一位工程技术人的札记

    学了四年的工科，毕业后一直做技术。工程技术的实践性是吸引我的根本原因。给盒子打个安装孔，在印制板上叠焊个电阻，于我而言都是一件很有兴趣的事情。我从机械结构设计一步一步地转到电路设计，主要是在开始时遇到了一些困难，后来就好多了。毕竟能干活是最为重要的，谁又在乎先前我所学的专业是机械设计呢。

    从机械到电子的转行是从数字控制开始的。作为工科生，谁在大学里面没有学过一点电路知识呢。只不过当时学的更多的是理论分析，而且是模拟电路上的理论分析。然后就到了数字电路。理论上的东西都挺好，只是学完了之后连电阻电容长什么样的都不知道，更别说一些多管脚的集成电路。本来学校的工程技术氛围就不浓——虽然是工科类学校——难道只有拆装收音机的份了？我现在知道还有许多办法，最后的就是到电子市场里去转上几回以获得感性的认识（仅仅是感性的，因为那里面几乎都是生意人，能不能碰到一个懂技术的可说不准）。还有，多到图书馆的工程期刊阅览室去翻翻一些工程技术类（不是理论分析研究类）的期刊，主要是上面的广告。我在毕业后一年多才明白广告的重要性，虽然铺天盖地的广告已经有了让人心烦的趋势，尤其是马路上小广告的随意散发。有一个我自身的例子。当时我毕业后做的一个电池供电的便携式的东西。那个电子控制的方案是在98年完成的，用的是AT89C2051-24PC的MCU（微控制器）。因为结构的问题一直拖到了2001年，也就是我毕业后一年。国营企业的情况大概有80％的研发项目都这样。后来结构改好了，然后不知怎么回事就算起了电池的寿命来，为什么以前一直没有计算我就不得而知了，而且我当时也没有计算功耗的概念。一算不得了，AT89C2051两天就能把那1.2A/h的电池用完。就算在程序里常设休眠模式也延长不了多长时间。但这个东西可是要3年才需一换电池的。到最后从期刊的广告上找到了TI公司的MSP430，终于解决了问题。假如做系统的人能不断地寻找功耗更低的MCU，或许会早些更改整个方案。因为MSP430早就应用了。从MCS-51入手去理解数字控制可能是一条很适合从其他领域改行进入自动控制的路。我从MCS-51中得益非浅，而且现在还经常用到；或是在前期的测试，或是一些小型的应用场合，比如控制一个特殊功能的芯片。

    我从自己或别人的设计错误中体会到了工程技术的重要性。再好的设计方案都需工程技术去把它实现。方案上体现不出一条C指令的重要性。于是在做总体方案时到最后一条就是方案的可实现性。不可实现的方案就是空中楼阁，不是太空飞船。一个项目的方案有许多，这就需要工程设计人员去设计和选择。不同的人会做出不同的方案，就跟“1000个演员就有1000个哈姆雷特”一样。何者为上，何者为下？这就依着小平同志的一句话来分辨：实践是检验真理的唯一标准。在我的理解中，更快更可靠更易于实现且成本较低的方案就是一个好方案。

    要折衷这四项可不是简简单单就能做到的。以后再慢慢论述这四项的关系。

    做工程技术一定不能浮躁；浮躁起来但有事倍功半的结果，弄不好还是徒劳无功。心急吃不了热豆腐，浮躁做不出好技术。我在用Protel做完电路原理图后布印制板时最能体会到浮躁的无益。参照着印制板的布局与走线之后，往往需要修改原理图的一些器件的管脚相接的次序。例如上拉排电阻的管脚次序调换。原理是只有一种，但原理图的画法却有许多种。在经过多次更改后才会得到一块走线与布局良好的印制板。浮躁的做法就是不顾一切地利用软件自带的自动布线功能，布通后再手工更改一些连线，把地线加粗些。其实，手工布线并不麻烦；而且，这样做有一个好处，就是容易发现错误。因为，Protel里面的原理图往往是打印出来是对的，而实际上并没有符合它软件的规则。例如，先画了交叉线然后再打上节点标志，这是对的，因为软件的识别方式是这样；倘若先画一线再画一节点再画一线，这就不对了。于是生成网表后这两根线并不共用一个标号，结果就是在印制板上没有把该连接的接到一块。这样加工回来的印制板在调试时只能飞线了。

    对常用软件的使用也应该算在工程技术里。现在很少有企业把这个列在培训计划里。一些刚毕业的学生往往是不能熟练应用AtuoCAD，Protel，甚至于字处理软件。电脑水平不高没有关系，因为不是每个学校都有比较好的微机房供学生上机，不是每个学生的家长都有钱去给自个孩子配一个电脑，也不是每个有机会拥有电脑的学生都利用电脑去学习的。我觉得一个好的企业应该了解这种情况，而不是每一次来了新员工之后就仅仅是进行一次安全教育就完事，然后让新员工不时的去麻烦老员工来告诉他为什么他的应用软件里实现不了那一功能。虽然有许多书写出来供人参考，可并不是每个人都乐意独立地解决问题。张口就问肯定最为轻松。做好工程技术一个条件就是必须学会独立地解决问题；维有这样自身的技术水平才会提高。别人即使给出了很好的解决办法，那也是他所独有的经验的延续，但永远不是你的延续。问题的解决可以依赖于团队，但更多的是依靠自己。所听不会成为所得，所做所思才会所得。

    “做多错多”这话没错。但是不做的话就意味着永远的错。工程技术做得越多越久才会发现：原来我也会犯这种根本性的错误。遇到这种情况足以让人反思。谁不会犯根本性的错误呢——除了上帝？波普尔的试错法值得去深思。“我们所做的一切是尽可能快地犯错误。”你的项目的最后期限是哪一天呢？在那一天到来之前尽可能快地犯错误吧。经验是什么？有一个答案如此：“经验是人们给他们所犯的错误取的名字”。

        我的一个想法：一个好的技术方案常是一个折衷的方案。古希腊有一句谚语：会哭的男人常是好人。我想，会做出折衷方案的技术设计者就是一个好的设计者。 

 

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续：

    今天自个焊了几块刚做回来的印制板。自个动手焊一焊才会明白各种元器件布局的好与差。插件的焊盘孔是否小了，器件之间碍不碍事，下次能不能再布紧凑些等。在使用Protel 99SE做印制板时有些规则虽然通不过，但并不妨碍实在的板子是合理的。例如1206封装的器件是可以更紧挨着的，这样即使由于干涉而使得板子上的器件变成高亮的绿色也没有任何问题。

    一个好的硬件工程师必须熟练应用一个常用的布线软件。Protel 99SE可以完成大部分的工作。Protel 98、Protel 99现在已经不常用了，而比Protel 99SE更高的版本却没有一个盗版得比较好的版本。Protel 99SE比较不好应用的就是倘若你的原理中有差分信号对。确实不好布。至于在PCB上加汉字，我觉得无所谓。PowerPCB的功能非常强大，看来还得花时间去学学。原理做到最后都是殊途同归，而一个好的印制板可以让设计者更根本地找出问题所在。电磁兼容测试普遍应用的这一天不久就会来临。记得97年时，一个CADR12录入绘图员的工资居然比设计者的工资还高。现在恐怕已经没有了这个行当了吧。

    好多刚开始做硬件设计的技术者都希望尽可能快地跨过布印制板这一关。可惜这一关是没有止境的。从少到多，由简入繁，所用器件的管脚越来越多，越来越密，封装越来越小。手工布线是永远的主流，自动布线即使不是垃圾，那也是通往垃圾之路。不要认为手工布线慢，慢只是开始的那一次。慢是因为器件的布局不好，慢是因为没有做出一份适合布线的原理图。器件生产商在它所推出的器件中其实是考虑了PCB布线的问题，不要认为他们是白痴。还有人在用74xx373吗？我送一个74xx573给你好了。什么？你说你在用GAL。GAL好啊，但有时犯不着，每一次烧录一下再当573用岂不很好笑。

    关于51的仿真器。这是一个让人心生厌恶的问题。我没有用过51仿真器中任何一款。本来我不讨厌它们的，可是有人往往拿着一个仿真器过来问我怎么用，我真的不会用，为了掩饰我对它的无知，我往往会说：据说这一款的仿真器有些问题。我个人认为：51仿真器妨碍了很多新手的成长。只会编写汇编和C程序远远不够。硬件工程师同时必须为他所做的系统编写软件。这本来是一个人必须负责的事，偏生分给两个人去完成，注定要发生扯皮事件。

    关于应用软件的英文界面。我们似乎很有理由去报怨，为什么没有中文的界面啊？其实有中文的界面又如何？Excel是中文界面的吧，你能做出一个很好的表格吗？使用者对于一个应用软件的界面不应该有任何挑剔，15天是掌握一个软件的期限。

    不要随大流。新技术应去了解，但不要跟着起哄。技术的好坏是由市场决定的。所谓高新，只是自我安慰的一个借口。比原有的好一点，再好一点；这就是高和新。原来平均亩产300斤，现在经过改进后已经达到了301斤，这就是高新。做技术的人很容易给所谓的技术尖端所迷惑。周末时，还是逛逛街去吧。

    做模拟信号检测时，滤波，加跟随器，然后放大，接着是A/D转换。
    做数字信号检测时，光隔加门驱动隔离，接MCU的I/O。
    数字驱动输出：（光隔），集电极开路输出。

    回家时尝试着走另外一条道路。做方案时把最远古的实现方式也想想。宇航员在飞船上用什么笔好呢？一个孩子说：用铅笔。于是，宇航员就用上了铅笔。这跟上帝说“要有光”一样的效力。有解不开的结吗？请用一把利剑。每个人手上都有一把利剑，那就是：专注。