51微控制器到電子工程師

2021-08-27 13:29:07 字數 3585 閱讀 7894

很多電子工程師在某個方面精深鑽研,成為某乙個特殊領域的專家,從一開始的養家餬口、慢慢小有收益、最後寶馬豪宅,也是有的;這些

電子工程師

可能沒有全面掌握這些知識,因為這些行業用不上,例如,液晶顯示器,很多行業就不需要;但是,對於乙個初學者,我認為,這個提綱是切合實際的,對於面向控制而言,已經基本夠用了;對於初學者,全面地掌握這些知識是很有必要的,因為你不知道今後需要使用什麼哪些知識,而這些知識, 80%以上你會在今後的工作中使用上,因為這是都是最基本的。熟練掌握這些知識和應用,根據不同的地區、行業和老闆,月薪應該可以在3000元~5000元之間,甚至更高。其實,可能有些你用不上,但是知道了也沒有壞處;所謂書到用時方很少,又有謂藝不壓身。知識=月薪=年薪=金錢=香車寶馬=…….. ,呵呵。

為什麼要掌握這些知識?

實際上,

電子工程師[url]

就是將一堆器件搭在一起,注入思想(程式),完成原來的這些器件分離時無法完成的功能,做成乙個成品。所需要的技能越高、功能越複雜、成本越低、市場上對相應的東東的需求越大,就越成功。這就是電子工程師的自身的價值。從成本到產品售出,之間的差價就是企業的追求。作為企業的老闆,是在市場上去尋找這樣的應用;對電子工程師而言,是將老闆提出的需求或者應用按照一定的構思原則(成本最低、可靠性最高、電路板最小、功能最強大等)在最短的時間內完成。最短的時間,跟

電子工程師

的熟練程度、工作效率和工作時間直接有關。這就是電子工程師的價值。

將電子產品抽象成乙個硬體的模型,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

2) 序列介面(rs232/485/can bus/乙太網/usb)

3) 開關量(ttl,電流環路,幹接點)

4) 模擬量(4~20ma、 0~10ma、0~5v(平衡和非平衡訊號))

輸出基本上有以下組成:

1) 序列介面(rs232/485/can bus/乙太網/usb)

2) 開關量(ttl、電流環路、幹接點、功率驅動)

3) 模擬量(4~20ma, 0~10ma,0~5v(平衡和非平衡訊號))

4) led顯示:發光管、八字

5) 液晶顯示器

6) 蜂鳴器

處理核心主要有:

1) 8位微控制器,主要就是51系列

2) 32位arm微控制器,主要有atmel和三星系列

51系列微控制器現在看來,只能做一些簡單的應用,說白了,這個晶元也就是做單一的一件事情,做多了,不如使用arm來做;還可以在arm上加乙個作業系統,程式既可靠又容易編寫。

最近三星的arm受到追捧,**便宜,乙太網和usb的介面也有,周立功的開發系統也便宜,作為學習arm的產品來說,應該是最好的;作為工業級的控制,是不是合適,在網友中有不同的看法和爭議。本公司使用atmel arm91系列開發的1個室外使用的產品,在北京室外使用,沒有任何的通風和加熱的措施,從去年的5月份到現在,運**況良好。已經有個成功應用的案例。

但對於初學者來說,應該從51著手,一方面,51還是入門級的晶元,作為初學者練手還是比較好的,可以將以上的概念走一遍;很多特殊的微控制器也是在51的核的基礎上增加了一些i/o和a/d、d/a;也為今後學習更高一級的微控制器和arm打下基礎。再說了,哪個老闆會將arm級別的開發放在連51也沒有學過的新手手中?

在51上面去做複雜的並行擴充套件是沒有必要的,比如,擴充套件i/o口和a/d、d/a等等,可以直接買帶有a/d、d/a的微控制器;或者直接使用arm,它的i/o口線口多。可以使用i2c介面的晶元,擴充套件i/o口和a/d、d/a,以及spi介面擴充套件led顯示,例如:max7219等晶元。

這些知識,是所有產品都具備的要素。所以要學,再具體應用。

說乙個小的故事:野人獻曝。

從前,有乙個農民,冬天幹了活後,休息曬太陽。好舒服呀。

他想,這麼舒服的享受,我要獻給國王,讓他也能得到享受。

於是他興沖沖地到了王宮,將他的寶貴經驗獻給了國王。

我現在就象這個農民,把自己認為很寶貴的經驗獻給大家。希望大家多提寶貴意見;拍板磚也可以,罵我也無所謂,呵呵,隨便。

第一課:51微控制器最小系統

實際上,51微控制器核心外圍電路是很簡單的,乙個微控制器+乙個看門狗+乙個晶振+2個磁片電容;

2. 看門狗:種類很多,我常用的有max691/ca1161和ds1832等,具體看個人習慣、晶元工作電壓、封裝等。max系列和ds系列,還有imp公司的,種類很多,一般只需要有最基本的功能就可以了;原來我使用max691,但是max691比較貴,因為它有電池切換功能,後來新設計電路板,就都採用ca1161了。

很早以前的電路設計中,現在可能還有人使用,使用乙個電阻和乙個電容達成的上電復位電路;但是,這樣的復位電路乙個是不可靠,為什麼不可靠,網路上能找得到專門論述復位電路的文章;更重要的是,51系列的微控制器比較容易受到干擾;沒有看門狗電路是不行的,當程式跑飛時,回不來了,死在那裡。

常規的做法是買乙個專門的看門狗電路,完成復位電路和看門狗電路的功能。

微控制器和微控制器抗干擾能力是不一樣的。如果你的產品是工作在干擾比較大的環境,可以試試選用不同品牌的微控制器;原來我在乙個光電所,做yag雷射**機的控制部分,脈衝雷射機的電源放電的時候,能量是很大的,在採取了所有能夠想到的光電隔離等措施之後,還是不行;後來,選用了intel的8031,就可以了。小聲的說:當時的philips的微控制器抗干擾性能是最差的,可能跟philips主要是用在民用領域有關。現在不知道怎麼樣了,有人知道的話告訴我。

微控制器的輸入輸出口線是最容易引進干擾的地方;在嚴重干擾的情況下,需要將所有的口線光電隔離。

3. 晶振:一般選用11.0592m,因為可以準確地得到9600波特率和19200波特率;也可以使用36.864m,這個頻率是1.8432m的20倍,看別人的電路板上用過,我也沒有用到。這2種晶振很容易買到,價錢跟12m的一樣。書上說,12m的晶振也能得到9600的波特率,但是,實際用的時候,會每隔一段時間就出錯一次,好像累積誤差一樣,比較奇怪。

即使你的微控制器系統不使用rs232介面,也可以做乙個rs232,留著做測試,或者預留等等,沒有壞處。除非你的微控制器系統的口線不夠用了。

4. 磁片電容:22pf~30pf,可以在有些書上找到什麼晶振頻率對應什麼容量的磁片電容,但是,我都是隨便拿來使用,反正在11.0592m下,都沒有問題;如果你用到了更高的頻率,最好還是找找資料看看。

如果你的微控制器系統沒有工作,檢查步驟如下:

1. 查看門狗的復位輸出,可能的話在電路板上加乙個led,下拉,這樣看起來就更方便;要是看門狗復位訊號有,往下;

2. 查微控制器,看看管腳有沒有問題;一般程式設計器能夠將程式寫入,說明微控制器是好的;最好手頭上準備乙個驗證過的微控制器,內部有乙個簡單的程式,比如,在某個口線上輸出1個1秒占空比的方波等,可以使用萬用表測量。

加一句:設計產品時,要在關鍵的地方:電源、串列埠、看門狗的輸出和輸入、i/o口等加不同顏色的led指示,便於除錯;作為批量大的產品,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,有些瓷片電容質量不行,乾脆換了;順便說一下,換器件最好使用吸錫帶,將焊盤內的錫吸乾淨,再將器件拔出,這樣不會損傷焊盤內的過孔;再將新的瓷片電容焊接上去的時候,用萬用表量量是好的再焊;

4. 最後只有換晶振了;切記要買好的晶振,有些品牌質量比較好。

5. 以上按照以上步驟檢測時,將無關的外圍晶元去掉;因為有一些是外圍器件的故障導致微控制器最小系統沒有工作。

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