硬件工程師通常分為四類：入門硬件工程師（在別人的指導(dǎo)下完成簡(jiǎn)單任務(wù)）、普通硬件工程師（能完成基本任務(wù)）、資深硬件工程師（主導(dǎo)項(xiàng)目并完成較難項(xiàng)目）和專家硬件工程師（主導(dǎo)項(xiàng)目并且在相關(guān)行業(yè)有所突破）。
如果你想成為一名專家硬件工程師，要追求這樣一種境界：既要有寬廣的學(xué)術(shù)理論、豐富的項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又要有積極的反思創(chuàng)新精神，本文可以看作是一篇幫助小白一步一步走向?qū)＜矣布こ處煹男袆?dòng)指南。
今天由于時(shí)間有限，先寫如何成為一名合格的入門硬件工程師，我將通過(guò)自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，用簡(jiǎn)要的語(yǔ)言為大家做一個(gè)技術(shù)上的小結(jié)，這是我學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，也同樣經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)，建議純小白閱讀完。
01焊接
關(guān)于焊接，實(shí)際上是入門硬件必備的動(dòng)手能力，本人通過(guò)多年的焊接，也總結(jié)了一些心得體會(huì)，并且運(yùn)用了多鐘技巧，使得焊接效果大大提高。
- 焊接過(guò)程中要控制好溫度，一般在300 ~ 380℃之間，溫度過(guò)高也容易將芯片燒壞；
- 焊接芯片之前引腳一定要對(duì)齊，因?yàn)樵谛酒潭ㄍ曛?，是很難移動(dòng)芯片的位置的；
- 脫焊不要使用圓頭烙鐵頭，因?yàn)檫@種烙鐵頭不便托焊，一般使用刀頭或者馬蹄鐵頭；
- 焊接由于松香的使用，會(huì)在板子上留下一層黑絲的物質(zhì)，可用洗板水或者酒精洗去；
- 當(dāng)使用完電烙鐵之后，要在烙鐵頭上鍍上一層錫，可以防止氧化，起到保護(hù)的作用。
02儀器儀表
● 萬(wàn)用表
萬(wàn)用表，為啥叫萬(wàn)用表呢？因?yàn)槿f(wàn)用表幾乎是萬(wàn)能的，它是一種多功能、多量程的測(cè)量?jī)x表，可測(cè)直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻和音頻電平等，有的還可以測(cè)交流電流、電容量、電感量及半導(dǎo)體的一些參數(shù)，但我們一般只用來(lái)測(cè)電阻和電壓。
正確使用萬(wàn)用表，不僅能快速準(zhǔn)確地測(cè)量，而且能防止電器設(shè)備及萬(wàn)用表本身的損壞，固總結(jié)一套口訣，如下：
- 測(cè)量先看擋，不看不測(cè)量；
- 測(cè)量不撥擋，極性不接反；
- 測(cè)阻不帶電，測(cè)容先放電；
- 測(cè) I 應(yīng)串聯(lián)，測(cè) U 要并聯(lián)。
● 示波器
示波器，顧名思義，就是顯示波形的儀器，它一直是工程師設(shè)計(jì)、調(diào)試產(chǎn)品的好幫手，最早期的示波器是模擬示波器，但現(xiàn)在市場(chǎng)上大都是數(shù)字示波器，一個(gè)auto鍵，便可輕松搞定。
數(shù)字示波器是通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）把被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，它捕獲的是波形的一系列樣值，通過(guò)插值算法將離散的點(diǎn)連接起來(lái)后顯示，這些離散的點(diǎn)可以存儲(chǔ)，波形消失后也可以顯示，也可以做運(yùn)算，加減乘除FFT等等。
● 數(shù)字電橋
數(shù)字電橋又稱數(shù)字式LCR測(cè)量?jī)x，它的測(cè)量對(duì)象為阻抗元件的參數(shù)，包括交流電阻R、電感L及其品質(zhì)因數(shù)Q，電容C及其損耗因數(shù)D。
● 信號(hào)發(fā)生器
信號(hào)發(fā)生器也叫函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，可以輸出正弦波、方波、三角波、已調(diào)信號(hào)，用法比較簡(jiǎn)單，但是射頻信號(hào)發(fā)生器，就要注意了，在輸出信號(hào)之前，一定要做好阻抗匹配，不然信號(hào)反射的話，有可能會(huì)損壞信號(hào)發(fā)生器。
● 頻率計(jì)
頻率計(jì)就是一種測(cè)量信號(hào)頻率的儀器，它被廣泛運(yùn)用于各種領(lǐng)域，用法也比較簡(jiǎn)單，不用多說(shuō)。
● 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀
也叫網(wǎng)分儀，由合成信號(hào)源、S參數(shù)測(cè)試裝置、幅相接收機(jī)以及顯示部分構(gòu)成，是一種常見的射頻測(cè)量?jī)x器，主要用來(lái)測(cè)量高頻器件、電路及系統(tǒng)的性能參數(shù)，如線性參數(shù)、非線性參數(shù)、變頻參數(shù)等。
● 頻譜分析儀
頻譜分析儀簡(jiǎn)稱頻譜儀，主要用來(lái)測(cè)量頻率、功率、頻率準(zhǔn)確度、頻率穩(wěn)定度、相位噪聲、諧波抑制、雜散抑制、改善因子、信噪比、譜寬等。
03維修
首先先看，用肉眼觀察一下整個(gè)PCB電路板，看看有沒有虛焊、短路或者缺少元器件的，然后用萬(wàn)用表測(cè)量各組電源，確認(rèn)電源是否對(duì)地短路。
接下來(lái)就是上電，上電之前先確認(rèn)一下輸入電壓，再用萬(wàn)用表測(cè)量各組電源電壓是否正常。
最后，你一定要對(duì)整塊板子有一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)板子的各個(gè)功能分好模塊，從現(xiàn)象中判斷出哪個(gè)模塊出了問(wèn)題，斷開可疑的模塊，來(lái)排除可疑點(diǎn)。
如果手里有一塊好板子的話，那就更方便了，直接對(duì)照著測(cè)各元器件的電壓或者對(duì)地阻值，所以在維修的過(guò)程中，萬(wàn)用表是不可缺的，但是遇到一些復(fù)雜的并難以解決的問(wèn)題，最好要學(xué)會(huì)使用示波器。
04調(diào)試
調(diào)試，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是為了能在電路板上實(shí)現(xiàn)我們?cè)O(shè)計(jì)的所有功能，調(diào)試也是硬件工程師最容易積累經(jīng)驗(yàn)和含金量最高的技能之一，而調(diào)試技巧需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證，我之所以放在入門篇，也是想讓大家有所重視。
調(diào)試方法多種多樣，視情況而定，不能一概而論，我總結(jié)了以下幾種常用的方法供大家參考。
調(diào)試一般先看，以前，我曾以為虛焊、短路和漏焊是在調(diào)試過(guò)程中最容易發(fā)現(xiàn)并解決的問(wèn)題，但偏偏有時(shí)候，可能調(diào)試大半天才發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題，所以這些越基本的東西，更要值得注意，不要在這上面浪費(fèi)調(diào)試的時(shí)間。
接著，要弄清楚整塊電路板上有多少組電源，電源由什么芯片供電和轉(zhuǎn)換的，逐步檢查每一組電源，使得它們正常輸出，電源沒有問(wèn)題意味著硬件設(shè)計(jì)至少成功一般，那么電源調(diào)試有幾個(gè)要點(diǎn)：
- 上電前先測(cè)量各路電源是否對(duì)地短路接反，避免燒壞板子。
- 可以設(shè)置電源指示燈，上電若有指示燈不亮，先斷電檢查。
- 測(cè)量各路電源值，并感受電源器件溫度，是否有異常工作。
電源調(diào)試成功之后，緊接著可以調(diào)試時(shí)鐘，數(shù)字系統(tǒng)靠時(shí)鐘來(lái)保證各芯片可以有序的工作，首先，要調(diào)試cpu的時(shí)鐘，然后是總線的時(shí)鐘，還有各個(gè)功能模塊的時(shí)鐘，時(shí)鐘不起來(lái)，對(duì)應(yīng)的模塊都無(wú)法正常工作，有時(shí)正常工作應(yīng)該是高電壓的管腳，卻輸出了低電壓，可以根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象來(lái)猜測(cè)是否時(shí)鐘沒有起來(lái)。
其實(shí)調(diào)試歸結(jié)于兩點(diǎn)：扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)+盡量多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
正確的硬件調(diào)試意識(shí)和擁有良好的調(diào)試習(xí)慣，可以讓你快速的解決硬件問(wèn)題，解決了硬件問(wèn)題之后，別忘了要看一些理論知識(shí)，理論與實(shí)踐結(jié)合，對(duì)問(wèn)題的理解才可以更加深刻。
最后，愿你能做到有效不累，學(xué)習(xí)永不懈怠。