行业“老兵”职业生涯回顾之二：见证中国电子行业20年发展

我1988年从哈尔滨工业大学精密机械与仪器制造工程专业毕业后，在洛阳轴承厂工作了10年，其中有7年的时间在从事智能化精密测微仪的开发，还有3年在进行数控机床的NC/PLC编程和维护。当初加入洛阳轴承厂的时候，中国的电子行业正处于刚刚起步的阶段，那时大学里的课程仅仅对51单片机进行概念性介绍，教学课程和教学试验主要以Z80单板机为主。而当时的设计工作，也主要以分离元件为主，8031单片机刚刚开始实践。1998年，我离开洛阳轴承厂，先后在几家电子公司从事有关专业计算器、记时器、电子记事本、空调遥控器、变频空调控制器、智能家居有线网络、无线网络智能灯光控制器的规划与开发。2004年初，我进入宁波方太厨具有限公司，从事抽排油烟机、消毒柜、电磁灶、电烤箱、热水器等产品电控方案的规划与开发指导工作。


今年，是我进入电子行业的第20个年头。这20年间，电子行业发生了巨变：器件由分离元件到大规模、超大规模集成电路；可编程器件由Z80单板机时钟电路外围ROM和RAM的扩展，到8031集成时钟电路与片内RAM；模/数转换到MCU含有8位、10位高精度；从8位机、准16位机、16位机，到32位机；而且器件的功能越来越强大。随着计算机的普及，编程工作的时间越来越短，从手工查机器码、手工录入，到DOS下的汇编；而仿真和编译工具，则从汇编到C语言编程，再到嵌入软件。功率器件也在飞速发展，从晶体管、MOS管，到IGBT的流行，大电流，耐高压器件得到广泛的应用。


回想20年前，原来的Z80手工查机器码和手工录入要花费工程师2~3天时间，现在这些工作仅需2~3分钟时间。随着器件集成度的增强以及可选型器件的增加，项目所使用的器件种类大幅减少，PCB板的尺寸也随着SMT器件的广泛应用而减小，而可靠性却大大增强。同时，伴随数字化电子仪器功能的增强，条件触发示波器、频谱分析仪器的使用，也大大缩短了工程师的分析和调试时间。


与过去相比，当前中国电子工程师的整体设计水平发生了质的飞跃，体现在设计方案简洁、选型资料丰富，设计速度快，项目可靠性大幅提高。年轻一代工程师的软件设计能力比老一代工程师进步要快，而且他们更善于利用网络资源。但是这里特别要指出的是，针对器件选型，年轻工程师要学习老工程师的认真精神，能沉下去对电气特性做充分验证，对设计方案进行推敲，系统设计的冗余度要够，要在设计的可靠性上多下功夫。同时，由于专业细分，比如设计、制造、批量试验验证等系统概念都要确立。
一个好的工程设计，所涉及的不仅仅是器件的使用，使用环境的不同也会造成设计方案的差异。以下面的按键电路为例：

图1a
图1a为手持式计算器按键常用电路，利用MCU内部上拉电阻（阻值约60K）读取按键，可以简化按键电路设计。此电路在相对干燥的环境下可以使用，而对于类似洗衣机、热水器等产品，此电路就有致命的弱点。如图1b所示，水蒸汽凝结在按键周围会形成一个电阻(如虚线表示)。假如此电阻为10k，这样输入到MCU I/O端的电压就为低电平，MCU就认为按键长时间按下。

图1b
我在工作中曾碰到类似的案例，试用样机莫名其妙的开始工作了。后来分析原因，是按键电路对环境的适应能力不足，后来采用图1c方案，在按键输入口增加一个上拉电阻R，阻值选择2K，这时候再算一下有水蒸汽的情况。假如虚线处的水蒸汽凝结电阻仍然为10K(虚线表示)，则输入口的电位已经为高电平。这样，就大大提高了工程应用的可靠性。

图1c
工程师要想提高设计水平，理论与实践结合至关重要，尤其是要多动手不怕失败，但对失败要弄清楚原因。对于上边简单的案例，如果不进行分析，无故开机的原因有人会说系统受到干扰，或者认为软件跑飞等。事实上，这些教训在进行新项目设计时能审查避免发生类似的错误。行业里常说经验丰富的工程师，所谓经验丰富多是失败的教训，因为失败有些是延迟了开发进度，有些是造成了损失，工程师对这些记忆最深刻。年轻工程师要多学习优秀案例，了解其设计思想；与专业厂家保持沟通，了解其产品的使用范围和设计注意事项；还要善于对失效产品进行分析，找出问题的原因，还原故障，从而改善设计。

作者：方献良
宁波方太厨具有限公司部长