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      給電子愛好者或電氣類專業學生的個人經驗

      時間:2015-04-10 13:13 來源:電工之家

      看這篇文章的我想都是電子愛好者或電類專業學生。不知道大家都處于什么一個階段,這篇文章是電工之家寫給入門者的,要解決一個問題:初學者應重點掌握什么電子知識,大學階段如何學習? 

        先說點貌似題外的東西——3個謬論。 

        謬論一:高中老師常對我們說,大家現在好好學,考上了大學就輕松了,愛怎么玩怎么玩。這真是狗屁。別的專業我不好說,電氣、電子、電力通信、自動化等電類專業,想要輕松那是不可能地(當然你是天才就另說),專業課上講的東西對決大多數人來說那是云里霧里,從來都是一知半解,需要你課下大量時間精力地消化。有些東西甚至需要你若干年后在工作中遇著時才回過味:“哦,原來以前學的那東西是干這使的。”你要能想得起,并知道怎么回頭去補,就算是上學時專業課學得很扎實了。 

        謬論二:填志愿時經常有人對我們說:專業不重要,學校最重要,進了個好學校想學什么再學。這亦是狗屁。進了學校,本專業的課程就可能會壓得你喘不過氣來,還有多少人有時間和毅力選修第二專業?而所學專業幾乎就是決定了你今后一生的職業生涯。而學校,說實在話本科階段我覺得從老師那學到的東西各校間差別不是很大。課上講的大同小異,課下也不會有什么好老師給你單獨指導和點撥,若能遇著,那是你的幸運。越牛的學校的越牛的老師就越忙,不要指望他們會在教學上花多少心思,更不要指望他們對你另眼相看。反倒是一些普通院校的小老師們可能跟學生走得更近,輔導更多些,雖然他們可能水平一般,但對于你大學的學習來說還是足夠的。綜上所述,我覺得對于一個電子愛好者來說,成為一名普通重點大學的電子系學生比成為北大的哲學系學生更重要。當然看帖的應該大多數都是學電的,那恭喜你,這個專業不錯的,雖不是什么“朝陽產業”,但絕對是個“常青行業”。 

        謬論三:上了大學,可能又有不少人對你說,在大學專業不重要,關鍵的是學好計算機和英語,這樣就不愁找不到好工作了。這也是屁話。你要明確一點:你將來不是純靠英語吃飯的,也不是做編程、搞軟件開發或動畫創作的。我是想說:若果你性格偏內向沉穩、肯鉆研、愛好電子行業,將來想從事電子設計和研發工作,那你一定要學好專業課。當然英語也很重要,但以后工作中用得多的是你的專業英語,即能讀懂英語技術文檔,而不是跟別人比你口語多正宗多流利。至于計算機,那就是一工具,不要花太多時間去學photoshop、3dmax、Flash、網頁制作等流行軟件,這些在你今后的工作中用不著,也會牽扯你大量時間精力。好鋼用在刀刃上,多進進實驗室多搭搭電路吧。當然,電類學生對電腦也有特殊要求,那就是用熟Protel、
      Multisim,學好匯編語言、C語言、選學PLD相關軟件。任務也是很重的。 

        以上說了3個謬論,下面言歸正傳吧。那么進了大學,讀了電類專業,這4年你該學些什么呢?  
       
         首先要了解:電類專業可分為強電和弱電兩個方向,具體為電力工程及其自動化(電力系統、工廠供變電等)專業屬強電,電氣工程及其自動化以強電為主弱電為輔,電子、通信、自動化專業以弱電為主。其他更進一步的細分要進入研究生階段才劃分。但無論強電還是弱電,基礎都是一樣的。
       
        首先高數是要學好的,以后的信號處理、電磁場、電力系統、DSP等不同方向的專業課都用得著。

        專業基礎課最重要的就是電路分析、模擬電路、數字電路。這3門課一定要學好。這3門課一般都是大一下學期到大三上學期開設,對大多數對電子知識還了解不多的同學來說,通常是學得一知半解,迷迷糊糊。所以,最好是在開課之前或是開課的同時讀一兩本通俗淺顯的綜合介紹電子知識的書籍,對書中的知識你不需要都懂,能有個大致感覺就行。

        對這這種入門讀物的選擇很重要,難了看不懂可能興趣就此喪失或備受打擊,反而事與愿違。在此推薦一本《電子設計從零開始》(楊欣編著,清華大學出版社出版),該書比較系統全面地介紹了電子設計與制作的基礎知識,模電、數電、單片機、Multisim電路仿真軟件等都有涉及,一冊在手基本知識就差不多了,關鍵是淺顯易懂,有一定趣味性。另外科學出版社引進出版的一套小開本(32開)電子系列圖書也不錯,是日本人寫的,科學出版社翻譯出版,插圖較多,也較淺顯,不過這一系列分冊較多,內容分得較細。

        除了看書,還要足夠重視動手實踐。電路、模電、數電這些課程進行的同時都會同時開設一些課程試驗,珍惜這個動手機會好好弄一弄,而不要把它當作一個任務應付了事。跟抄作業一樣,拷貝別人的試驗結果在高校中也是蔚然成風,特別是幾個人一個小組的實驗,那就是個別勤奮好學的在那折騰,其他人毫不用心地等著出結果。

        我只想說,自己動手努力得來的成果才是甜美的,那種成就感會讓你充實和滿足。游手好閑的,到臨近畢業找工作或在單位試用時,心中那種巨大的惶恐會讓你悔不當初。這種教訓太多了,多少次我們都是蹉跎了歲月才回過頭來追悔莫及。除了實驗課好好準備好好做之外,許多學校都設有開放性實驗室,供學生平時課余自覺來弄弄。珍惜這種資源和條件吧,工作后不會再有誰給你提供這種免費的午餐了。

        當然有些學校沒有這么好的條件,或缺少器件,那同學們就在電腦上模擬一把試驗平臺吧,就是學好用好Multisim軟件。Multisim是一種電路仿真軟件,筆者上學時叫做EWB,后來隨著版本更新,先后更名為Multisim2001、Multisim7、Multisim8。這個軟件可模擬搭建各種模擬電路和數字電路,并可觀測、分析電路仿真結果。大伙可以把模電、數電中學習的電路在這軟件里面模擬一下,增加感性認識,實驗前后也可把試驗電路在軟件里模擬,看跟實際試驗結果有多大差別。可以說,只要你是學電的,這個小軟件就是你上學時必須掌握的,對你的學習助益很大。另一個必須掌握的軟件那就是protel了。

        上學時,從小學期的綜合設計實驗到畢業設計,最后都會要求你用Protel繪出設計的電路原理圖和PCB版;工作后,Protel也是你必須掌握的基本技能,部分同學畢業后一兩年內的工作,可能就是單純地用這軟件畫板子。Protel的版本也走過了Protel98、Protel99、Protel99SE、ProtelDXP、Protel2004的發展道路。Protel99SE、ProtelDXP、Protel2004這三個版本現在用得最多,目前許多學校教學或公司內工程師使用的都還是Protel99SE,當然若作為新的自學者直接從Protel2004學起似乎好一些。

        綜上所敘,作為最基本的EDA(電子設計自動化)軟件,Multisim和Protel是所有電類學生在上學時必須掌握的。其他的如Pspice、Orcad、SYstemview、MATLAB、QuartusII等等,需根據不同的專業方向選學,或是在進入研究生階段或工作后在重點學習使用。那Multisim和Protel好學么?入門應該問題不大,讓師兄師姐指導指導,或是找一兩本入門書看一看就OK了。這里推薦一本《電路設計與仿真——基于Multisim 8與Protel 2004》(也是楊欣編著,清華社出版),作為這兩款軟件的入門學習挺不錯的,關鍵是一本書包含了兩款軟件學習,對窮學生來說比較劃算,若是花錢買兩本書分別去學這兩個軟件,就不值了,因為Multisim的入門不是很難。另用Protel畫PCB電路板學問挺大的,有必要多看一些技術文檔或是買一本高級應用類的圖書。
       
        2.大三大四(學習專業課,嘗試應用) 
        進入大三,就涉及到專業課的學習了,本文只討論以應用為主的專業課,其他如《電力系統分析》、《電機學》、《自控原理》、《信號與處理》、《高電壓》、《電磁場》等等以理論和計算為主的專業課,咱就不多提了。當然這些課對你今后向研究型人才發展很重要,也都很讓人頭疼,要有建議也只能說是努力學、好好學,懂多少是到少(不過別指望全都懂),以后工作或接著深造用得著時再回過頭來接著補接著學,那時有工作經驗或接觸多了有感性認識,可能學著就容易些了。 
        那以應用為主的專業課又有哪些呢?不同專業方向有不同的課程,很難面面俱到。這里先簡單羅列一下,有微機原理與接口技術(也稱單片機)、開關電源設計、可編程邏輯器件(PLD)應用、可編程邏輯控制(PLC)應用、變頻器應用、通信電路、數字集成電路分析與設計、DSP、嵌入式等等。可能有同學要問:這么多東西,大學階段要想都學好不容易吧?答案是不僅是不容易,而且是不可能。這些技術每一門展開來都是復雜的一套知識,可以說,(電工之家http://www.a2115.com)你只要精通其中一門,就可以到外邊找個不錯的工作了。
        而且在大學階段,這些課程也不是都要學的,而是針對不同專業方向選修其中幾門(具體選哪幾門,多研究研究你們各自的專業培養方案,多請教老師),學的時候爭取能動基本用法即可,真正的應用和深入是要到工作后的;當然你若很勤奮或有天賦,能熟練掌握某一門達到開發產品的程度,那畢業后找個好工作就輕而易舉了。到這里我們需要再明確一點:電子領域知識繁多、浩如煙海,所以一般搞硬件的公司都有較多的員工,一個研發項目是多人細致分工、共同完成的,所以我們經常會聽到團隊意識這個名詞。因為一個人的能力有限,不可能掌握所有的知識。比如一些人專門負責搞驅動,一些人專門從事邏輯設計,一些人專門搞高頻無線,一些人專門搞測試,一些人專門設計外殼,一些人專門設計電路板等等。

        看到這里可能有的同學頭都大了:那說來說去大學階段到底究竟應該學些什么呢?說實話寫到這里我的頭也大了,電子設計涉及方方面面的東西太多了,實在不是一篇文章甚至一本書能說得清楚的。所以我決定剔除這些生澀的課程名目,大致說一下我所認為的一個電類學生或是想要成為電子工程師的自學者應該掌握的基本的專業技能。

       現在應該說單片機不知道那是相當嚴重的問題。單片機的知識和應用的技巧成了求職面試中必備的問題。但是單片機的知識較難入手,但是你如果看了《51單片機應用從零開始》(清華大學出版社,王玉鳳,劉湘黔,楊欣編著)就不是這么感覺的了,這是一本中學生都讀得懂的單片機基礎和應用教程。這本教程凝結了國內幾所重點大學中站在科研、教學第一線教師們的心血,也得到了英國劍橋大學、牛津大學、倫敦帝國理工大學、倫敦大學、加的夫大學等世界著名大學多位博士生導師的指導意見。經過多位學者的精心裁剪,本書的脈絡、線索、內容才真正符合讀者學習單片機的需要。

      《51單片機應用從零開始》以生動活潑、平實易懂的語言講述。盡量讓單片機學習過程中不斷涌現的專業詞匯,在不知不覺的情況下通過多方面的使用而掌握。本書沒有用專業的描述方法來敘述知識點,取而代之的是以“講故事”的形式把應該了解的內容和盤托出。
      十分注重基礎知識的鋪墊。在單片機學習之前,需要對計算機原理和電子技術有一定的了解。本書考慮到不同讀者的知識背景不同,把這兩個基礎理論融入到了單片機的講解當中,使閱讀起來感覺不到有什么障礙。
      構建了全面的學習支撐體系。每章最后的“實例點撥”除了鞏固每章的學習知識外,更重要的是開辟單片機應用的視野;再加上“器件介紹”環節,補足單片機從基礎到應用所需要的知識;以及豐富的附錄內容可作為學習和應用單片機的強力參考。這便構建了一個完整學習單片機的支撐體系。
      既授人以魚,也授人以漁。書中有充足的實例應用,可以用在單片機實驗、單片機課程設計當中。但更重要的是,這些實例前后都伴隨著仔細的講解,一個例子下來就能摸清來龍去脈。
      敘述的內容全面、新穎、權威。嚴格按照單片機官方的技術參考對其進行講解,包括所有51單片機學習與應用需要的基礎知識。無論敘述的內容或是實例,都是目前世界上單片機應用的主流。
      全書渾然一體。雖然每章各具標題,實際上互有聯系。而這種聯系如果在書中忽略不談,則會對理解和記憶產生障礙。本書在正文中多次有知識點的相互映射,這不但能加深前后內容的聯系,而且能深化理解與記憶。

        我認為:除了最初提到的電路分析、模擬電路、數字電路、單片機外,應了解并掌握電子元器件識別與選用指導、基本儀器儀表的使用、一些常用電路模塊的分析與設計、單片機的應用、PLD的應用、仿真軟件的應用、電路板設計與制作、電子測量與電路測試。
       
        電子元器件的識別與使用就不用說了,這是元素級的基礎,不過要想掌握好也并不容易,一些電子系學生畢業了,還認不出二極管三極管實物、分不清電解電容的正負極等等,也不是沒有的事。還是一句話,多進進實驗室,多跑跑電子市場,多看看書。

        儀器儀表的使用,大學的實驗課中你至少會用過數字萬用表,波形發生器、電源、示波器、小電機、單片機仿真機,至少要把這些東西的接線方法和用法弄懂吧。

        常用電路模塊也是包羅萬相,各種放大電路、比較器、AD轉換電路、DA轉換電路、微分電路、積分電路,還有各種數字邏輯單元電路等等,只能說,大致了解吧,并學會怎么去查資料、查芯片查管腳。最基本的,做實驗或課程設計中用到的各種芯片要弄熟。

        單片機,這是應該掌握的。時下單片機種類繁多,但各大小企業用得最多的還是51系列單片機,而且價格便宜、學習資料也最全,故給自學者推薦。當然各學校開課講的單片機型號會有所不同,沒關系,學好單片機編程,學好了一種,再學別的單片機就容易了。

        PLD(可編程邏輯器件),一種集成電路芯片,提供用戶可編程,實現一定的邏輯功能。對可編程邏輯器件的功能設定(即要它實現什么功能)要有設計者借助開發工具,通過編寫程序來實現,這跟單片機類似。開發工具可學習Altera公司的Quartus II軟件(這是該公司的第4代PLD開發軟件,第3代是MAX+PLUS II軟件)。編程語言學習硬件描述語言VHDL或Verilog HDL。

        仿真軟件最基本的就是前面說的Multisim了,另外還可學MATLAB。其他的試專業情況選學或是工作后學。電路板設計與制作主要是用Protel軟件輔助進行。這在前面已有介紹,讀者應該也比較熟悉。

        最后建議同學們積極與各類電子競賽賽事,參加一場比賽一個項目做下來,電子設計的一個流程和各環節的基礎知識就能串起來了,對知識的融會貫通及今后走向工作崗位都有莫大裨益。

        以上這些東西我說得籠統,深入下去又是一大堆要學的東西。還是那句話,多啃書本、多實踐!清華大學出版社有一套“電子電路循序漸進系列教程”是按照上面我所講的那個思路出的,可惜好像還沒出全,現在好像只有《單片機在電子電路設計中的應用》、《電路設計與制板——Proetl應用教程》、《仿真軟件教程——Multisim和MATLAB》、《常用電路模塊分析與設計指導》幾本。另外聽聽你們老師的意見、師兄師姐的意見,問問他們應讀些什么書,當然也不能盡聽盡信,翻開一本書我想你先大致看看他講得是否通俗,自己琢磨著能看懂幾分?我想能有5分懂這本書就值得一看了,示自己現階段的知識情況,太淺顯的書不用看了,太深的書也不要去看,看得迷迷糊糊還打擊自信心喪失了興趣。

        好了,就此停筆吧。本來是要寫個書目推薦,可干癟癟的羅列一堆書目有什么意義?還是寫下這些字,讓同學們自己去思考去選擇去深入吧,希望能對你們有所幫助。
       
        最后一句老生常談也是我的切膚之痛:大學四年會一晃而過,要學的東西太多太多,不要虛度光陰。及時當努力,歲月不待人!

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