高手经验之---谈51单片机/从51初学者到电子工程师
从 51 初学者到电子工程师
SBL 整理
简介：从 51 初学者到电子工程师 1
关键字：单片机
从 51 初学者到电子工程师 1
从初学者到电子工程师
一、前言
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， 80%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 3000 元～5000 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：
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 bus/以太网/USB）
3) 开关量（TTL，电流环路，干接点）
4) 模拟量（4~20ma、 0~10ma、0~5V（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（4~20ma， 0~10ma，0~5V（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 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 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。
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：51 单片机最小系统
实际上，51 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＋2 个磁片电
容；
1. 单片机：atmel 的 89C51 系列、winbond 的 78E52 系列，还有 philips 的系列，都差不多；现
在有一些有 ISP（在线下载的），就更好用了；
2. 看门狗：种类很多，我常用的有 max691/ca1161 和 DS1832 等，具体看个人习惯、芯片工作
电压、封装等。Max 系列和 DS 系列，还有 IMP 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 max691，但是 max691 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 ca1161 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，
51 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 PDF 的字样，就点击下载；使用网际快车 flashget
下载也是最好的；
这些资料通常是 pdf 格式的文件，所以，还需要一个 pdf 的阅读器。实际上，有了百度和 google
以及其它的搜索引擎，很方便下载到这些芯片的资料，比光盘还方便，不需要去到处找。
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 YAG 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 intel
的 8031，就可以了。小声的说：当时的 philips 的单片机抗干扰性能是最差的，可能跟 Philips 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。
3. 晶振：一般选用 11.0592M，因为可以准确地得到 9600 波特率和 19200 波特率；也可以使用
36.864M，这个频率是 1.8432M 的 20 倍，看别人的电路板上用过，我也没有用到。这 2 种晶振很容易
买到，价钱跟 12M 的一样。书上说，12M 的晶振也能得到 9600 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 RS232 接口，也可以做一个 Rs232，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。
4. 磁片电容：22pf～30pf，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 11.0592M 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：
1. 查看门狗的复位输出，可能的话在电路板上加一个 LED，下拉，这样看起来就更方便；要是看
门狗复位信号有，往下；
2. 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 1 个 1 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、I/O 口等加不同颜
色的 LED 指示，便于调试；作为批量大的产品，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；
4. 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。
5. 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。
从 51 初学者到电子工程师 3
第二课 基本的芯片和分立器件
2.1 简述
2.2 74 系列
2.3 CD4000 系列
2.4 光耦与光电管
2.5 三极管
2.6 电容电阻
2.7 固态继电器
2.8 继电器
2.9 变压器和三端稳压器
2.10 开关电源芯片
2.11 封装知识、芯片批号等
2.12 接插件
2.13 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
……
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。
房间有一些参考书，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：
1. 周航慈：《单片机程序设计》
2. 徐涵芳：《MCS-51 单片机结构与设计》
3. 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 PDF 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 adsl 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
2.1 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。
2.2 74 系列芯片
74 系列的芯片的下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-4504-fpage-2.html
http://www.eehome.cn/read.php?tid=9809
74 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
能看一
些芯片，有些芯片现在还在系统中使用，例如：
1、 7404 – 6 个反相门将输入的 TTL 逻辑反相，如：0->1，1->0
2、 7407 – 6 个集电极开路门
由于集电极开路门可以外接高电压，可以最高到 DC30V，电流最大到 39mA，通常我用它驱动 8 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 7406，只不过是反相开路门。
3、 74LS573 与 74LS373 – 8 数据锁存器
74LS373 下载地址：
http://www.eehome.cn/read.php?tid=741
74LS573 下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-12048.html
引入几个概念：
1. 真值表
参见 74LS373 的 PDF 的第 2 页：
这个就是真值表，表示这个芯片在输入和其它的情况下的输出情况。每个芯片的数据手册
（datasheet）中都有真值表。布尔逻辑比较简单，在此不赘述；
2. 高阻态
就是输出既不是高电平，也不是低电平，而是高阻抗的状态；在这种状态下，可以多个芯片并联
输出；但是，这些芯片中只能有一个处于非高阻态状态，否则会将芯片烧毁； 高阻态的概念在 RS232
和 RS422 通讯中还可以用到。
3. 数据锁存
当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持； 这个概念在并行数据扩展中经常使用到。
4. 数据缓冲
加强驱动能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573 都具备数据缓冲的能力。
OE：output_enable，输出使能；
LE：latch_enable，数据锁存使能，latch 是锁存的意思；
Dn：第 n 路输入数据；
On：第 n 路输出数据；
再看这个真值表，意思如下：
第四行：当 OE＝1 是，无论 Dn、LE 为何，输出端为高阻态；
第三行：当 OE＝0、LE＝0 时，输出端保持不变；
第二行第一行：当 OE＝0、LE＝1 时，输出端数据等于输入端数据；
结合下面的波形图，在实际应用的时候是这样做的：
a． OE＝0；
b． 先将数据从单片机的口线上输出到 Dn；
c． 再将 LE 从 0->1->0
d． 这时，你所需要输出的数据就锁存在 On 上了，输入的数据在变化也影响不到输出的数据了；
实际上，单片机现在在忙着干别的事情，串行通信、扫描键盘……单片机的资源有限啊。 在单片
机按照 RAM 方式进行并行数据的扩展时，使用 movx @dptr， A 这条指令时，这些时序是由单片机来
实现的。后面的表格中还有需要时间的参数，你不需要去管它，因为这些参数都是几十 ns 级别的，对
于单片机在 12M 下的每个指令周期最小是 1us 的情况下，完全可以实现；如果是你自己来实现这个逻
辑，类似的指令如下：
mov P0，A ；将数据输出到并行数据端口
clr LE
setb LE
clr LE ；上面三条指令完成 LE 的波形从 0->1->0 的变化
74ls573 跟 74LS373 逻辑上完全一样，只不过是管脚定义不一样，数据输入和输出端各在一侧，
PCB 容易走线；所以大家都喜欢使用这个芯片。
4、 74LS244 – 数据缓冲器
下载地址：
http://www.eehome.cn/read.php?tid=794
数据输出能力比较强，输出电流可以到 40mA 以上； 4 个缓冲器分成 2 组，具有高阻态控制端口
5、 74LS245 – 总线缓冲器
双向数据接口，通常在 ISA 板卡上可以看到； 早期的 51 系统中，为了扩展 RAM、eprom、A/D、
D/A、I/O 等经常可以看到这个片子； 为了增强驱动能力，有时是为了隔离输入和输出，主要是布线方
便，象 74LS573 一样，输入、输出在一侧，经常用到这个片子。
6、 74LS138 – 三－八译码器
http://www.eehome.cn/read.php?tid=4064&page=e&fpage=4
在早期的 51 系统的扩展中，作为地址选通的片子，可以经常看到。另外一个类似的芯片是 74LS154，
是 4-16 译码器，现在更是少见了。有兴趣的可以研究一下何立民的经典著作中的有关章节。知道有这
么一个芯片就可以了。
2.3 CD4000 系列
CD4000 系列的芯片，除了跟 74 系列的电气特性有所区别外，例如：
1) 电压范围宽，应该可以工作在 3V～15V，输入阻抗高，驱动能力差外，跟 74 系列的功能基本
没有区别；
2) 输入时，1/2 工作电压以下为 0，1/2 工作电压以上为 1；
3) 输出时，1=工作电压；0=0V
4) 驱动能力奇差，在设计时最多只能带 1 个 TTL 负载；
5) 如果加上拉电阻的话，至少要 100K 电阻；
6) 唯一现在使用的可能就是计数器，CD4060 的计数器可以到 14 级二进制串行计数/分频器，这
个 74 系列的做不到这么高；
CD4060 下载地址：
http://www.eehome.cn/read.php?tid=1235
2.4 ULN2003/ULN2008
它的内部结构也是达林顿的，专门用来驱动继电器的芯片，甚至在芯片内部做了一个消线圈反电动
势的二极管。ULN2003 的输出端允许通过 IC 电流 200mA，饱和压降 VCE 约 1V 左右，耐压 BVCEO
约为 36V。用户输出口的外接负载可根据以上参数估算。采用集电极开路输出，输出电流大，故可以直
接驱动继电器或固体继电器(SSR)等外接控制器件，也可直接驱动低压灯泡。经常在工控的板卡中见到
这个芯片。有个完全一样的型号：MC1413，不过现在好像不怎么见到这个型号了，但是管脚与 2003
完全兼容。
ULN2003 可以驱动 7 个继电器；ULN2008 驱动 8 个继电器。
ULN2003 下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-8690-fpage-21.html
ULN2008 下载地址：
没有找到。奇怪啊。
2.5 光耦
光耦是做什么用的？光耦是用来隔离输入输出的，主要是隔离输入的信号。在各种应用中，往往有
一些远距离的开关量信号需要传送到控制器，如果直接将这 些信号接到单片机的 I/O 上，有以下的问
题：
1) 信号不匹配，输入的信号可能是交流信号、高压信号、按键等干接点信号；
2) 比较长的连接线路容易引进干扰、雷击、感应电等，不经过隔离不可靠所以，需要光耦进行隔
离，接入单片机系统。
常见的光耦有：
1) TLP521-1/ TLP521-2/ TLP521-4，分别是 1 个光耦、2 个光耦和 4 个光耦，HP 公司和***的东
芝公司生产。
下载地址：
http://www.100y.com.tw/pdf_file/TLP521-1-2，4.PDF
发光管的工作电流要在 10mA 时，具有较高的转换速率；
在 5V 工作时，上拉电阻不小于 5K，一般是 10K；太小容易损坏光耦；
2) 4N25/4N35，motorola 公司生产
下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-13598-fpage-2.html
隔离电压高达 5000V；
3) 6N136，HP 公司生产
下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-15881.html
要想打开 6N136，需要比较大的电流，大概在 15~20mA 左右，才能发挥高速传输数据的作用。如
果对速率要求不高，其实 TLP521－1 也可以用，实际传输速率可以到 19200 波特率。选择光耦看使用
场合，tlp521-1 是最常用的，也便宜，大概 0.7~1 元； 要求隔离电压高的，选用 4N25/4N35，大概在
3 元左右； 要求在通讯中高速传输数据的，选用 6N136，大概在 4 元左右。光耦应用的原理框图如下
所示：
1. 输入干接点隔离
2. 输入 TTL 电平隔离
3. 输入交流信号隔离
4. 输出 RS232 信号隔离
5. 输出 RS422 信号隔离
光耦除了隔离数字量外，还可以用来隔离模拟量。将在今后的章节中描述。
从 51 初学者到电子工程师（4）
2.6 三极管
2.7 光电管
2.8 电容
2.9 电阻
2.10 固态继电器
2.11 继电器
2.12 变压器与整流桥
2.13 三端稳压器
2.14 开关电源芯片
2.15 封装知识、芯片批号等
2.16 接插件
2.17 器件选购的知识
2.6 三极管
2.6.1 三极管的 4 种工作状态
1) 饱和导通状态
饱和导通=0
2) 截止状态
饱和导通=1
3) 线性放大状态
作为低频放大器时使用，具体的可参见有关电子线路的书籍；
4) 非线性工作状态
在无线电通信系统中，作为混频器等使用。具体的可参见有关电子线路的书籍； 愚记得南京工学
院也就是现在的东南大学在 80 年代初期有一套《电子线路》5 本，是电子专业的书籍，比较难懂；现
在，即使是在电子专业的学生中，也应该降低了对三极管的哪些复杂的参数的要求了吧；在实际使用时，
即使是模拟电路、非线性电路，也都是集成电路了，谁还使用三极管自己做呢？如果万一需要，现学也
来得及。这套书很强的。编写人在那个年代肯定都是牛人。
学三极管这些参数很繁琐的，要是现在的非电子类的大学生或者大专生们还学这些玩意，我只能说
是学校在误人子弟了。好多学校都在扩招，很多学生念了 4 年下来，学了一堆过时的理论，跟实际的东
西一点没有接轨，不知道 7407 是干什么用得，不知道三极管的几个状态；我只能无话可说。所以，念
了 4 年下来，跟企业的需求还有一段距离，还需要从头来过；聪明的学生赶紧抓住机会去学习，去实习，
这样，还可以赶紧补上实际应用的这一课。
言归正传。
参见下图：
当单片机的口线输出电平为 1 时，三极管的 be 结导通，ce 结导通，输出的电压值为 0V；
当单片机的口线输出电平为 0 时，三极管的 be 结不导通，ce 结截止，输出的电压值为 5V；
在这种数字电路的应用中，相当于三极管是一个反相开路门。
计算是否导通，公式如下：
I＝B（放大倍数，希腊字母的贝塔）×Ibe 当 Ice Vce 越小，三极管的输出内阻越小； 这个概念要用到光电管中。设计使用时大概算算，心里有个数；
在电路板上试试，行的通，那就是它了。可以测量 Vce 值，至少要小于 0.1V 就可以了。常用的 PNP
三极管是 2N5551，驱动 40mA 的 LED（电压在 24V）、蜂鸣器等均没有问题。
2.6.2 三极管的具体应用
实际上，已经有象 7407、ULN2003 可以取代三极管在数字电路中的作用；但是，有时是受到 PCB
面积的制约，有时是为了降低成本，有时是因为布局方便，在 1~2 个输出点时，还是可以使用三极管
来做驱动的。 例如：驱动一个蜂鸣器；往往系统中的蜂鸣器跟其它驱动设备，继电器等，距离较远；
这时，没有必要使用一片 7407，或者 ULN2003 来驱动；驱动的接口如下：
2.7 光电管
我这里所谓的光电管有 2 种：
1) 反射型光电管
2) 对射型光电管
这 2 种产品在市场上又可分为调理好的和没有调理好的；这 2 种光电管在电子产品世界和电子技
术应用杂志上都有大量的广告。随便找一本都有。我所说的调理好的指的是内部已经加了限流电阻和输
出的放大驱动电路了。它的特点是只有 3 根线，电源 2 根，输出信号一根，TTL 电平的；但是，有时
受到某种限制，需要使用没有调理好的，怎么办呢？
参见下图：光电管原理框图
这种没有调理好的光电管在使用时，需要做一块小的电路板，在发光管加限流电阻，在光电三极
管的集电极加上拉电阻到 5V，如下图所示：光电管工作框图 1。
但是，在使用中我发现，输出的信号不稳定，尤其是在使用比较长的电缆传输到单片机的时候；
究其原因，我认为是由于反射或者对射的红外光落在光电三极管的靶面上，光强未能导致光电三极管深
度饱和，使得输出的内阻偏大，环境的噪声和电缆的干扰信号容易在线路上叠加的缘故； 为了可*工作，
仿照达林顿管的结构，在光电三极管的输出端加一个限流电阻接到 NPN 的 B 结，当无光的时候，2N5551
饱和导通，输出电压为 0V；实际测量小于 0.1V；当有光，甚至是弱光时，2N5551 截至，输出电压为
5V。将 3K 电阻换成更大或更小的电阻，可以调整光电三极管的输出的灵敏度。具体工作过程可以自行
分析，做个实验。
2.8 电容
2.8.1 电容的主要种类
电容有以下几大类：
1) 电解电容
2) 独石电容
3) 磁片电容
4) 胆（左金右旦）电解电容
5) 涤纶电容等
电容的指标是：耐压值和电容容量。例如：220u/50V，就是说，这个电解电容耐压值为 50V，容
量为 220u。 电容的容量跟电容的介质有关。顾名思义：电解电容为电解质作为介质的，铝作为电极；
独石电容是使用石头作为介质的； 磁片电容是磁片作为介质的； 胆（左金右旦）电解电容使用电解质
作为介质，但是，电极采用胆（左金右旦）金属。 涤纶电容采用涤纶作为介质。有兴趣的网友可以拆
一个电容看看。
2.8.2 电容的使用场合
1. 电源稳压和滤波
电解电容主要是用来稳压和低频交流滤波的；高频滤波是使用磁片电容和独石电容。当电解电容
作为稳压时，接在整流桥和三端稳压器的输出端，起到稳定电压的作用。其工作机理相当于一个水库，
从上游来的带有波浪的水到了水库，就变的平滑了。但是，铝电解电容的电解质随着时间的推移会干涸，
所以在设计时需要留有余量，保证系统正常工作到它的寿命。有些远端供电的直流电源，接到电路板的
输入端时，需要在电路板的电源输入端加一个大的电解电容，通常可以是 220u/25V，这样，这块电路
板需要供电时，不是直接从电源处取，而是从电容中取电，可以得到稳定的电流供给； 但是，电解电
容只能滤除低频的波动；对于直流电源中的高频波动，可以加一个 0.1u 或 0.01u 的独石电容或者磁片
电容。很多教科书都指出，在每一个芯片的电源和地两端接一个 0.1u 或 0.01u 的独石电容或者瓷片电
容，解决芯片的供电过程中，由于电路板的走线电感产生的电源开关噪声尖峰。这种作用下的电容叫去
耦电容。这是电路板的常规的设计；
2. 定时参数
对于象 555 这样需要外接电容产生稳定的脉冲的器件，涤纶电容是首选。可以想象，涤纶一层又
一层缠绕，受到温度变化引起的涤纶的面积的变化的相对值要远远小于独石电容的介质石头受到温度变
化而引起的变化值。
3. 产生其它电压
有些需要从单一电压产生其它的电压的芯片，如：max232，需要外接电容才能实现。参见 max232
技术资料。外接 01.u 的胆电容。
从 51 初学者到电子工程师（5）
电容有直插和表面贴的不同封装。
电解电容表面贴封装的通常耐压值不超出 25V，电容值不超出 100u。再大，就只好使用直插的了。
其它的电容，磁片和独石都有表面贴封装的。
2.9 电阻和电位器
2.9.1 电阻的种类
2.9.1.1 普通电阻
电阻种类按照工艺可以分为碳膜电阻和金属膜电阻； 按照功率可以分为小功率电阻和大功率电
阻，大功率电阻通常是金属电阻，实际上应该是在金属外面加一个金属（铝材料）散热器，所以可以有
10W 以上的功率；在电子配套市场上专门卖电阻的市场上可以很容易地看到。金属电阻通常是作为负
载，或者作为小设备的室外加热器，如，在 CCTV 的一些解码器箱和全天候防护罩中可以看到。电阻
在电路中起到限流、分压等作为。通常 1/8W 电阻已经完全可以满足使用。但是，在作为 7 段 LED 中，
要考虑到 LED 的压降和供电电压之差，再考虑 LED 的最大电流，通常是 20mA（超高亮度的 LED），
如果是 2×6（2 排 6 个串联），则电流是 40mA。不同厂家选用不同材料的，压降有所不同。所以，需
要加上电试一下，但是，不要让 Led 的电流超出 20mA（单只 LED），这时加大电流亮度也不会增加，
但是 LED 的寿命会下降，限流电阻的大小就是压降除以电流。电阻的功率随之可以算出。这个使用初
中的知识就够用了。
2.9.1.2 电位器
电位器就是可调电阻。在初中学物理时，中学老师拿一个很大的圆筒状的东东，上面有一个滑杆，
跟这个东西很类似。它的阻值在 1～n 之间变化。N=102、502、103…… 102=10*10 的 2 次方，也就
是 1000 欧姆，1K 同理，502=5K。这种表示的方法跟电容是一样的。电容 104=10*10 的 4 次方 pf，
电容的基本单位是 pf，1u=1000000pf，所以，104=100000pf=0.1u；
电位器又分单圈和多圈电位器。单圈的电位器通常为灰白色，面上有一个十字可调的旋纽，出厂前
放在一个固定的位置上，不在 2 头； 多圈电位器通常为蓝色，调节的旋纽为一字，一字小改锥可调； 多
圈电位器又分成顶调和侧调 2 种，主要是电路板调试起来方便。有些是仪器仪表设备，通常是模拟电路，
有一些不确定的因素，需要调节才能达到最理想的效果；有些是设备本身就需要输出一个可变的东东，
如电压和电流，也需要一个电位器。
2.9.1.3 排电阻
是 sip n 的封装，比较常用的就是阻值 502 和 103 的 9 脚的电阻排；象 sip9 就是 8 个电阻封装在
一起，8 个电阻有一端连在一起，就是公共端，在排电阻上用一个小白点表示。排电阻通常为黑色，也
有黄色；51 系统的 P0 需要一个排电阻上拉，否则，作为输入的时候，不能正常读入数据；作为输出
的时候，接 7407 是可以的，不需要上拉电阻；但是，接其它的芯片，还是不行。有兴趣可以看看 51
的 P0 的结构；没有兴趣，依葫芦画瓢，照做没错。
2.9.1.4 光敏电阻
当照在光敏电阻上的光强变化时，电阻值也在变化。显然这是半导体材料的特性。使用光敏电阻可
以检测光强的变化。
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。
2.9.2 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 的书中可以很方便地找到。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；
2.10 继电器、固态继电器
2.10.1 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。
2.10.2 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：
1） 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；
2） 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***的，4A 以上的比较贵，***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；
2.12 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？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 C220V 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。
从 51 初学者到电子工程师（6）
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。
2.14 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。老手比较熟悉的是
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，象老手常用的
Dc12V/DC5V500mA 的模块，大约 30 元，质量还是不错的。
2.15 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。
从 51 初学者到电子工程师（7）
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*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。
SBL 整理
简介：从 51 初学者到电子工程师 1
关键字：单片机
从 51 初学者到电子工程师 1
从初学者到电子工程师
一、前言
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， 80%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 3000 元～5000 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：
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 bus/以太网/USB）
3) 开关量（TTL，电流环路，干接点）
4) 模拟量（4~20ma、 0~10ma、0~5V（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（4~20ma， 0~10ma，0~5V（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 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 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。
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：51 单片机最小系统
实际上，51 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＋2 个磁片电
容；
1. 单片机：atmel 的 89C51 系列、winbond 的 78E52 系列，还有 philips 的系列，都差不多；现
在有一些有 ISP（在线下载的），就更好用了；
2. 看门狗：种类很多，我常用的有 max691/ca1161 和 DS1832 等，具体看个人习惯、芯片工作
电压、封装等。Max 系列和 DS 系列，还有 IMP 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 max691，但是 max691 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 ca1161 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，
51 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 PDF 的字样，就点击下载；使用网际快车 flashget
下载也是最好的；
这些资料通常是 pdf 格式的文件，所以，还需要一个 pdf 的阅读器。实际上，有了百度和 google
以及其它的搜索引擎，很方便下载到这些芯片的资料，比光盘还方便，不需要去到处找。
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 YAG 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 intel
的 8031，就可以了。小声的说：当时的 philips 的单片机抗干扰性能是最差的，可能跟 Philips 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。
3. 晶振：一般选用 11.0592M，因为可以准确地得到 9600 波特率和 19200 波特率；也可以使用
36.864M，这个频率是 1.8432M 的 20 倍，看别人的电路板上用过，我也没有用到。这 2 种晶振很容易
买到，价钱跟 12M 的一样。书上说，12M 的晶振也能得到 9600 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 RS232 接口，也可以做一个 Rs232，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。
4. 磁片电容：22pf～30pf，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 11.0592M 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：
1. 查看门狗的复位输出，可能的话在电路板上加一个 LED，下拉，这样看起来就更方便；要是看
门狗复位信号有，往下；
2. 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 1 个 1 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、I/O 口等加不同颜
色的 LED 指示，便于调试；作为批量大的产品，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；
4. 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。
5. 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。
从 51 初学者到电子工程师 3
第二课 基本的芯片和分立器件
2.1 简述
2.2 74 系列
2.3 CD4000 系列
2.4 光耦与光电管
2.5 三极管
2.6 电容电阻
2.7 固态继电器
2.8 继电器
2.9 变压器和三端稳压器
2.10 开关电源芯片
2.11 封装知识、芯片批号等
2.12 接插件
2.13 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
……
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。
房间有一些参考书，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：
1. 周航慈：《单片机程序设计》
2. 徐涵芳：《MCS-51 单片机结构与设计》
3. 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 PDF 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 adsl 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
2.1 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。
2.2 74 系列芯片
74 系列的芯片的下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-4504-fpage-2.html
http://www.eehome.cn/read.php?tid=9809
74 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
能看一
些芯片，有些芯片现在还在系统中使用，例如：
1、 7404 – 6 个反相门将输入的 TTL 逻辑反相，如：0->1，1->0
2、 7407 – 6 个集电极开路门
由于集电极开路门可以外接高电压，可以最高到 DC30V，电流最大到 39mA，通常我用它驱动 8 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 7406，只不过是反相开路门。
3、 74LS573 与 74LS373 – 8 数据锁存器
74LS373 下载地址：
http://www.eehome.cn/read.php?tid=741
74LS573 下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-12048.html
引入几个概念：
1. 真值表
参见 74LS373 的 PDF 的第 2 页：
这个就是真值表，表示这个芯片在输入和其它的情况下的输出情况。每个芯片的数据手册
（datasheet）中都有真值表。布尔逻辑比较简单，在此不赘述；
2. 高阻态
就是输出既不是高电平，也不是低电平，而是高阻抗的状态；在这种状态下，可以多个芯片并联
输出；但是，这些芯片中只能有一个处于非高阻态状态，否则会将芯片烧毁； 高阻态的概念在 RS232
和 RS422 通讯中还可以用到。
3. 数据锁存
当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持； 这个概念在并行数据扩展中经常使用到。
4. 数据缓冲
加强驱动能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573 都具备数据缓冲的能力。
OE：output_enable，输出使能；
LE：latch_enable，数据锁存使能，latch 是锁存的意思；
Dn：第 n 路输入数据；
On：第 n 路输出数据；
再看这个真值表，意思如下：
第四行：当 OE＝1 是，无论 Dn、LE 为何，输出端为高阻态；
第三行：当 OE＝0、LE＝0 时，输出端保持不变；
第二行第一行：当 OE＝0、LE＝1 时，输出端数据等于输入端数据；
结合下面的波形图，在实际应用的时候是这样做的：
a． OE＝0；
b． 先将数据从单片机的口线上输出到 Dn；
c． 再将 LE 从 0->1->0
d． 这时，你所需要输出的数据就锁存在 On 上了，输入的数据在变化也影响不到输出的数据了；
实际上，单片机现在在忙着干别的事情，串行通信、扫描键盘……单片机的资源有限啊。 在单片
机按照 RAM 方式进行并行数据的扩展时，使用 movx @dptr， A 这条指令时，这些时序是由单片机来
实现的。后面的表格中还有需要时间的参数，你不需要去管它，因为这些参数都是几十 ns 级别的，对
于单片机在 12M 下的每个指令周期最小是 1us 的情况下，完全可以实现；如果是你自己来实现这个逻
辑，类似的指令如下：
mov P0，A ；将数据输出到并行数据端口
clr LE
setb LE
clr LE ；上面三条指令完成 LE 的波形从 0->1->0 的变化
74ls573 跟 74LS373 逻辑上完全一样，只不过是管脚定义不一样，数据输入和输出端各在一侧，
PCB 容易走线；所以大家都喜欢使用这个芯片。
4、 74LS244 – 数据缓冲器
下载地址：
http://www.eehome.cn/read.php?tid=794
数据输出能力比较强，输出电流可以到 40mA 以上； 4 个缓冲器分成 2 组，具有高阻态控制端口
5、 74LS245 – 总线缓冲器
双向数据接口，通常在 ISA 板卡上可以看到； 早期的 51 系统中，为了扩展 RAM、eprom、A/D、
D/A、I/O 等经常可以看到这个片子； 为了增强驱动能力，有时是为了隔离输入和输出，主要是布线方
便，象 74LS573 一样，输入、输出在一侧，经常用到这个片子。
6、 74LS138 – 三－八译码器
http://www.eehome.cn/read.php?tid=4064&page=e&fpage=4
在早期的 51 系统的扩展中，作为地址选通的片子，可以经常看到。另外一个类似的芯片是 74LS154，
是 4-16 译码器，现在更是少见了。有兴趣的可以研究一下何立民的经典著作中的有关章节。知道有这
么一个芯片就可以了。
2.3 CD4000 系列
CD4000 系列的芯片，除了跟 74 系列的电气特性有所区别外，例如：
1) 电压范围宽，应该可以工作在 3V～15V，输入阻抗高，驱动能力差外，跟 74 系列的功能基本
没有区别；
2) 输入时，1/2 工作电压以下为 0，1/2 工作电压以上为 1；
3) 输出时，1=工作电压；0=0V
4) 驱动能力奇差，在设计时最多只能带 1 个 TTL 负载；
5) 如果加上拉电阻的话，至少要 100K 电阻；
6) 唯一现在使用的可能就是计数器，CD4060 的计数器可以到 14 级二进制串行计数/分频器，这
个 74 系列的做不到这么高；
CD4060 下载地址：
http://www.eehome.cn/read.php?tid=1235
2.4 ULN2003/ULN2008
它的内部结构也是达林顿的，专门用来驱动继电器的芯片，甚至在芯片内部做了一个消线圈反电动
势的二极管。ULN2003 的输出端允许通过 IC 电流 200mA，饱和压降 VCE 约 1V 左右，耐压 BVCEO
约为 36V。用户输出口的外接负载可根据以上参数估算。采用集电极开路输出，输出电流大，故可以直
接驱动继电器或固体继电器(SSR)等外接控制器件，也可直接驱动低压灯泡。经常在工控的板卡中见到
这个芯片。有个完全一样的型号：MC1413，不过现在好像不怎么见到这个型号了，但是管脚与 2003
完全兼容。
ULN2003 可以驱动 7 个继电器；ULN2008 驱动 8 个继电器。
ULN2003 下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-8690-fpage-21.html
ULN2008 下载地址：
没有找到。奇怪啊。
2.5 光耦
光耦是做什么用的？光耦是用来隔离输入输出的，主要是隔离输入的信号。在各种应用中，往往有
一些远距离的开关量信号需要传送到控制器，如果直接将这 些信号接到单片机的 I/O 上，有以下的问
题：
1) 信号不匹配，输入的信号可能是交流信号、高压信号、按键等干接点信号；
2) 比较长的连接线路容易引进干扰、雷击、感应电等，不经过隔离不可靠所以，需要光耦进行隔
离，接入单片机系统。
常见的光耦有：
1) TLP521-1/ TLP521-2/ TLP521-4，分别是 1 个光耦、2 个光耦和 4 个光耦，HP 公司和***的东
芝公司生产。
下载地址：
http://www.100y.com.tw/pdf_file/TLP521-1-2，4.PDF
发光管的工作电流要在 10mA 时，具有较高的转换速率；
在 5V 工作时，上拉电阻不小于 5K，一般是 10K；太小容易损坏光耦；
2) 4N25/4N35，motorola 公司生产
下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-13598-fpage-2.html
隔离电压高达 5000V；
3) 6N136，HP 公司生产
下载地址：
http://www.eehome.cn/read-htm-tid-15881.html
要想打开 6N136，需要比较大的电流，大概在 15~20mA 左右，才能发挥高速传输数据的作用。如
果对速率要求不高，其实 TLP521－1 也可以用，实际传输速率可以到 19200 波特率。选择光耦看使用
场合，tlp521-1 是最常用的，也便宜，大概 0.7~1 元； 要求隔离电压高的，选用 4N25/4N35，大概在
3 元左右； 要求在通讯中高速传输数据的，选用 6N136，大概在 4 元左右。光耦应用的原理框图如下
所示：
1. 输入干接点隔离
2. 输入 TTL 电平隔离
3. 输入交流信号隔离
4. 输出 RS232 信号隔离
5. 输出 RS422 信号隔离
光耦除了隔离数字量外，还可以用来隔离模拟量。将在今后的章节中描述。
从 51 初学者到电子工程师（4）
2.6 三极管
2.7 光电管
2.8 电容
2.9 电阻
2.10 固态继电器
2.11 继电器
2.12 变压器与整流桥
2.13 三端稳压器
2.14 开关电源芯片
2.15 封装知识、芯片批号等
2.16 接插件
2.17 器件选购的知识
2.6 三极管
2.6.1 三极管的 4 种工作状态
1) 饱和导通状态
饱和导通=0
2) 截止状态
饱和导通=1
3) 线性放大状态
作为低频放大器时使用，具体的可参见有关电子线路的书籍；
4) 非线性工作状态
在无线电通信系统中，作为混频器等使用。具体的可参见有关电子线路的书籍； 愚记得南京工学
院也就是现在的东南大学在 80 年代初期有一套《电子线路》5 本，是电子专业的书籍，比较难懂；现
在，即使是在电子专业的学生中，也应该降低了对三极管的哪些复杂的参数的要求了吧；在实际使用时，
即使是模拟电路、非线性电路，也都是集成电路了，谁还使用三极管自己做呢？如果万一需要，现学也
来得及。这套书很强的。编写人在那个年代肯定都是牛人。
学三极管这些参数很繁琐的，要是现在的非电子类的大学生或者大专生们还学这些玩意，我只能说
是学校在误人子弟了。好多学校都在扩招，很多学生念了 4 年下来，学了一堆过时的理论，跟实际的东
西一点没有接轨，不知道 7407 是干什么用得，不知道三极管的几个状态；我只能无话可说。所以，念
了 4 年下来，跟企业的需求还有一段距离，还需要从头来过；聪明的学生赶紧抓住机会去学习，去实习，
这样，还可以赶紧补上实际应用的这一课。
言归正传。
参见下图：
当单片机的口线输出电平为 1 时，三极管的 be 结导通，ce 结导通，输出的电压值为 0V；
当单片机的口线输出电平为 0 时，三极管的 be 结不导通，ce 结截止，输出的电压值为 5V；
在这种数字电路的应用中，相当于三极管是一个反相开路门。
计算是否导通，公式如下：
I＝B（放大倍数，希腊字母的贝塔）×Ibe 当 Ice Vce 越小，三极管的输出内阻越小； 这个概念要用到光电管中。设计使用时大概算算，心里有个数；
在电路板上试试，行的通，那就是它了。可以测量 Vce 值，至少要小于 0.1V 就可以了。常用的 PNP
三极管是 2N5551，驱动 40mA 的 LED（电压在 24V）、蜂鸣器等均没有问题。
2.6.2 三极管的具体应用
实际上，已经有象 7407、ULN2003 可以取代三极管在数字电路中的作用；但是，有时是受到 PCB
面积的制约，有时是为了降低成本，有时是因为布局方便，在 1~2 个输出点时，还是可以使用三极管
来做驱动的。 例如：驱动一个蜂鸣器；往往系统中的蜂鸣器跟其它驱动设备，继电器等，距离较远；
这时，没有必要使用一片 7407，或者 ULN2003 来驱动；驱动的接口如下：
2.7 光电管
我这里所谓的光电管有 2 种：
1) 反射型光电管
2) 对射型光电管
这 2 种产品在市场上又可分为调理好的和没有调理好的；这 2 种光电管在电子产品世界和电子技
术应用杂志上都有大量的广告。随便找一本都有。我所说的调理好的指的是内部已经加了限流电阻和输
出的放大驱动电路了。它的特点是只有 3 根线，电源 2 根，输出信号一根，TTL 电平的；但是，有时
受到某种限制，需要使用没有调理好的，怎么办呢？
参见下图：光电管原理框图
这种没有调理好的光电管在使用时，需要做一块小的电路板，在发光管加限流电阻，在光电三极
管的集电极加上拉电阻到 5V，如下图所示：光电管工作框图 1。
但是，在使用中我发现，输出的信号不稳定，尤其是在使用比较长的电缆传输到单片机的时候；
究其原因，我认为是由于反射或者对射的红外光落在光电三极管的靶面上，光强未能导致光电三极管深
度饱和，使得输出的内阻偏大，环境的噪声和电缆的干扰信号容易在线路上叠加的缘故； 为了可*工作，
仿照达林顿管的结构，在光电三极管的输出端加一个限流电阻接到 NPN 的 B 结，当无光的时候，2N5551
饱和导通，输出电压为 0V；实际测量小于 0.1V；当有光，甚至是弱光时，2N5551 截至，输出电压为
5V。将 3K 电阻换成更大或更小的电阻，可以调整光电三极管的输出的灵敏度。具体工作过程可以自行
分析，做个实验。
2.8 电容
2.8.1 电容的主要种类
电容有以下几大类：
1) 电解电容
2) 独石电容
3) 磁片电容
4) 胆（左金右旦）电解电容
5) 涤纶电容等
电容的指标是：耐压值和电容容量。例如：220u/50V，就是说，这个电解电容耐压值为 50V，容
量为 220u。 电容的容量跟电容的介质有关。顾名思义：电解电容为电解质作为介质的，铝作为电极；
独石电容是使用石头作为介质的； 磁片电容是磁片作为介质的； 胆（左金右旦）电解电容使用电解质
作为介质，但是，电极采用胆（左金右旦）金属。 涤纶电容采用涤纶作为介质。有兴趣的网友可以拆
一个电容看看。
2.8.2 电容的使用场合
1. 电源稳压和滤波
电解电容主要是用来稳压和低频交流滤波的；高频滤波是使用磁片电容和独石电容。当电解电容
作为稳压时，接在整流桥和三端稳压器的输出端，起到稳定电压的作用。其工作机理相当于一个水库，
从上游来的带有波浪的水到了水库，就变的平滑了。但是，铝电解电容的电解质随着时间的推移会干涸，
所以在设计时需要留有余量，保证系统正常工作到它的寿命。有些远端供电的直流电源，接到电路板的
输入端时，需要在电路板的电源输入端加一个大的电解电容，通常可以是 220u/25V，这样，这块电路
板需要供电时，不是直接从电源处取，而是从电容中取电，可以得到稳定的电流供给； 但是，电解电
容只能滤除低频的波动；对于直流电源中的高频波动，可以加一个 0.1u 或 0.01u 的独石电容或者磁片
电容。很多教科书都指出，在每一个芯片的电源和地两端接一个 0.1u 或 0.01u 的独石电容或者瓷片电
容，解决芯片的供电过程中，由于电路板的走线电感产生的电源开关噪声尖峰。这种作用下的电容叫去
耦电容。这是电路板的常规的设计；
2. 定时参数
对于象 555 这样需要外接电容产生稳定的脉冲的器件，涤纶电容是首选。可以想象，涤纶一层又
一层缠绕，受到温度变化引起的涤纶的面积的变化的相对值要远远小于独石电容的介质石头受到温度变
化而引起的变化值。
3. 产生其它电压
有些需要从单一电压产生其它的电压的芯片，如：max232，需要外接电容才能实现。参见 max232
技术资料。外接 01.u 的胆电容。
从 51 初学者到电子工程师（5）
电容有直插和表面贴的不同封装。
电解电容表面贴封装的通常耐压值不超出 25V，电容值不超出 100u。再大，就只好使用直插的了。
其它的电容，磁片和独石都有表面贴封装的。
2.9 电阻和电位器
2.9.1 电阻的种类
2.9.1.1 普通电阻
电阻种类按照工艺可以分为碳膜电阻和金属膜电阻； 按照功率可以分为小功率电阻和大功率电
阻，大功率电阻通常是金属电阻，实际上应该是在金属外面加一个金属（铝材料）散热器，所以可以有
10W 以上的功率；在电子配套市场上专门卖电阻的市场上可以很容易地看到。金属电阻通常是作为负
载，或者作为小设备的室外加热器，如，在 CCTV 的一些解码器箱和全天候防护罩中可以看到。电阻
在电路中起到限流、分压等作为。通常 1/8W 电阻已经完全可以满足使用。但是，在作为 7 段 LED 中，
要考虑到 LED 的压降和供电电压之差，再考虑 LED 的最大电流，通常是 20mA（超高亮度的 LED），
如果是 2×6（2 排 6 个串联），则电流是 40mA。不同厂家选用不同材料的，压降有所不同。所以，需
要加上电试一下，但是，不要让 Led 的电流超出 20mA（单只 LED），这时加大电流亮度也不会增加，
但是 LED 的寿命会下降，限流电阻的大小就是压降除以电流。电阻的功率随之可以算出。这个使用初
中的知识就够用了。
2.9.1.2 电位器
电位器就是可调电阻。在初中学物理时，中学老师拿一个很大的圆筒状的东东，上面有一个滑杆，
跟这个东西很类似。它的阻值在 1～n 之间变化。N=102、502、103…… 102=10*10 的 2 次方，也就
是 1000 欧姆，1K 同理，502=5K。这种表示的方法跟电容是一样的。电容 104=10*10 的 4 次方 pf，
电容的基本单位是 pf，1u=1000000pf，所以，104=100000pf=0.1u；
电位器又分单圈和多圈电位器。单圈的电位器通常为灰白色，面上有一个十字可调的旋纽，出厂前
放在一个固定的位置上，不在 2 头； 多圈电位器通常为蓝色，调节的旋纽为一字，一字小改锥可调； 多
圈电位器又分成顶调和侧调 2 种，主要是电路板调试起来方便。有些是仪器仪表设备，通常是模拟电路，
有一些不确定的因素，需要调节才能达到最理想的效果；有些是设备本身就需要输出一个可变的东东，
如电压和电流，也需要一个电位器。
2.9.1.3 排电阻
是 sip n 的封装，比较常用的就是阻值 502 和 103 的 9 脚的电阻排；象 sip9 就是 8 个电阻封装在
一起，8 个电阻有一端连在一起，就是公共端，在排电阻上用一个小白点表示。排电阻通常为黑色，也
有黄色；51 系统的 P0 需要一个排电阻上拉，否则，作为输入的时候，不能正常读入数据；作为输出
的时候，接 7407 是可以的，不需要上拉电阻；但是，接其它的芯片，还是不行。有兴趣可以看看 51
的 P0 的结构；没有兴趣，依葫芦画瓢，照做没错。
2.9.1.4 光敏电阻
当照在光敏电阻上的光强变化时，电阻值也在变化。显然这是半导体材料的特性。使用光敏电阻可
以检测光强的变化。
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。
2.9.2 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 的书中可以很方便地找到。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；
2.10 继电器、固态继电器
2.10.1 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。
2.10.2 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：
1） 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；
2） 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***的，4A 以上的比较贵，***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；
2.12 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？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 C220V 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。
从 51 初学者到电子工程师（6）
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。
2.14 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。老手比较熟悉的是
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，象老手常用的
Dc12V/DC5V500mA 的模块，大约 30 元，质量还是不错的。
2.15 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。
从 51 初学者到电子工程师（7）
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*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。