè)備外殼碰觸時(shí)，設(shè)備的外殼就會(huì)有危險(xiǎn)電壓產(chǎn)生，由此生成的故障電流就會(huì)流
經(jīng)PE線到大地，從而起到保護(hù)作用。隨著電子通信和其它數(shù)字領(lǐng)域的發(fā)展，在接地系統(tǒng)中只考慮防雷和安全已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足
要求了。比如在通信系統(tǒng)中，大量設(shè)備之間信號(hào)的互連要求各設(shè)備都要有一個(gè)基準(zhǔn)‘地’作為信號(hào)的參考地。而且隨著電子
設(shè)備的復(fù)雜化，信號(hào)頻率越來(lái)越高，因此，在接地設(shè)計(jì)中，信號(hào)之間的互擾等電磁兼容問(wèn)題必須給予特別關(guān)注，否則，接地
不當(dāng)就會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。最近，高速信號(hào)的信號(hào)回流技術(shù)中也引入了“地”的概念。
       Q2：接地的定義
       Answer: 在現(xiàn)代接地概念中、對(duì)于線路工程師來(lái)說(shuō)，該術(shù)語(yǔ)的含義通常是‘線路電壓的參考點(diǎn)’；對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)師
來(lái)說(shuō)，它常常是機(jī)柜或機(jī)架；對(duì)電氣工程師來(lái)說(shuō)，它是綠色安全地線或接到大地的意思。一個(gè)比較通用的定義是“接地是電
流返回其源的低阻抗通道”。注意要求是”低阻抗”和“通路”。
      Q3：常見(jiàn)的接地符號(hào)
       Answer:PE,PGND,FG－保護(hù)地或機(jī)殼；BGND或DC-RETURN－直流－48V(+24V)電源（電池）回流；GND－工作地；DGND
－數(shù)字地；AGND－模擬地；LGND－防雷保護(hù)地
       Q4：合適的接地方式
       Answer: 接地有多種方式，有單點(diǎn)接地，多點(diǎn)接地以及混合類(lèi)型的接地。而單點(diǎn)接地又分為串聯(lián)單點(diǎn)接地和并聯(lián)單
點(diǎn)接地。一般來(lái)說(shuō)，單點(diǎn)接地用于簡(jiǎn)單電路，不同功能模塊之間接地區(qū)分，以及低頻（f<1MHz）電子線路。當(dāng)設(shè)計(jì)高頻
（f>10MHz）電路時(shí)就要采用多點(diǎn)接地了或者多層板（完整的地平面層）。
       Q5：信號(hào)回流和跨分割的介紹
       Answer：對(duì)于一個(gè)電子信號(hào)來(lái)說(shuō)，它需要尋找一條最低阻抗的電流回流到地的途徑，所以如何處理這個(gè)信號(hào)回流就
變得非常的關(guān)鍵。
       第一，根據(jù)公式可以知道，輻射強(qiáng)度是和回路面積成正比的，就是說(shuō)回流需要走的路徑越長(zhǎng)，形成的環(huán)越大，它對(duì)
外輻射的干擾也越大，所以，PCB布板的時(shí)候要盡可能減小電源回路和信號(hào)回路面積。
       第二，對(duì)于一個(gè)高速信號(hào)來(lái)說(shuō)，提供有好的信號(hào)回流可以保證它的信號(hào)質(zhì)量，這是因?yàn)镻CB上傳輸線的特性阻抗一般
是以地層（或電源層）為參考來(lái)計(jì)算的，如果高速線附近有連續(xù)的地平面，這樣這條線的阻抗就能保持連續(xù)，如果有段線附
近沒(méi)有了地參考，這樣阻抗就會(huì)發(fā)生變化，不連續(xù)的阻抗從而會(huì)影響到信號(hào)的完整性。所以，布線的時(shí)候要把高速線分配到
靠近地平面的層，或者高速線旁邊并行走一兩條地線，起到屏蔽和就近提供回流的功能。
       第三，為什么說(shuō)布線的時(shí)候盡量不要跨電源分割，這也是因?yàn)樾盘?hào)跨越了不同電源層后，它的回流途徑就會(huì)很長(zhǎng)
了，容易受到干擾。當(dāng)然，不是嚴(yán)格要求不能跨越電源分割，對(duì)于低速的信號(hào)是可以的，因?yàn)楫a(chǎn)生的干擾相比信號(hào)可以不予
關(guān)心。對(duì)于高速信號(hào)就要認(rèn)真檢查，盡量不要跨越，可以通過(guò)調(diào)整電源部分的走線。（這是針對(duì)多層板多個(gè)電源供應(yīng)情況說(shuō)
的）
       Q6：為什么要將模擬地和數(shù)字地分開(kāi)，如何分開(kāi)?
       Answer：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)都要回流到地，因?yàn)閿?shù)字信號(hào)變化速度快，從而在數(shù)字地上引起的噪聲就會(huì)很大，而
模擬信號(hào)是需要一個(gè)干凈的地參考工作的。如果模擬地和數(shù)字地混在一起，噪聲就會(huì)影響到模擬信號(hào)。
       一般來(lái)說(shuō)，模擬地和數(shù)字地要分開(kāi)處理，然后通過(guò)細(xì)的走線連在一起，或者單點(diǎn)接在一起。總的思想是盡量阻隔數(shù)
字地上的噪聲竄到模擬地上。當(dāng)然這也不是非常嚴(yán)格的要求模擬地和數(shù)字地必須分開(kāi)，如果模擬部分附近的數(shù)字地還是很干
凈的話可以合在一起。
       Q7：?jiǎn)伟迳系男盘?hào)如何接地?
       Answer：對(duì)于一般器件來(lái)說(shuō)，就近接地是最好的，采用了擁有完整地平面的多層板設(shè)計(jì)后，對(duì)于一般信號(hào)的接地就
非常容易了，基本[size=+0]原則是保證走線的連續(xù)性，減少過(guò)孔數(shù)量；靠近地平面或者電源平面，等等。
       Q8：?jiǎn)伟宓慕涌谄骷绾谓拥?
       Answer：有些單板會(huì)有對(duì)外的輸入輸出接口，比如串口連接器，網(wǎng)口RJ45連接器等等，如果對(duì)它們的接地設(shè)計(jì)得不
好也會(huì)影響到正常工作，例如網(wǎng)口互連有誤碼，丟包等，并且會(huì)成為對(duì)外的電磁干擾源，把板內(nèi)的噪聲向外發(fā)送。一般來(lái)說(shuō)
會(huì)單獨(dú)分割出一塊獨(dú)立的接口地，與信號(hào)地的連接采用細(xì)的走線連接，可以串上0歐姆或者小阻值的電阻。細(xì)的走線可以用來(lái)
阻隔信號(hào)地上噪音過(guò)到接口地上來(lái)。同樣的，對(duì)接口地和接口電源的濾波也要認(rèn)真考慮。
       Q9：帶屏蔽層的電纜線的屏蔽層如何接地?
       Answer：屏蔽電纜的屏蔽層都要接到單板的接口地上而不是信號(hào)地上，這是因?yàn)樾盘?hào)地上有各種的噪聲，如果屏蔽
層接到了信號(hào)地上，噪聲電壓會(huì)驅(qū)動(dòng)共模電流沿屏蔽層向外干擾，所以設(shè)計(jì)不好的電纜線一般都是電磁干擾的最大噪聲輸出
源。當(dāng)然前提是接口地也要非常的干凈。

作者: wfzdx    時(shí)間: 2015-12-27 22:35
受教了，樓主介紹的和詳細(xì)全面！



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