分类： LINUX
2007-06-30 10:05:09
思考题1：
有一个LED显示设备，要求，当光强变化的时候，LED的亮度随着光强变化；光线越强，LED越亮；反之亦然。怎么使用单片机实现此项功能？可以是多级调光，如8级调光；也可以做成无级调光。
2.7.2 电阻的封装
电阻的封装有表面贴和轴向的封装。
轴向封装有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等；axial在英语中就是轴的意思；
表面贴电阻的封装最常用的就是0805；当然还有更大的；但是更大的电阻我想就不是很常用了。
电位器的封装在protel的书种可以很方便地找到。但是如果直接使用，可能会有一些偏差。老树早期就犯过这种错误，导致电位器旁边的器件安装费劲。
搞硬件和软件是有所不同的，搞硬件的人，一定要精确。
在硬件上的一个小的错误，都会造成这块板的推倒重来；因为产品是不能有飞线的；而这个小小的错误相当于软件上的一条语句，在软件调试阶段悄悄改掉，可以神不知鬼不觉；在PCB上，特别恶心。而且谁都知道-老板最知道。
什么是精确呢？
1． 对你所要实现的工作的目标理解准确；
2． 对你的电路图要清楚每一个器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一个专家问问，得到确认；如果不清楚，可以先试试；
3． 对每一个器件的封装要严格把握，该是什么形状、外形一定要完全一致；还有考虑到空间是不是对其它的板卡器件有影响；对边缘连接器件与电路板的边缘之间的距离、ISA和PCI的边缘连接件与挡板之间的关系要完全把握才能去做电路板；否则只是浪费金钱和时间；
对边缘器件与边缘之间的距离要是不能有把握的话，可以找3个人，每个人都计算一遍，取个平均值，基本上就差不多了。
4． 对单片机的资源能不能作成这件事情一定要有把握，CPU运算速度和字长、内存够不够大、程序存储器够不够大，需要仔细的规划；
5． 原理图经过专家认可无误后，画出来的PCB需要做网络检查，做到与原理图完全一致；
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继电器、固态继电器
2.8.1 继电器
继电器，就是利用继电器的线包在加电后产生的磁力，将2个电极吸合在一起；初中还是高中的物理有它的原理。有兴趣可以打开一支看看，很好玩的。
继电器有：
1） 公共端：COM
2） 常开：normal open，NO
3） 常闭：normal close，NC
继电器主要指标：
工作电压：
工作电压有直流和交流的2种；
在PCB上，通常是直流的；交流的继电器通常是AC24V的居多，当然，还有AC220V的。交流的继电器国产的比进口的，比如，idec，OMRON，fujitsu便宜很多，当然，质量也差一些。
可以在百度上专门搜索一下继电器，上面有一些厂家产品的介绍。
常用的小功率的继电器是national 的居多，OMRON也有，便宜一些，一盒50只。
常用的电压有：
DC5V/DC9V/DC12V/DC24V等；
根据触点数量，可以分为：
单刀单掷/SPST
单刀双掷/SPDT
双刀双掷/DPDT
四刀双掷等/?
还要根据触点容量来分。
一般的都是DC30V/1A或者DC30V/2A，AC110V/0.2A，再大，就不能使用继电器了，因为在触点切换，电流通过的瞬间，会产生拉弧，烧毁触点，使得切换不可靠；这是，可以使用固态继电器。
实际上，在PCB上的继电器的任务就是给出一个干接点信号，作为控制信号使用，传递的是一个信号，而不是能量。或者控制一个大功率的开关等，让大功率的开关去控制功率的传递；但是，后者也不如固态继电器来得方便。
继电器的封装通常是DIP16或者以上；也有更小的继电器，但是，价钱跟DIP16的差不多。
注意：DIP16的继电器只有8个管脚；所以设计封装时，不要图省事直接使用DIP16，这样容易在焊接的时候焊反了，导致出错。要专门设计继电器的封装，该有几个脚就使用几个脚。
2.8.2 固态继电器
固态继电器，说白了，就是使用发光管触发的过零触发的可控硅。
可以说，跟光耦很相似，也是4个管脚，只是区别在：
4） 直接使用直流电压控制；可以认为内部已经有了一个限流电阻；
5） 接收光信号的一端是过零触发的可控硅；
可以说是一个电子开关，无触点的继电器。
因为无触点，所以可以通过大电流而不产生拉弧，工作寿命与开关次数无关。
触点作为信号使用的继电器的时间的工作寿命是100万次到300万次，可以查看技术手册；
固态继电器可以认为是无限次的，所以在大电流和频繁开关的场合，使用固态继电器。
固态继电器触点通过的信号通常是交流电压，但是也有直流电压的。
固态继电器可以通过AC220V或者AC380V以下的交流电；它的2个指标：
1） 工作电压，通常为DC5V和DC12V，也有DC24V的；
2） 工作电流：AC220V/1A/2A/4A不等。
国产的固态继电器质量不错，跟进口的没有区别，就是封装的质量太差，一批买回来，个个都不一样，焊在电路板上东倒西歪，不美观；至于小功率的国产的继电器市场上比较少见，有也不敢使。
进口的固态继电器有美国的和日本的，4A以上的比较贵，日本的OMRON的固态继电器2A的才卖8元，侃侃价估计还能便宜，体积小，封装绝对的准确，可以很整齐地在电路板上排列，不占地方；
.9 线性电源：变压器、整流桥与三端稳压器
什么是线性电源？为什么叫线性？老树查了网络上的资料，也没有答案，只好等待高明教我。
PCB上需要供电，就需要电源。电源分2种，一种是线性电源，象7805，就是线性电源；
一种是开关电源，是将AC220V直接整流滤波成高压，推动功率管工作在100Khz以上，再整流滤波成低压。
开关电源的工作原理可以通过百度查到。
线型电源需要工频变压器，将AC220V变换成低压，经过全桥的整流，和大电容的滤波，成为脉动的直流，再经过三端稳压器，输出直流电压。
输出端还需要大的电解电容滤波。注意这时要选用足够大的电容容量和耐压值的电解电容。耐压值不够，你就等着听响吧。电容容量不够，整流输出的电压和输出的电压的压差不够，输出电压会有纹波，单片机系统工作不正常。
通常电路板上需要的是DC5V，一般来说，现在的电路板，一片7805，再加散热片也基本够用了。功率越大，散热片也越大。
变压器有多种规格：
1、 普通E型矽钢片绕制的变压器，现在最大量的是广西普宁雄英出的变压器，通过了长城认证，质量是不错的，最大的好处是便宜，现货量大；通常的规格是单9V、12V，双9V、12V等；可能这个地方出矽钢片，有这样的矿藏。
2、 环型变压器，象个椭圆型；
3、 最近好像圆形的变压器也多起来了，后2种变压器应该是漏磁小、发热少、效率高，大功率的整流时使用，当然单位瓦数也贵啊，按照1元/W计算预算应该差不多了。
这2种变压器都需要定制，可以定制各种规格的。
4、 焊在电路板上的变压器，比较有名的是兵字品牌。在《电子技术应用》和《电子产品世界》上常年做广告。秦皇岛也有一家，好像叫耀华。
怎么计算变压器需要多大的功率？
首先，计算功耗。比如：Dc5V/0.25A，也就是1.25W的功耗。
7805效率50％，变压器效率50%，就是说，需要6W的变压器。
Dc5V/0.25A的输入压差大概在3V，6V的变压器整流出来的电压是大约6×1.4＝8.4V，也差不多了。所有选用AC6V/6W的变压器。再到市场上找一个差不多的变压器用上就行了。
注意：电流越大，压差越大；在电路工作的时候，可以拿示波器看看电源的波形是不是平稳。
78系列的芯片做的比较多而好的是美国国家半导体公司（national semiconductor）的LM780X和摩托罗拉公司MC780X 等2大系列。
78系列是高压差的稳压芯片，现在有低压差的稳压芯片，其机理参见沙占友老师的书籍。有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4个系列。
如果需要更大的电源供给，或者使用开关电源，或者去买成品的线性电源，象辽宁朝阳4NIC的电源，质量不错，价格也不错。
附：在网络上找到的一篇文章：
开关电源和线性电源的区别
线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV以下）。对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来说就是开关电源）。还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。
2.10 开关电源芯片
相对于线性稳压器来说，开关电源在计算机主板上、工控机主板和各种各样的电路板上起着电压变换的作用。例如：将低电压，比如：电池转换成稳定的3.3V或者5V，或者将高电压转化成DC5V、DC3.3V，或者将DC5V转换成3.3V和1.8V，例如，ARM的电路板就需要这样的芯片，3.3V给ARM供电，1.8V给arm的core供电。以上
由于采用了开关电路，电源芯片的工作频率高，发热小，效率高。
同样的，还是芯片的巨头，MAXIM、LINEAR和TI等公司在电源转换芯片上是最为卓越，无论从产品的种类，还是质量都是上佳的；
经常看电子产品世界和电子技术应用的网友一定对maxim的电源芯片印象巨深。五花八门的电源芯片，让你无法选择到底选用那种是自己的所需要的。
在maxim的产品树中，对电源是这样分类的：
Power Supplies and Battery Management
Switchmode DC-DC Power Supplies 408
Isolated Power Supplies 22
Low-Dropout Linear Regulators 75
White LED Drivers 13
Low-Side MOSFET Drivers 14
High-Side MOSFET Drivers 6
ORing MOSFET Controllers 2
Battery Chargers 36
Battery Protectors, Selectors and Monitors 17
Regulator + Reset Circuits 4
Current Sense Amplifiers 22
LCD/ECB/CCFL Display Bias Supply 87
ALSO SEE: Hot-Swap and Power Switching
ALSO SEE: Voltage References
我们经常使用到的是Switchmode DC-DC Power Supplies ，这里有分成n种。老树比较熟悉的是step-down电源芯片，也就是所谓的从高电压下降到低的电压的芯片；从低到高，当然是step-up电源芯片。
象philips的电动剃须刀，里面肯定有电源管理芯片，当电池电压下降，但是，电池又有电的时候，能够输出恒定的电压，榨干电池内的最后一点电能，能够舒适地使用一段很长的时间。
比如，你的电路板上只有DC24V电压，但是，还需要Dc5V/2A的电源，这么高的压降，使用线性稳压器显然不合适，如果使用DC/DC模块，成本太高，体积也比较大，所以，得选用一款芯片完成这个功能。
按照maxim给出的复杂的选择，根据你的要求，多选择几项，maxim会给出一个清单，在清单中去选择你最适合你的需求的芯片。
老树原来使用过的完成此项功能的芯片是：MAX724、LT1076；这2款芯片需要1个50uH的电感才能输出Dc5V电源；但是，这种开关电源芯片有个好处，就是输入只要在它的允许的范围内波动，或者负载在变化，输出DC5V电源十分稳定。
电源的范围从Dc10V～DC40V，max724均能输出5A的DC5V电源。
Maxim724下载连接地址：
http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=153160
LT1076下载链接地址：
http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=157742
在ARM上使用的电源芯片是TI公司的TPS767D318。
下载链接：
http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=122122
在沙老师的书中，也介绍了几款电源转换芯片，可供参考。
如果是作为隔离电压产生，例如：5V转换成隔离的5V，用在光耦、通讯等电路中，去自己做隔离电路就有点划不来，不如去买现成的DC/DC模块。这点国产的模块做的不错，象老树常用的Dc12V/DC5V500mA的模块，大约30元，质量还是不错的。
.11 器件选购、芯片批号、封装知识等
在市场上买芯片，千万注意不要买到旧片、拆机片；旧片、拆机片有些凑合能用，有些干脆不行；即使现在能用，寿命肯定有限；
旧的就是旧的，肯定瞒不过有心人；主要是从芯片的管脚的崭新程度、芯片印刷的质量等仔细观察。
旧的芯片往往管脚参差不齐、搪锡发乌、包装的管子不够新；而且往往是芯片的表面发白，那是因为被打磨过了，然后重新丝网印刷上厂家名称、批号等；
所以最好是买激光打标的器件，激光打标的产品肯定是新货，或者没有使用过的货；而且买的时候需要注意，器件的批号最好是最近当年的或者是最近几个星期的产品；总而言之，别花冤枉钱，还影响产品的质量。
同样的产品，不同厂家的质量也不一样。我比较喜欢的是美国TI、摩托罗拉MC、MAXIM、LINEAR的产品；假的也少；
例如，max7219芯片上有一下标志：
MAXIM
MAX7219CNG
0323PY
MAXIM就是芯片的厂家；
MAX7219CNG是厂家的型号，CNG跟封装和7219这个系列产品的细微的差别有关；
03是指2003年；23是指该年的第23周；一年是52周，所以这个数字不会超出52；
激光打标是在芯片上形成一个暗色的与芯片表面有一个明显对比的标志；中关村的大恒公司就有激光打标机的业务；但是未必是在芯片上打标；
有时，激光打标会产生类似暗黄色的标志，这跟激光器功率和芯片封装材料有关。
初学者到电子工程师 第三课 合格电子工程师是怎样炼成的？
不好意思，第二课没有写完，又开一课--老树当过老师，有毁人不倦的习惯，再者，这个问题想了很久了，也基本想通了。
在网络上很多初学者在问：怎样成为一个合格的电子工程师？
这个问题有很多答案。老树谈谈自己的看法。
第一步 入门-51核心和基本电路
中国人有10亿啊，每年有多少大学生毕业呢？我不知道。但是我看到有一张照片，招聘会上熙熙攘攘，人来人往，十分震撼。从来没有一个时刻让我感觉到中国的人力资源是如此的丰富。但是，从现在的大学毕业出来的学生学到了什么东西呢？一些理论，跟实际脱钩的理论。有没有用呢？有点用。但是，在企业中，需要的是实际干点事情出来，实际解决问题。所以说，很多企业不想要大学本科出来的大学生，说动手，没有动手能力，不知道电阻电容长得什么样子，能够做什么？但是又自视甚高，对工资的期望值比较高。等到能够干点事情了，又拍拍屁股跑了。所以企业现在喜欢使用大专中专甚至是职业学校培训出来的小孩，至少这些孩子们知道自己的份量，能够实实在在地做事。要知道，他们很多人的天赋并不差，有些人甚至可以说聪明，只是因为很多人是家庭条件不好，打小就是苦孩子，没有条件接受良好的教育。一旦给机会，他们都比较珍惜。
现在的大学，误人子弟甚多。扩招是没有错，但是，实验室扩了吗？教室扩了吗？教师扩了吗？至少实验室是没有扩。老树认得的一个研究生说，只有到了一个阶段，才能到实验室作实验。很多导师就是把学生当奴隶一样干活，要是在干活中能够学到东西那就算是运气好的；运气不好的，直接就是导师的廉价的劳力了，学不到东西，活倒干了不少。
但是，既然学生要拿文凭，要应付考试，没有办法，那怎么自救？
如果励志要做一名出色的电子工程师，老树可以谈谈自己的看法。
做一个电子工程师，先从51学起，这是得到公认的。不需老树饶舌。
首先，去买一个开发板，越便宜的越好，在上面可以练练keil C。最好再买一个仿真器，这样调试的效率高。当然这个不便宜，但是我觉得可以志同道合的哥几个合买。反正1天24小时，每人8个小时轮流上，有个几个月，C51语言也就差不多了。
其次，看看老树的文章，看看需要学点什么基本的东西。北京的大学生有福啊，没事到中发去转转，认认老树的文章上说得哪些电阻、电容、三极管、芯片、接插件什么的，看看自己的电脑上的主板、网卡、声卡、显卡是怎么画的，找找感觉，这些板卡都是高手的杰作啊。
构思一个小的产品，按照老树文章上的思考题，找本protel99se的书，从每个菜单练起，循序渐进，从单片机最小系统->输入->LED->RS232/RS422/RS485->固态继电器、继电器等原理图画起，边画边学，一点一点做，做好了，最好找个高手看看，找出毛病在哪里，再反复改进。在这样的模拟实战中找到感觉。
推荐老虎工作室的protel 99系列4本，写的还是循序渐进的，当然不便宜；咬咬牙，可以合买一套，轮着看。
顺便说一句我对市场上的开发板的看法，这些开发板当然都不错，但是，只能学到语言，不能教你画原理图和PCB，实际做的时候，还是需要高手带一带是最快的。我就是一个朋友教我的，也就半天的功夫，就会了。当时还是DOS下的protel 3.16版本。
以战养战。找个公司、企业，帮他们做个小产品，既能得到公司的高手的指点，又能赚到一笔费用，岂不甚佳？这时，你的开发板、仿真器的费用就出来了。从原理图->PCB->C51，单片机也入门了。
第二步：登堂入室-掌握系统的电路知识
这时，需要对电子技术的所有东东进行全面的了解，主要是看看杂志、BBS、网站上的技术文章、何立民先生主持编著的《单片机应用技术大全》系列，将单片机和它的配套的电路，输入输出、通讯等等做一个全面的了解。目标是为什么？系统的技术储备。知道什么问题可以使用什么方法解决，可能在什么地方找到解决的方法，这对你以后走上工作岗位，解决实际问题是非常有好处的。如果你真能这么做，那么，你今后肯定比单位中的老同志还要棒。
老树在国营研究所的时候，曾经有一段时间无所事事，就是在那一两年的时间内将研究所的技术杂志看了一遍，尤其是《电子技术应用》。打下了一个良好的基础。
这时，争取机会，学习高手们的硬件设计。一个比较快的办法就是到工控机的厂家那里，看看工控机的板卡和调理板是怎样设计的，都使用了哪些东西。记得老树第一次看到国外的一个器件，到处去问，也不知道是什么东东。后来在四通工控那里看到了，原来是固态继电器。这时，脑子里关于固态继电器的知识都冒出来了。再一看，配套市场大把的。
什么东西就是这样，你要是不知道它是干什么的，你天天看见，也熟视无睹。
有心人就是这样，在什么样的情况下，都能慢慢积蓄知识和力量。毕竟一个产品，不是只会单片机就可以了，还是需要很多的外围电路，按照何老师的分类，前向、后向、人机、互相通道等，才能做成一件产品的。
这个时候，抓住任何机会，去参与一个大型产品开发，在其中做一件事情，你可以学到沟通、协作、界面等产品开发的一些要素。
第三步：勤奋至卓越
中国人多啊，每个人都是智商100，谁比谁傻啊。凭什么你比别人强？你能有好的工作、好的收入，你能香车宝马，醇酒美人？老树认为，没有别的办法，就是靠勤奋。
勤奋学习-这个道理大家知道，知识就是金钱啊；
勤奋工作-想比别人多赚钱，在智商相同的情况下，就是靠多付出时间干活，再提高工作效率。别人5×8小时工作，你是7×16小时，再提高工作效率一倍，你不久赚了比别人多5倍的钱吗？老树公司有2个员工，原来在老家种苹果，没有赚到钱，到老树的公司中干活，计件，活忙的时候，早晨8：00起来，晚上12：00收工，年底也赚了一笔钱回家，高高兴兴，老树也开心，原来一屋子人干的活，现在2个人干了，公司管理省事了，员工也赚到了钱。
开发也是一样。当然，这个需要你的公司有这个机制，多劳多得的机制。但是，要是现在没有，你要不要这样干呢？
我认为，需要。一方面，干别人的活，练自己的技术，长自己的本事。另一方面，多干活，才能快速增长本事，技术才能跃变、突破，登堂入室，再得心应手、出神入化。至少，熟练工种是没有问题的吧。
就象一壶水，老是小火，烧了半天，也是温吞水；可是大火一上，一会就开了，就是这个意思。
你看《射雕英雄转》中的郭靖，没有别的本事，就是傻练，有一天开窍了，如有神助。技术这个东西就是这样，突破了门槛，就是坦途。需要勤奋勤奋再勤奋。有一天这个日子来了，你就苦尽甘来了。
勤奋还有另外一个含意，就是天道酬勤。其实是每个人看见勤奋的人，都会给他机会的，觉得帮助这样的人，高兴；把事情放在他的手里，也放心。
还有一个含意是触类旁通。知识需要很多的参照物，去比较、联想、萃取、升华。换句话，你可能付出的是其他人的n倍的努力，可是你得到的是n倍以上的回报，你的知识已经不是简单的累加了，已经质变了。
如果你在这个单位，勤奋了，也出成果了，就是没有得到公平的待遇，也没有关系。换一个环境就是了，总有人会欣赏你的。再说了，付出总有回报。
有些人习惯怨天尤人，没有好的老爸老妈，没有好的老师，没有好的同伴，没有好的环境，没有好的老板。这些人需要去看看周立功的文章，看看周老师怎样一步步成长的。
第四步：沟通、协作
原来还有，现在越来越少，做一个小的产品，就可以生活无忧。
第五步：对某个行业深入理解
每个人生存在这个世界上，大都需要有一门独到的技术；更何况你是这个论坛的读者；
有的人天生千娇百媚，有的人天生金嗓子，有的人有个好的老爸老妈；这些都不足为恃，更何况没有这些天赋呢？
当你掌握了单片机、ARM、CPLD/FPGA等高端的技术，应该说，养身立命是没有问题了，可以解决人生的基本问题了；但是，还想更上一步，就需要对某个行业进入深入的理解和挖掘。
我认识的靠技术过上宝马豪宅生活的工程师，并不是在技术上一开始就有什么过人之处，也不是说他的产品一开始就会比别人好很多，而是都是特别有韧性的人，都在捕捉某个行业的机会，在某个行业内精耕细作，坚持不懈，别人都干其它的去了，只有他还在这个行业中慢慢来，过上5年或者更多的时间，慢慢得到业内人士的认可，产品不断改进，慢慢打开了销路，最后站住脚，机会来了，一下发达了。我的一个朋友，就是这样修炼成了正果。
有个笑话，说：刚刚离开的行业，发展最快。说得就是这个道理。
中国大啊，市场大啊，只要认真耕耘，就会有收获。
所以，在目前的中国，技术人员还是有机会的，再过10年，可能就一点机会都没有了。
需要去从事多个行业吗？就个体而言，不需要。那个行业都有金子。
就公司而言，需要吗？那要看你的公司有没有这方面的人才；还需要看有没有这个方面的机制。否则，盲目的进行多个行业的扩展，没有必要。需要做的是至少在某个行业做到前三名。
你看，原来的LOTUS的notes，卖给了IBM，原来只卖出去300万份，到了IBM，就卖到了1000万份（大概吧）。产品就是这样，占领市场的同时，利润就有了，规模效益就有了。一个公司的产品不需要太多，但是要卖的多，才是正路。想想看，同样是产值100万，一个产品和10个产品的差别那就大了，研发、服务、维修，差的多呢。
象吉列，就是那么个小刀片，作成这么大的企业，多么舒服。
象GE，每个行业都是业内的翘楚，那是资本主义社会200年的技术积累。在中国，需要做的是每一个小的公司都是某个产品最突出的。从小的产品做起，做到国内最好、亚洲最好、世界最好。就行了。中国就强大了。
到那个时候，才有可能出现象GE这样的大公司。才有形成这样的大公司的技术基础。
