电子硬件工程师入职图解手册 硬件知识篇

整体介绍电子硬件工程师的岗位职能和能力要求；详细介绍电子设备的电源、温度及电子芯片电平，着重介绍了RS485总线知识。 以工程实践经验为素材，介绍电子硬件工程师可借鉴、应用的硬件复位、算法提炼等知识和技巧；按项目流程介绍了电子硬件工程师典型的工作场景。 本书在知识点中以趣味插画的形式绘制了电子硬件工程师的工作场景，希望能让阅读本书的技术工作者产生一些共鸣。 本书适合电子设计类相关专业学生，以及从事电子电路设计、产品测试的技术工作者阅读。此外，本书可作为科研企业新人入职培训的参考书。

这是一本专为电子硬件工程师编写的书。本书先整体介绍电子硬件工程师的岗位职能和能力要求；详细介绍了电子设备的电源、温度、电子芯片电平，以及基础工具与接口等电子硬件通用知识；着重介绍了 RS485 总线知识，主要是围绕硬件故障、RS485 故障案例，通过对数据手册的研读，配合生动的图画，阐述每一个故障背后的硬件理论知识和国内外行业标准，同时讲述相关电子行业的历史故事；再介绍在工程实践中如何结合国家行业标准逐步分析并排查故障，从而提出解决方案；还以工程实践经验为素材，介绍电子硬件工程师可借鉴、应用的硬件复位、算法提炼等知识和技巧；最后按项目流程介绍了电子硬件工程师典型的工作场景。为了增强本书的趣味性，本书以电子硬件工程师的独特视角绘制了场景式的漫画，生动展示了电子硬件工程师的工作特点。本书适合电子硬件工程师、硬件测试工程师、电子专业的学生和广大电子爱好者阅读。此外，本书还可作为电子硬件工程师的入职培训书。

陈韬，毕业于东北大学自动化专业，从事过低压集中抄表、消防火灾仪表、电力系统继电保护等智能设备的研制设计、检测认证工作。注册项目管理师，二级机电工程师。长期负责电子电路设计、PCB设计、EMC整改、产品转产、提供技术培训等事宜，积累了大量的实践经验和理论知识。

绪论 001
第1章 认识电子硬件工程师岗位 003
1.1 电子硬件工程师的职能 003
1.2 电子硬件工程师推荐的知识和能力 005
1.3 电子硬件设计的“5可”原则 006
1.4 电子硬件工程师参与产品研发时的工作阶段 007
1.5 电子硬件工程师的商务工作 010
1.6 电子硬件工程师应具备的素养 013
第2章 电子硬件通用知识 017
2.1 电子设备电源 017
2.1.1 电能质量偏差 017
2.1.2 人体安全电压 023
2.1.3 设备地类别 025
2.2 电子设备温度 029
2.2.1 设备温度等级规定 029
2.2.2 焊接温度的影响 032
2.2.3 焊接炉温曲线 034
2.2.4 温度影响时钟案例 035
2.3 电子芯片电平 039
2.3.1 芯片拉电流、灌电流、吸电流 039
2.3.2 芯片I/O脚输出阻抗 041
2.3.3 逻辑电平转换方法 046
2.3.4 74系列芯片 050
2.4 基础工具及接口 061
2.4.1 电烙铁的使用和维护 061
2.4.2 示波器探头×1档和×10档 063
2.4.3 示波器测220V AC 065
2.4.4 热风枪的使用技巧 067
2.4.5 设备调试口DB9接头 068
第3章 RS485总线 071
3.1 现场总线简介 071
3.2 RS485总线简介 078
3.3 RS485特性图解 082
3.3.1 RS485节点数量依据 082
3.3.2 RS485波形数据关系 083
3.3.3 双绞线传输优势 091
3.3.4 屏蔽层的作用 094
3.3.5 屏蔽层接地方法 096
3.4 电缆阻抗与信号完整性 099
3.4.1 常见通信软线 099
3.4.2 RS485总线特性阻抗为120Ω的起源 101
3.4.3 RS485双绞线的优选线径 103
3.4.4 网线特性阻抗100Ω规定 104
3.4.5 电缆特性阻抗50Ω/75Ω规定 107
3.4.6 阻抗匹配和信号完整性的关系 115
3.5 电缆的选择──双绞线 145
3.5.1 RS485电缆──9841电缆介绍 145
3.5.2 双绞线标准及选型介绍 146
3.5.3 追查通过UL2919认证的企业 151
3.5.4 查看检验报告 154
3.6 RS485通信故障及理论指导 159
3.6.1 案例1：RS485上拉电阻值、下拉电阻值的影响 159
3.6.2 案例2：电缆的直流电阻影响通信距离 164
3.6.3 案例3：屏蔽层不可靠接地导致通信被干扰 173
3.6.4 案例4：设备被烧坏导致通信中断 176
3.6.5 案例5：RS485多设备通信失败 182
第4章 设备硬件复位知识 187
4.1 复位芯片介绍 188
4.2 外部看门狗复位 190
4.3 I/O脚默认状态不同的MCU复位 191
4.3.1 案例背景 191
4.3.2 故障分析 193
4.4 喂狗翻转次数临界点MCU复位 200
4.4.1 案例背景 200
4.4.2 故障分析 200
第5章 提炼软件算法 209
5.1 案例背景 210
5.2 提炼算法的步骤 212
5.2.1 实际样本检测值 213
5.2.2 样本检测值的算术平均值 222
5.2.3 将样本算术平均值拟合到理论检测值 223
5.2.4 提取算法公式 226
第6章 电子硬件工程师岗位工作场景 229
6.1 项目立项及赶工 229
6.2 项目技术评审 231
6.3 产品测试 235
6.4 项目收尾 237
6.5 产品工艺指导书 237
6.6 产品发布和培训 239
6.7 产品维护 241
后记 电子硬件工程师心得 243
参考文献 249