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1、电子硬件工程师需要具备的知识第一篇：电子硬件工程师需要具备的知识电子硬件工程师要求掌握的东西第一部分：硬件知识一、数字信号1、TTL和带缓冲的TTL信号：逻辑门电路2、RS232和定义：异步传输标准接口，通常以9个引脚(DB-9) 或是25个引脚(DB-25)的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232接口，分别称为COM1和COM2。数据传输速率为每秒50、75、100、 150、 300、 600、 1200、 2400、 4800、 9600、 19200 波 特。3、RS485/422 (平衡信号)半双工/全双工4、干接点信号：无源开关，具有闭合和断开的2种状态，2个 接点之间没
2、有极性，可以互换。各种开关如：限位开关、行程开关、 脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关等；各种按键；各种传 感器的输出，如：环境动力监控中的传感器、水浸传感器、火灾报警 传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器；继电器、干簧管的 输出。湿接点信号：有源开关；具有有电和无电的2种状态；2个接点 之间有极性，不能反接。二、模拟信号视频1、非平衡信号：非平稳信号是指分布参数或者分布律随时间发 生变化的信号。现实世界中我们所碰到的信号大都是非平稳信号。平 稳和非平稳都是针对随机信号说的，非平稳信号分析和处理的一般方 法有时域分析、频域分析、时频联合分析。2、平衡信号：信号在传输过程中，如果被直接传
3、送就是非平衡 信号，如果把信号反相，然后同时传送反相的信号和原始信号，就叫 做平衡信号，平衡信号送入差动放大器，原信号和反相位信号相减， 得到加强的原始信号，由于在传送中，两条线路受到的干扰差不多， 在相减的过程中，减掉了一样的干扰信号，因此更加抗干扰。这种在 平衡式信号线中抑制两极导线中所共同有的噪声的现象便称为共模 抑制。所以平衡线路只需要在输入输出信号增加一个差动放大器就可 以实现。三、芯片1、封装2、7407： TTL集电极开路六正相高压驱动器。1入2出3进4 输出5进6输出9进8输出11进10输出13进12输出。3、7404：六组反向器。1入2出3进4输出5进6输出9进8 输出11进
4、10输出13进12输出。4、7400：四组与门。1.2入3出，4.5入6出，9.10入8出， 12.13 入 11 出。5、74LS573：八位三状态输出D触发器。6、ULN2003:高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN达林 顿管组成。7、74LS244： 3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器，没有锁 存的功能。8、74LS240： 3态总线转换器，一般用于总线的电平匹配问题， 为单向传送。9、74LS245： 3态总线转换器，一般用于总线的电平匹配问题， 为双向传送。10、74LS138： 3线-8线译码器74LS238:加法器11、CPLD(EPM7128)12、116113、max69
5、114、max485/7517615、mc148916、mc148817、ICL232/max23218、89C51四、分立器件1、封装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7、LED发光管8、8字（共阳和共阴）9、三极管2N555110、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1、eeprom2、串行I/O接口芯片3、串行 AD、DA4、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）电解电容3、电源的保护1）桥的保护2）单
6、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）TTLLED （8 字）5）继电器一继电器6）继电器一固态继电器4、开关量信号输入调理1）干接点一光耦2）TTL- 光耦5、CPU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？
7、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：DC122）接口： RS2323）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1）电源：DC5V2）接口： RS2323）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MOXA C168P的接口板1）电源：DC5V2）接口： PCL725/MOXA 8 个 RS2321. PCL725，直立 DB37，孔2. MOXA C16
8、8P， 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、03. 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
9、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/can b
10、us/以太网/USB）3）开关量（TTL，电流环路，干接点）4）模拟量（420ma、010ma、05V （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/can bus/以太网/USB）2）开关量（TTL、电流环路、干接点、功率驱动）3）模拟量（420ma，010ma，05V （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
11、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atmel ARM91系列开发的1个室外使的产品，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
12、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。
13、第二篇：硬件工程师需要掌握必备知识作为一个硬件工程师，需要掌握哪些理论知识呢？楼主以从事的 通信行业（主要是交换机、网关等）为例，简单笼统的总结了一下。 主要是起抛砖引玉的作用，欢迎各位同行、专家展开讨论。1、分立器件的应用主要包括电阻、电容、电感、磁珠、二极管、三极管、MOS管、变压器、光耦、继电器、连接器、RJ45、光模块（1*9、SFP、SFF、XFP等）以及防护器件TVS管、压敏电阻、放电 管、保险管、热敏电阻等2、逻辑器件使用、硬件编程、语言、软件的使用、逻辑电平的 应用以及匹配等；3、电源的设计和应用；主要包括DC/DC、LDO电源芯片设计的原理，设计时各元器件的 选型以及电源指标
14、参数；4、时序分析与设计主要包括逻辑器件中时序分析与设计、存储器中时序分析与设计等；5、复位和时钟的知识主要包括复位电路的设计、晶体和晶振的原理、设计和起振问题 分析、时钟的主要参数指标等；6、存储器的应用主要包括eeprom、flash、SDRAM、DDR23等知识原理、选型、 电路设计以及调试等知识；7、CPU最小系统知识了解ARM、POWERPC. MIPS的CPU架构、主要是掌握其最小系统的电路设计8、总线的知识包括各种高速总线-PCI、PCIE、USB还有一些交换之间总线SGMII、GMII、RGMII 等，低速总线 uart、I2C、SPI、GPIO、Local Bus、JTAG 等；9、EMC、安规知识包括各种测试、指标等，各种防护器件应用，问题解决的方法等10、热设计、降额设计11、PCB工艺、布局、可制造性、可测试性设计12、交换知识包括MAC、PHY的的芯片知识、工作原理、电路设计和调试以及 各种交换接口，这里还可以包括软件的一些知识例如VLAN、生成树协议、广播、 组播、端口聚合等交换机功能；13、PoE供电知识包括PoE原理、电路设计、测试、调试等知识14、1588和同步以太网包括同步对时原理、电路设计、测试、调试等知识15、PI、SI 知识16、测试知识、示波器使用等第三篇
