想学硬件,该学什么啊?

硬件工程师通常分为四类:入门硬件工程师 |在别人的指导下完成简单任务、普通硬件工程师 |能完成基本任务、资深硬件工程师 |主导项目并完成较难项目和专家硬件工程师 |主导项目并且在相关行业有所突破。

如果你想成为一名专家硬件工程师,要追求这样一种境界:既要有宽广的学术理论、丰富的项目实践经验,又要有积极的反思创新精神,本文可以看作是一篇帮助小白一步一步走向专家硬件工程师的行动指南,我将通过自己的学习经历,用简要的语言为大家做一个技术上的小结,这是我学习经验的总结,也同样经得起实践的检验,建议纯小白阅读完。

01焊接

关于焊接,实际上是入门硬件必备的动手能力,本人通过多年的焊接,也总结了一些心得体会,并且运用了多钟技巧,使得焊接效果大大提高。

·焊接过程中要控制好温度,一般在300 ~ 380℃之间,温度过高也容易将芯片烧坏;

·焊接芯片之前引脚一定要对齐,因为在芯片固定完之后,是很难移动芯片的位置的;

·脱焊不要使用圆头烙铁头,因为这种烙铁头不便托焊,一般使用刀头或者马蹄铁头;

·焊接由于松香的使用,会在板子上留下一层黑丝的物质,可用洗板水或者酒精洗去;

·当使用完电烙铁之后,要在烙铁头上镀上一层锡,可以防止氧化,起到保护的作用。

02仪器仪表

●万用表

万用表,为啥叫万用表呢?因为万用表几乎是万能的,它是一种多功能、多量程的测量仪表,可测直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等,有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数,但我们一般只用来测电阻和电压。

正确使用万用表,不仅能快速准确地测量,而且能防止电器设备及万用表本身的损坏,固总结一套口诀,如下:

·测量先看挡,不看不测量;

·测量不拨挡,极性不接反;

·测阻不带电,测容先放电;

·测 I应串联,测 U要并联。

●示波器

示波器,顾名思义,就是显示波形的仪器,它一直是工程师设计、调试产品的好帮手,最早期的示波器是模拟示波器,但现在市场上大都是数字示波器,一个auto键,便可轻松搞定。

数字示波器是通过模数转换器(ADC)把被测电压转换为数字信息,它捕获的是波形的一系列样值,通过插值算法将离散的点连接起来后显示,这些离散的点可以存储,波形消失后也可以显示,也可以做运算,加减乘除FFT等等。

●数字电桥

数字电桥又称数字式LCR测量仪,它的测量对象为阻抗元件的参数,包括交流电阻R、电感L及其品质因数Q,电容C及其损耗因数D。

●信号发生器

信号发生器也叫函数信号发生器,可以输出正弦波、方波、三角波、已调信号,用法比较简单,但是射频信号发生器,就要注意了,在输出信号之前,一定要做好阻抗匹配,不然信号反射的话,有可能会损坏信号发生器。

●频率计

频率计就是一种测量信号频率的仪器,它被广泛运用于各种领域,用法也比较简单,不用多说。

●矢量网络分析仪

也叫网分仪,由合成信号源、S参数测试装置、幅相接收机以及显示部分构成,是一种常见的射频测量仪器,主要用来测量高频器件、电路及系统的性能参数,如线性参数、非线性参数、变频参数等。

●频谱分析仪

频谱分析仪简称频谱仪,主要用来测量频率、功率、频率准确度、频率稳定度、相位噪声、谐波抑制、杂散抑制、改善因子、信噪比、谱宽等。

03维修

首先先看,用肉眼观察一下整个PCB电路板,看看有没有虚焊、短路或者缺少元器件的,然后用万用表测量各组电源,确认电源是否对地短路。接下来就是上电,上电之前先确认一下输入电压,再用万用表测量各组电源电压是否正常。

最后,你一定要对整块板子有一定的认识,对板子的各个功能分好模块,从现象中判断出哪个模块出了问题,断开可疑的模块,来排除可疑点。

如果手里有一块好板子的话,那就更方便了,直接对照着测各元器件的电压或者对地阻值,所以在维修的过程中,万用表是不可缺的,但是遇到一些复杂的并难以解决的问题,最好要学会使用示波器。

04调试

调试,简单来说,就是为了能在电路板上实现我们设计的所有功能,调试也是硬件工程师最容易积累经验和含金量最高的技能之一,而调试技巧需要扎实的理论基础和长时间的验证,我之所以放在入门篇,也是想让大家有所重视。

调试方法多种多样,视情况而定,不能一概而论,我总结了以下几种常用的方法供大家参考。

调试一般先看,以前,我曾以为虚焊、短路和漏焊是在调试过程中最容易发现并解决的问题,但偏偏有时候,可能调试大半天才发现这些问题,所以这些越基本的东西,更要值得注意,不要在这上面浪费调试的时间。

接着,要弄清楚整块电路板上有多少组电源,电源由什么芯片供电和转换的,逐步检查每一组电源,使得它们正常输出,电源没有问题意味着硬件设计至少成功一般,那么电源调试有几个要点:

·上电前先测量各路电源是否对地短路接反,避免烧坏板子。

·可以设置电源指示灯,上电若有指示灯不亮,先断电检查。

·测量各路电源值,并感受电源器件温度,是否有异常工作。

电源调试成功之后,紧接着可以调试时钟,数字系统靠时钟来保证各芯片可以有序的工作,首先,要调试cpu的时钟,然后是总线的时钟,还有各个功能模块的时钟,时钟不起来,对应的模块都无法正常工作,有时正常工作应该是高电压的管脚,却输出了低电压,可以根据这个现象来猜测是否时钟没有起来。

其实调试归结于两点:扎实的基础知识+尽量多的实践经验。

正确的硬件调试意识和拥有良好的调试习惯,可以让你快速的解决硬件问题,解决了硬件问题之后,别忘了要看一些理论知识,理论与实践结合,对问题的理解才可以更加深刻。

技术
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