硬件工程师要求

电子硬件 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师要求掌握的东西第一部分：硬件知识一、数字信号1、TTL和带缓冲的TTL信号输出高电平>,输出低电平<。在室温下，一般输出高电平是，输出低电平是。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=，输入低电平<=，噪声容限是。2，CMOS电平：1逻辑电平电压靠近于电源电压，0逻辑电平靠近于0V。而且拥有很宽的噪声容限。3，电平变换电路：因为TTL和COMS的高低电平的值不同样（ttl5v<＝＝>cmos），所以互相连结时需要电平的变换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高妙的东西。哈哈4，OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。5，TTL和COMS电路比较：1）TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，可是功耗大。COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频次相关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。3）COMS电路的锁定效应：COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。防守举措：1）在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过不超过规定电压。2）芯片的电源输入端加去耦电路，防备VDD端出现瞬间的高压。3）在VDD和外电源之间加线流电阻，即便有大的电流也不让它进去。4）当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列次序：开启时，先开启COMS电路得电源，再开启输入信号和负载的电源；封闭时，先封闭输入信号和负载的电源，再封闭COM电路的电源。6，COMS电路的使用注意事项1）COMS电路时电压控制器件，它的输入总抗很大，对扰乱信号的捕捉能力很强。所以，不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或许下拉电阻，给它一个恒定的电平。2）输入端接低内组的信号源时，要在输入端和信号源之间要串连限流电阻，使输入的电流限制在1mA之内。3）当接长信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻。4）当输入端接大电容时，应当在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/是外界电容上的电压。5）COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS。7，TTL门电路中输入端负载特性（输入端带电阻特殊情况的办理）：1）悬空时相当于输入端接高电平。因为这时能够看作是输入端接一个无穷大的电阻。2）在门电路输入端串连10K电阻后再输入低电平，输入端出体现的是高电平而不是低电平。因为由TTL门电路的输入端负载特性可知，只有在输入端接的串连电阻小于910欧时，它输入来的低电平信号才能被门电路辨别出来，串连电阻再大的话输入端就一直体现高电平。这个一定要注意。COMS门电路就不用考虑这些了。8，TTL电路有集电极开路OC门，MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门，它的输出就叫做开漏输出。OC门在截止时有漏电流输出，那就是漏电流，为什么有漏电流呢？那是因为当三机管截止的时候，它的基极电流约等于0，可是并不是真实的为0，经过三极管的集电极的电流也就不是真实的0，而是约0。而这个就是漏电流。开漏输出：OC门的输出就是开漏输出；OD门的输出也是开漏输出。它能够吸收很大的电流，可是不能向外输出的电流。所以，为了能输入和输出电流，它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。OD门一般作为输出缓冲/驱动器、电平变换器以及知足吸收大负载电流的需要。2、RS232和RS485/RS422（平衡信号）什么是RS232接口，什么是RS485接口。RS232接口是1970年由美国电子工业协会（EIA）结合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同拟订的用于串行通讯的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。它的全名是“数据终端设施（DTE）和数据通讯设施（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的DB25连结器，对连结器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各样信号的电平加以规定。DB25的串口一般只用到的管脚只有2（RXD）、3（TXD）、7（GND）这三个，随着设施的精益求精，现在DB25针很少看到了，代替他的是DB9的接口，DB9所用到的管脚比DB25有所变化，是2（RXD）、3（TXD）、5（GND）这三个。因此现在都把RS232接口叫做DB9。元器件知识：市场上把公头的接插件叫做DRXX，母头的叫DBXX，比方我们电脑上的串口，在市场上叫做DR9，不是DB9，好多人都误叫做DB9，实际上的DB9是两个把两个DR9互相连结在一同的接口。在文章中，我把所有的串口设施接口都统一叫做RS232接口。三、什么是RS485接口由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：（1）接口的信号电平值较高，易破坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平变换电路方能与TTL电路连结。2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps；因此在“南方的老树51CPLD开发板”中，综合程序波特率只能采用19200，也是这个原因。（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而组成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模扰乱，所以抗噪声扰乱性弱。（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。针对RS232接口的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它拥有以下特点：RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232降低了，就不易破坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连结。RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声扰乱性好。4.RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，此外RS-232接口在总线上只允许连结1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连结多达128个收发器。即拥有多站能力,这样用户能够利用单调的RS-485接口方便地成立起设施网络。因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线（我们一般叫AB线），所以RS485接口均采用障蔽双绞线传输。由于RS-232-C接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：??（1）接口的信号电平值较高，易破坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平变换电路方能与TTL电路连接。??（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。??（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而组成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模扰乱，所以抗噪声扰乱性弱。??（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。??针对RS-232-C的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它拥有以下特点：??1.RS-485的电气特性：逻辑“1以”两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0以”两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易破坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连结。??2.RS-485的数据最高传输速率为10Mbps??3.RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声扰乱性好。??4.RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，此外RS-232-C接口在总线上只允许连结1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连结多达128个收发器。即拥有多站能力,这样用户能够利用单调的RS-485接口方便地成立起设施网络。??因RS-485接口拥有优秀的抗噪声扰乱性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用障蔽双绞线传输。RS485接口连结器采用插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连结的键盘接口RS485采用DB-9（针）。因为RS485接DB-9的9芯采用RS485接口时，传输电缆的长度怎样考虑？??在使用RS485接口时，关于特定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个长度数据主假如受信号失真及噪声等影响所限制。下列图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG铜芯双绞电话电缆（线径为），线间旁路电容为M，终端负载电阻为100欧时所得出。（曲线引自GB11014-89附录A）。由图中可知，当数据信号速率降低到90Kbit/S以下时，假定最大允许的信号损失为6dBV时，则电缆长度被限制在1200M。实际上，图中的曲线是很保守的，在实用时是完全能够取得比它大的电缆长度。当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。比如：当数据信号速率为600Kbit/S时，采用24AWG电缆，由图可知最大电缆长度是200m，若采用19AWG电缆（线径为0。91mm）则电缆长度将能够大于200m；若采用28AWG电缆（线径为0。32mm）则电缆长度只能小于200m。RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，宽泛采用RS-485串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此拥有抑制共模扰乱的能力。加上总线收发器拥有高敏捷度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外获得恢复。RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时特别方便，能够省掉很多信号线。应用RS-485能够联网组成散布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。过去，PC与智能设施通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式，主要取决于设施的接口 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 。但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向接见，就必须自己编写通讯应用程序，但这种程序多半都不能切合ISO/OSI的规范，只能实现较单调的功能，合用于单调设施种类，程序不具备通用性。在RS232或RS485设施联成的设施网中，如果设施数量超过2台，就必须使用RS485做通讯介质，RS485网的设施间要想互通信息只有经过“主（Master）”设施中转才能实现，这个主设施往常是PC，而这种设施网中只允许存在一个主设施，其余全部是从（Slave）设施。而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，拥有完整的软件支持系统，能够解决总线控制、矛盾检测、链路维护等问题RS232/RS485变换电路由于有的设施是232接口的，有的是485接口的，如果有一台232接口的设施与一台485接口的设施通信，那就需要一个变换器，把232接口的设施的232信号变换成485信号，然后再与485接口的设施通信，这个变换器就是RS232/RS485变换电路。如果是两台232接口的设施要进行远距离的通信，那只需加上两个RS232/RS485变换电路就能够了。以上的RS232/RS485变换电路上采用从计算机串口偷电技术，市场上称之为“无源RS232/RS485变换电路”，而“有源RS232/RS485变换电路”，电路原理图与上图差不多，只是电源部分改点而已，有兴趣的朋友能够到网上搜寻下这方面的 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 ，好多的。面对市场，我们提供“无源RS232/RS485变换电路”、“有源RS232/RS485变换电路”，关于工程应用上，我们还有导轨式的安装方式，工程上安装、维护都比较方便。有做工程的朋友如果有需要，能够跟我或许我们公司销售部联系。五、485工作站由于232是点对点的通信，不能实现多机之间互相通信，而485就能够实现多机通信，因此，越来越被多半工程师所采用。工作站示意图如图现在市场上有好多设施都同时带有232接口与485接口，比方华为的光端机。好多设施都说带485接口，其实就是把S232/RS485变换电路集成到设施上。示意图中，也能够把PC机当作一个终端设施。在整个工作站中，只需终端设施拥有共同收与发的 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ，中间的区别只是设备地点不同的话，那随意一个终端设施都能够对其他终端设施进行操作。这个跟我们电脑网络中的局域网很像吧，时时时的到“网上街坊”玩玩也是挺好玩的。六、工程应用案例一：高速公路监控系统在高速公路收费站，一般在它邻近两公里内，必定要安装一些必要的监控设施，以便实时掌握路况信息，并对突发事件进行办理。监控设施到监控中心，通信线路好多采用多种方式，有光纤传输，232接口加猫，485工作站方式等等。这里主要对工作站方式做个说明。第一，监控中心有PC机，PC机主假如对底下终端设施操作，有下发指令与读取数据的功能。第二，终端设施一般有线圈式车辆检测器，微波车检器，广场云台摄像机，气象仪，可变情报板，可变限速标志，外场监督摄像机，等等。第三，PC机经过不同的协议就能够跟这些终端设施进行通信。实际上，在工程上好多都是采用光端机传送的，加入光端机的方法也是特别简单的，只需串在AB线两头即可.RS422接口的特点（下文翻译自《DATACOMMUNICATIONSANDNETWORKING》）RS422是一条平衡型的电路方式，这意味着它为每个信号定义了两条线用于流传。多个信号又使用“接地”作为信号的返回。RS422的传输速率与距离之比远远高于非平衡的标准-RS232。在距离40英尺内，传输速率能够达到10Mbps；距离为4000英尺时，传输速率为1Kbps。在平衡型的传输模式中，两条线承载同样的传输，可是它们承载的并不是完全相同的信号。一条线上的信号是另一条线信号的反相（某个时间点上，假定另一条线信号是1，那么这个线的信号是0），反相信号看上去就像源信号在镜子中的映像。接收端并不侦任凭何一个实际的信号，而是检测两个信号的差别。这种体制使平衡型电路传输不容易受到噪音的扰乱，比起非平衡型电路来说，大大提升了传输的性能。当反相信号到达接收端时，它们被投入到一个减法（一种电路调制方式）。因为两个信号互为反相，两者相减的结果就是第一个信号值的两倍。比方，在某个特准时间点，第一个信号为+5V，那么第二个信号就是-5V，两者相减5-（-5）＝10。如果噪音加入到传输过程中，那么噪音将以同样的方式影响两个信号。比方，在某个特准时间点，第一个信号为+5V，那么第二个信号就是-5V，该噪音为+1V，则第一个信号受扰乱后为+6V，第二个信号受扰乱后为-4V。如果噪音为-1V，则第一个信号受扰乱后为+4V，第二个信号受扰乱后为-6V。这时候接收端取两个信号的差值，大家能够看到，无论噪音是正仍是负，无论噪音有多大，在相减的过程中都被抵消了，出来的差值就是10V。经过再调整10V变成5V，接收端能够收到和发送端如出一辙的信号。这是这种抵消的能力，使得平衡型传输获得超级的传输速率。RS422接口使得连结的电缆起码采用4芯障蔽双绞线。4芯用于2个全双工信号，障蔽层用于信号接地。RS422唯一区别于RS485的就是：RS485是半双工的传输方式（同一时间只能发送或只能接收），RS422是全双工的传输方式（同一时间既能够发送，又能够接收）。两种接口都是接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，在抗扰乱和传输距离上同样。3、干接点信号干接点的定义：无源开关；拥有闭合和断开的2种状态；2个接点之间没有极性，能够交换；常有的干接点信号有：各样开关如：限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关等；各样按键；各样传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器：水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破裂、振动、烟雾和凝固传感器；继电器、干簧管的输出；有干接点就有湿接点。湿接点的定义是：有源开关；拥有有电和无电的2种状态；2个接点之间有极性，不能反接；常有的湿接点信号有：1、????如果把以上的干接点信号，接上电源，再跟电源的此外一极，作为输出，就是湿接点信号；工业控制上，常用的湿接点的电压范围是DC0～30V，比较标准的是DC24V；AC110～220V的输出也能够是湿接点，只管这样做比较少；2、????把TTL电平输出作为湿接点，也未尝不可；一般情况下，TTL电平需要带缓冲输出的，比如：VCC等组成回路；244、245也能够跟gnd组成回路；才能驱动远方的光耦。7407、245、244等，与3、????NPN三极管的集电极输出和VCC；4、????达林顿管的集电极输出和VCC；5、????红外反射传感器和对射传感器的输出；在工业控制领域中，采用干接点要远远多于湿接点，这是因为干接点没有极性带来的优点：1、????随便接入，降低工程成本和工程人员要求，提高工程速度2、????办理干接点开关量数量多3、????连结干接点的导线即便长久短路既不会破坏本地的控制设施，也不会破坏远方的设施4、????接入容易，接口容易统一二、模拟信号视频1、非平衡信号/平衡信号声波转变成电信号后，如果直接传送就是非平衡信号，如果把信号反相（中间差一个Pi），然后同时传送反相的信号和原始信号，就叫做平衡信号，平衡信号送入差动放大器，原信号和反相位信号相减，获得加强的原始信号，由于在传送中，两条线路受到的扰乱差不多，在相减的过程中，减掉了同样的扰乱信号，因此更为抗扰乱。这种在平衡式信号线中抑制两极导线中所共同有的噪声的现象便称为共模抑制。所以平衡线路只需要在输入输出信号增加一个差动放大器就能够实现。三、芯片1、封装2、7407（）3、7404（非门）4、7400（与非门）5、74LS573（8D透明锁存器）6、ULN2003(7路反向器)7、54/74LS244(三态输出的八组缓冲器和总线驱动器)8、54/74LS240(三态输出的八组反相缓冲器和总线驱动器)9、74LS245(三态输出的八组双向总线发送器/接收器)10、74LS138/23811、CPLD(EPM7128)12、116113、max69114、max485/7517615、mc148916、mc148817、ICL232/max23218、89C51四、分立器件1、封装2、电阻：功耗和容值3、电容独石电容瓷片电容电解电容4、电感5、电源变换模块6、接线端子7、LED发光管8、8字（共阳和共阴）9、三极管2N555110、蜂鸣器五、单片机最小系统1、单片机2、看门狗和上电复位电路3、晶振和瓷片电容六、串行接口芯片1、eeprom2、串行I/O接口芯片3、串行AD、DA4、串行LED驱动、max7129七、电源设计1、开关电源：器件的选择2、线性电源：变压器桥电解电容3、电源的保护桥的保护单二极管保护八、维修1、电源2、看门狗3、信号九、设计思路1、电源：电压和电流2、接口：串口、开关量输入、开关量输出3、开关量信号输出调治TTL―>继电器TTL―>继电器（反向逻辑）TTL―>固态继电器TTL―>LED（8字）继电器―>继电器继电器―>固态继电器4、开关量信号输入调治干接点―>光耦TTL―>光耦5、CPU办理能力的考虑6、成为产品的考虑：电路板外形：大小尺寸、异形、连结器、空间体积电路板模块化设计成本剖析器件的冗余度电阻的功耗电容的耐压值等机箱电源的选择模块化设计成本核算怎样计算电路板的成本？怎样降低成本？采用功能知足价钱便宜的器件十、思考题1、怎样检测和指示RS422信号2、怎样检测和指示RS232信号3、设计一个4位8字的显示板电源：DC12接口：RS2324位3”8字（连在一同）亮度检测二级调光4、设计一个33位1”8字的显示板电源：DC5V接口：RS2323排11位8字，分4个、3个、4个3组，带行与行之间带间隔单片机最小系统译码逻辑显示驱动和驱动器件5、设计一个PCL725和MOXAC168P的接口板电源：DC5V接口：PCL725/MOXA8个RS2321.PCL725，直立DB37，孔2.MOXAC168P，DB62弯开关量输出信号调治：6个固态继电器和8个继电器，能够被任何一路信号控制和驱动，接口：固态继电器直立，继电器直立4)开关量输入调治：干接点闭合为1或0可选，接口：直立5)RS232调治：LED指示前4路RS232全信号，后4路只需要TX、RX、0无需光电隔绝接口形式：DB9（针）直立第二部分：软件知识一、汇编语言二、C51该部分能够从市场上买到的N种开发板上学到，至于第一部分，需要人来带吧。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同，注入思想（程序），达成原来的这些器件分别时无法达成的功能，做成一个成品。所需要的技术越高、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己的价值。从成本到产品售出，之间的差价就是公司的追求。作为公司的老板，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许应用按照一定的构想原则（成本最低、可靠性最高、电路板最小、功能最强大等）在最短的时间内达成。最短的时间，跟电子工程师的娴熟程度、工作效率和工作时间直接相关。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，大概有以下组成：输入办理核心输出输入基本上有以下的可能：键盘串行接口（RS232/485/canbus/以太网/USB）开关量（TTL，电流环路，干接点）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：串行接口（RS232/485/canbus/以太网/USB）开关量（TTL、电流环路、干接点、功率驱动）模拟量（4~20ma，0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信号））LED显示：发光管、八字液晶显示器蜂鸣器办理核心主要有：8位单片机，主要就是51系列32位arm单片机，主要有atmel和三星系列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调的一件事情，做多了，不如使用arm来做；还能够在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，价钱便宜，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，应当是最好的；作为工业级的控制，是不是合适，在网友中有不同的见解和争议。本公司使用atmelARM91系列开发的1个室外使的产品，在北京室外使用，没有任何的通风和加热的举措，从去年的5月份到现在，运行情况优秀。已经有个成功应用的案例。但关于初学者来说，应当从51着手，一方面，51仍是入门级的芯片，作为初学者练手仍是比较好的，能够将以上的观点走一遍；好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；也为此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级其他开发放在连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，比方，扩展I/O口和A/D、D/A等等，能够直接买带有A/D、D/A的单片机；或许直接使用ARM，它的I/O口线口多。能够使用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，比如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，我感觉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，再详细应用。