一位工程技術(shù)人的札記

    學(xué)了四年的工科，畢業(yè)后一直做技術(shù)。工程技術(shù)的實(shí)踐性是吸引我的根本原因。給盒子打個(gè)安裝孔，在印制板上疊焊?jìng)€(gè)電阻，于我而言都是一件很有興趣的事情。我從機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一步一步地轉(zhuǎn)到電路設(shè)計(jì)，主要是在開(kāi)始時(shí)遇到了一些困難，后來(lái)就好多了。畢竟能干活是最為重要的，誰(shuí)又在乎先前我所學(xué)的專(zhuān)業(yè)是機(jī)械設(shè)計(jì)呢。

    從機(jī)械到電子的轉(zhuǎn)行是從數(shù)字控制開(kāi)始的。作為工科生，誰(shuí)在大學(xué)里面沒(méi)有學(xué)過(guò)一點(diǎn)電路知識(shí)呢。只不過(guò)當(dāng)時(shí)學(xué)的更多的是理論分析，而且是模擬電路上的理論分析。然后就到了數(shù)字電路。理論上的東西都挺好，只是學(xué)完了之后連電阻電容長(zhǎng)什么樣的都不知道，更別說(shuō)一些多管腳的集成電路。本來(lái)學(xué)校的工程技術(shù)氛圍就不濃——雖然是工科類(lèi)學(xué)?！y道只有拆裝收音機(jī)的份了？我現(xiàn)在知道還有許多辦法，最后的就是到電子市場(chǎng)里去轉(zhuǎn)上幾回以獲得感性的認(rèn)識(shí)（僅僅是感性的，因?yàn)槟抢锩鎺缀醵际巧馊?，能不能碰到一個(gè)懂技術(shù)的可說(shuō)不準(zhǔn)）。還有，多到圖書(shū)館的工程期刊閱覽室去翻翻一些工程技術(shù)類(lèi)（不是理論分析研究類(lèi)）的期刊，主要是上面的廣告。我在畢業(yè)后一年多才明白廣告的重要性，雖然鋪天蓋地的廣告已經(jīng)有了讓人心煩的趨勢(shì)，尤其是馬路上小廣告的隨意散發(fā)。有一個(gè)我自身的例子。當(dāng)時(shí)我畢業(yè)后做的一個(gè)電池供電的便攜式的東西。那個(gè)電子控制的方案是在98年完成的，用的是AT89C2051-24PC的MCU（微控制器）。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的問(wèn)題一直拖到了2001年，也就是我畢業(yè)后一年。國(guó)營(yíng)企業(yè)的情況大概有80％的研發(fā)項(xiàng)目都這樣。后來(lái)結(jié)構(gòu)改好了，然后不知怎么回事就算起了電池的壽命來(lái)，為什么以前一直沒(méi)有計(jì)算我就不得而知了，而且我當(dāng)時(shí)也沒(méi)有計(jì)算功耗的概念。一算不得了，AT89C2051兩天就能把那1.2A/h的電池用完。就算在程序里常設(shè)休眠模式也延長(zhǎng)不了多長(zhǎng)時(shí)間。但這個(gè)東西可是要3年才需一換電池的。到最后從期刊的廣告上找到了TI公司的MSP430，終于解決了問(wèn)題。假如做系統(tǒng)的人能不斷地尋找功耗更低的MCU，或許會(huì)早些更改整個(gè)方案。因?yàn)镸SP430早就應(yīng)用了。從MCS-51入手去理解數(shù)字控制可能是一條很適合從其他領(lǐng)域改行進(jìn)入自動(dòng)控制的路。我從MCS-51中得益非淺，而且現(xiàn)在還經(jīng)常用到；或是在前期的測(cè)試，或是一些小型的應(yīng)用場(chǎng)合，比如控制一個(gè)特殊功能的芯片。

    我從自己或別人的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤中體會(huì)到了工程技術(shù)的重要性。再好的設(shè)計(jì)方案都需工程技術(shù)去把它實(shí)現(xiàn)。方案上體現(xiàn)不出一條C指令的重要性。于是在做總體方案時(shí)到最后一條就是方案的可實(shí)現(xiàn)性。不可實(shí)現(xiàn)的方案就是空中樓閣，不是太空飛船。一個(gè)項(xiàng)目的方案有許多，這就需要工程設(shè)計(jì)人員去設(shè)計(jì)和選擇。不同的人會(huì)做出不同的方案，就跟“1000個(gè)演員就有1000個(gè)哈姆雷特”一樣。何者為上，何者為下？這就依著小平同志的一句話(huà)來(lái)分辨：實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在我的理解中，更快更可靠更易于實(shí)現(xiàn)且成本較低的方案就是一個(gè)好方案。

    要折衷這四項(xiàng)可不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單就能做到的。以后再慢慢論述這四項(xiàng)的關(guān)系。

    做工程技術(shù)一定不能浮躁；浮躁起來(lái)但有事倍功半的結(jié)果，弄不好還是徒勞無(wú)功。心急吃不了熱豆腐，浮躁做不出好技術(shù)。我在用Protel做完電路原理圖后布印制板時(shí)最能體會(huì)到浮躁的無(wú)益。參照著印制板的布局與走線(xiàn)之后，往往需要修改原理圖的一些器件的管腳相接的次序。例如上拉排電阻的管腳次序調(diào)換。原理是只有一種，但原理圖的畫(huà)法卻有許多種。在經(jīng)過(guò)多次更改后才會(huì)得到一塊走線(xiàn)與布局良好的印制板。浮躁的做法就是不顧一切地利用軟件自帶的自動(dòng)布線(xiàn)功能，布通后再手工更改一些連線(xiàn)，把地線(xiàn)加粗些。其實(shí)，手工布線(xiàn)并不麻煩；而且，這樣做有一個(gè)好處，就是容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。因?yàn)?，Protel里面的原理圖往往是打印出來(lái)是對(duì)的，而實(shí)際上并沒(méi)有符合它軟件的規(guī)則。例如，先畫(huà)了交叉線(xiàn)然后再打上節(jié)點(diǎn)標(biāo)志，這是對(duì)的，因?yàn)檐浖淖R(shí)別方式是這樣；倘若先畫(huà)一線(xiàn)再畫(huà)一節(jié)點(diǎn)再畫(huà)一線(xiàn)，這就不對(duì)了。于是生成網(wǎng)表后這兩根線(xiàn)并不共用一個(gè)標(biāo)號(hào)，結(jié)果就是在印制板上沒(méi)有把該連接的接到一塊。這樣加工回來(lái)的印制板在調(diào)試時(shí)只能飛線(xiàn)了。

    對(duì)常用軟件的使用也應(yīng)該算在工程技術(shù)里。現(xiàn)在很少有企業(yè)把這個(gè)列在培訓(xùn)計(jì)劃里。一些剛畢業(yè)的學(xué)生往往是不能熟練應(yīng)用AtuoCAD，Protel，甚至于字處理軟件。電腦水平不高沒(méi)有關(guān)系，因?yàn)椴皇敲總€(gè)學(xué)校都有比較好的微機(jī)房供學(xué)生上機(jī)，不是每個(gè)學(xué)生的家長(zhǎng)都有錢(qián)去給自個(gè)孩子配一個(gè)電腦，也不是每個(gè)有機(jī)會(huì)擁有電腦的學(xué)生都利用電腦去學(xué)習(xí)的。我覺(jué)得一個(gè)好的企業(yè)應(yīng)該了解這種情況，而不是每一次來(lái)了新員工之后就僅僅是進(jìn)行一次安全教育就完事，然后讓新員工不時(shí)的去麻煩老員工來(lái)告訴他為什么他的應(yīng)用軟件里實(shí)現(xiàn)不了那一功能。雖然有許多書(shū)寫(xiě)出來(lái)供人參考，可并不是每個(gè)人都樂(lè)意獨(dú)立地解決問(wèn)題。張口就問(wèn)肯定最為輕松。做好工程技術(shù)一個(gè)條件就是必須學(xué)會(huì)獨(dú)立地解決問(wèn)題；維有這樣自身的技術(shù)水平才會(huì)提高。別人即使給出了很好的解決辦法，那也是他所獨(dú)有的經(jīng)驗(yàn)的延續(xù)，但永遠(yuǎn)不是你的延續(xù)。問(wèn)題的解決可以依賴(lài)于團(tuán)隊(duì)，但更多的是依靠自己。所聽(tīng)不會(huì)成為所得，所做所思才會(huì)所得。

    “做多錯(cuò)多”這話(huà)沒(méi)錯(cuò)。但是不做的話(huà)就意味著永遠(yuǎn)的錯(cuò)。工程技術(shù)做得越多越久才會(huì)發(fā)現(xiàn)：原來(lái)我也會(huì)犯這種根本性的錯(cuò)誤。遇到這種情況足以讓人反思。誰(shuí)不會(huì)犯根本性的錯(cuò)誤呢——除了上帝？波普爾的試錯(cuò)法值得去深思?！拔覀兯龅囊磺惺潜M可能快地犯錯(cuò)誤?！蹦愕捻?xiàng)目的最后期限是哪一天呢？在那一天到來(lái)之前盡可能快地犯錯(cuò)誤吧。經(jīng)驗(yàn)是什么？有一個(gè)答案如此：“經(jīng)驗(yàn)是人們給他們所犯的錯(cuò)誤取的名字”。

        我的一個(gè)想法：一個(gè)好的技術(shù)方案常是一個(gè)折衷的方案。古希臘有一句諺語(yǔ)：會(huì)哭的男人常是好人。我想，會(huì)做出折衷方案的技術(shù)設(shè)計(jì)者就是一個(gè)好的設(shè)計(jì)者。 

 

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續(xù)：

    今天自個(gè)焊了幾塊剛做回來(lái)的印制板。自個(gè)動(dòng)手焊一焊才會(huì)明白各種元器件布局的好與差。插件的焊盤(pán)孔是否小了，器件之間礙不礙事，下次能不能再布緊湊些等。在使用Protel 99SE做印制板時(shí)有些規(guī)則雖然通不過(guò)，但并不妨礙實(shí)在的板子是合理的。例如1206封裝的器件是可以更緊挨著的，這樣即使由于干涉而使得板子上的器件變成高亮的綠色也沒(méi)有任何問(wèn)題。

    一個(gè)好的硬件工程師必須熟練應(yīng)用一個(gè)常用的布線(xiàn)軟件。Protel 99SE可以完成大部分的工作。Protel 98、Protel 99現(xiàn)在已經(jīng)不常用了，而比Protel 99SE更高的版本卻沒(méi)有一個(gè)盜版得比較好的版本。Protel 99SE比較不好應(yīng)用的就是倘若你的原理中有差分信號(hào)對(duì)。確實(shí)不好布。至于在PCB上加漢字，我覺(jué)得無(wú)所謂。PowerPCB的功能非常強(qiáng)大，看來(lái)還得花時(shí)間去學(xué)學(xué)。原理做到最后都是殊途同歸，而一個(gè)好的印制板可以讓設(shè)計(jì)者更根本地找出問(wèn)題所在。電磁兼容測(cè)試普遍應(yīng)用的這一天不久就會(huì)來(lái)臨。記得97年時(shí)，一個(gè)CADR12錄入繪圖員的工資居然比設(shè)計(jì)者的工資還高?，F(xiàn)在恐怕已經(jīng)沒(méi)有了這個(gè)行當(dāng)了吧。

    好多剛開(kāi)始做硬件設(shè)計(jì)的技術(shù)者都希望盡可能快地跨過(guò)布印制板這一關(guān)?？上н@一關(guān)是沒(méi)有止境的。從少到多，由簡(jiǎn)入繁，所用器件的管腳越來(lái)越多，越來(lái)越密，封裝越來(lái)越小。手工布線(xiàn)是永遠(yuǎn)的主流，自動(dòng)布線(xiàn)即使不是垃圾，那也是通往垃圾之路。不要認(rèn)為手工布線(xiàn)慢，慢只是開(kāi)始的那一次。慢是因?yàn)槠骷牟季植缓茫且驗(yàn)闆](méi)有做出一份適合布線(xiàn)的原理圖。器件生產(chǎn)商在它所推出的器件中其實(shí)是考慮了PCB布線(xiàn)的問(wèn)題，不要認(rèn)為他們是白癡。還有人在用74xx373嗎？我送一個(gè)74xx573給你好了。什么？你說(shuō)你在用GAL。GAL好啊，但有時(shí)犯不著，每一次燒錄一下再當(dāng)573用豈不很好笑。

    關(guān)于51的仿真器。這是一個(gè)讓人心生厭惡的問(wèn)題。我沒(méi)有用過(guò)51仿真器中任何一款。本來(lái)我不討厭它們的，可是有人往往拿著一個(gè)仿真器過(guò)來(lái)問(wèn)我怎么用，我真的不會(huì)用，為了掩飾我對(duì)它的無(wú)知，我往往會(huì)說(shuō)：據(jù)說(shuō)這一款的仿真器有些問(wèn)題。我個(gè)人認(rèn)為：51仿真器妨礙了很多新手的成長(zhǎng)。只會(huì)編寫(xiě)匯編和C程序遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。硬件工程師同時(shí)必須為他所做的系統(tǒng)編寫(xiě)軟件。這本來(lái)是一個(gè)人必須負(fù)責(zé)的事，偏生分給兩個(gè)人去完成，注定要發(fā)生扯皮事件。

    關(guān)于應(yīng)用軟件的英文界面。我們似乎很有理由去報(bào)怨，為什么沒(méi)有中文的界面啊？其實(shí)有中文的界面又如何？Excel是中文界面的吧，你能做出一個(gè)很好的表格嗎？使用者對(duì)于一個(gè)應(yīng)用軟件的界面不應(yīng)該有任何挑剔，15天是掌握一個(gè)軟件的期限。

    不要隨大流。新技術(shù)應(yīng)去了解，但不要跟著起哄。技術(shù)的好壞是由市場(chǎng)決定的。所謂高新，只是自我安慰的一個(gè)借口。比原有的好一點(diǎn)，再好一點(diǎn)；這就是高和新。原來(lái)平均畝產(chǎn)300斤，現(xiàn)在經(jīng)過(guò)改進(jìn)后已經(jīng)達(dá)到了301斤，這就是高新。做技術(shù)的人很容易給所謂的技術(shù)尖端所迷惑。周末時(shí)，還是逛逛街去吧。

    做模擬信號(hào)檢測(cè)時(shí)，濾波，加跟隨器，然后放大，接著是A/D轉(zhuǎn)換。
    做數(shù)字信號(hào)檢測(cè)時(shí)，光隔加門(mén)驅(qū)動(dòng)隔離，接MCU的I/O。
    數(shù)字驅(qū)動(dòng)輸出：（光隔），集電極開(kāi)路輸出。

    回家時(shí)嘗試著走另外一條道路。做方案時(shí)把最遠(yuǎn)古的實(shí)現(xiàn)方式也想想。宇航員在飛船上用什么筆好呢？一個(gè)孩子說(shuō)：用鉛筆。于是，宇航員就用上了鉛筆。這跟上帝說(shuō)“要有光”一樣的效力。有解不開(kāi)的結(jié)嗎？請(qǐng)用一把利劍。每個(gè)人手上都有一把利劍，那就是：專(zhuān)注。