硬件工程师的实习报告

1、电子科技大学成都学院2009 届毕业生实习报告实习报告题目 关于在桂林优利特医疗电子有限公司从事硬件工程师岗位的实习报告学生姓名 专 业 集成电路设计与集成系统学 号 系（分院） 微电子技术系 指导教师 职 称 8030 项目主管电子科技大学成都学院2009 届学生毕业实习计划表学生名称邹栋学号实习单位指导教师韦会宇实习单位名称及地点实习方式及实习时间实习方式：校外实习实习时间： 2009 年 2 月 22 日至 2009 年 5 月 18 日实习目标及要求通过俩个月的实习，参加公司统一组织的入职培训，学习公司企业文化、安全消防、文件编写等；完成公司布置的实习毕业设计题目，熟练运用 Altiu

2、m Designer 6 电路设计软件设计电路原理图和 pcb 图，并制作手工板实现功能；全面熟悉所在公司生化部门的研发环境和电子硬件类开发工具，了解新一代生化分析仪并协助组装仪器和调试，完成公司安排部分研发工作。实习内容和安排1. 2009.2.23-2009.2.28 参加公司组织的入职培训（如：安全消防、着装礼仪等）。2. 2009.3.2-2009.4.10 完成公司布置的毕设：基于光电二极管微小信号的采集电路的设计、验证。3. 2009.3.2-2009.4.10 学习焊接技术、常用的仪器（万用表、示波器）、元器件的认识（芯片手册的阅读）。4. 2009.3.2-2009.4.10

3、学习 Altium Designer 6 电路设计软件（绘制毕设电路原理图和 PCB 电路图）、基于单片机的下位机电路及程序开发。5. 2009.4.10-2009.5.18协助组装和调试公司新产品 8060 生化分析仪,并参与生化分析仪条码识别系统部分电路和程序的编写。实习单位意见系分院意见关于在桂林优利特医疗电子有限公司从事硬件工程师岗位的实习报告一、实习单位及岗位简介一）实习单位的简介桂林优利特医疗电子有限公司是优利特集团公司的下属公司之一，优利特集团是中国一流的医学检验诊断产品制作商、供应商和服务商，拥有尿液分析系统、血细胞分析系统、生化分析系统、免疫诊断与基因诊断系统、POCT 诊断

4、产品、检验信息管理系统六大产品系列。20 多年来，优利特始终致力于为全球医疗机构提供最优质的诊断产品，已成为各级医疗机构临床诊断的首选品牌。优利特尿液分析仪曾连续两年获得国家卫生部基础医疗建设两项千台大型招标项目，成为迄今为止唯一一个连续两年获得国家专家组认可的尿液分析仪品牌，并在世界银行贷款、总后卫生部装备、武警卫生部装备、国家医疗救治体系、国家计生委采购、各级政府采购和援外等项目中频频中标。今天，优利特产品行销全球近 100 个国家和地区，累计拥有 10 万用户；在中国设有 56 个营销服务中心，近 400 家特约维修站，拥有 800 多家分销商，3000 多家经销商；一流的营销网络让更多

5、的人受益于优利特产品的领先技术和服务。二）实习岗位的简介在桂林优利特医疗电子有限公司实习，所在的部门是全自动生化分析仪研发部，这 是一个全新的刚起步的部门，作为一名全自动生化分析仪硬件工程师，主要的任务硬件 电路的设计、下位机程序的编写和电路的调试。一台全自动生化分析仪的研发我的主要 工作是实现 PC 上位机和仪器的主板下位机间的通信来实现仪器的全自动化控制，而一台全自动生化分析仪主要的全自动运动部件是由样本盘、试剂盘和反应盘机构部件组成， 各加到反应盘的试剂和样本都是机器臂来完成的，这些机器臂的协调合作运动都是依托 硬件工程师的设计的主板电路和驱动电路控制步进电机来实现的。全过程概述为主板电

6、 路通过 RS232 串口接收上位机传来的命令信号，然后主板通过 485 总线发送命令给驱动板，完后驱动板驱动步进电机去带动机器臂和各盘来完成各个动作的控制。这过程包括 了硬件电路的设计（如设计主板电路及相应的 PCB 板）和下位机软件程序设计（基于MCU 的 C 程序），而调试也是非常重要的流程。记得主管常说一个电路的开发，电路和软件的设计可能占开发时间的 40%，而剩下的 60%基本上可能都是在调试，一个好的电路系统都是在调试的过程中来完善的。因此摆在一个应届毕业生眼前的工作还是很艰巨的，此次实习的目的主要是完成公司毕设基于光电二极管的微笑信号的采集与验证的同时来学习 Altium Des

7、igner 6 电路设计软件和 keil C51 程序编辑调试软件，掌握基本的岗位技能， 为以后的正式工作做好准备。我认为作为一名合格的医疗电子硬件工程师我认为应具备以下几方面能力:a) 有扎实的模拟电路、数字电路、步进电机的工作原理、51 单片机及相应的 C 程序开发等基本电子类课程的知识，熟悉各种常见的基本单元电路和开发工具（Altium Designer 6、keil c51），并能运用万用表、示波器等调试工具进行调试和软件功能验证，程度要达到能快速的设计硬件 PCB 电路图、编写基于 MCS-51 单片机内核的扩展型单片机下位机程序。用 Altium Designer 6 设计 PCB

8、 板时要熟悉布板布线规则（如模拟数字部分电路的处理，电源线地线的处理等），因为一个应用系统都是基于 PCB 电路上的电路模块来控制实现的，一但板子没布好崩溃了就会导致整个系统的崩溃,作为一个合格的电子工程师，能绘制稳定的 PCB 是最基本标志。b) 一台全自动生化分析仪是由机械机构和电子电路俩部分组成的，电子电路部分控制步进电机的工作来带动各机械机构来实现全自动化的协调工作，因此作为一名合格的医疗电子工程师除了电子类的能力外还应该具备相关机械运动部件的认识，这样才能有效的控制步进电机的转动角度和力度。c) 具备一定的英语水平，能阅读各种英文芯片技术手册资料和及时了解国外同行的产品技术更新。当今

9、国内电子行业采用的芯片，很大部分都是德州仪器等外国元器件公 司的产品，很好会有中文的芯片手册，而且一个合格的工程师是不愿意去看中文手册的， 因为该芯片出厂时候的测试都是基于手册中的参数和环境来测试的，只有读懂这些参数 和设置才能成功应用到自己的电路中去。d) 进入一个新的环境，能力是一个很广阔的概念，包括动手能力、自学能力、创新能力、适应环境能力、处理人际关系的能力，每个方面都可能关系到能否成功的融入到这个团队中去，这是成功最基础的一步。e) 时时关注国内外同行产品的更新换代和技术指标，这样才能完善自己的产品，使自己不落后于潮流，才能使产品在国内外占有一席之地。二、实习内容及过程一）入职培训这

10、是每位新员工到公司必修的第一周的安排，培训为期一周,培训的主要课程有：公司企业文化、开发文件编写规范、仪器开发、安全生产培训、开发人员的职业礼仪、5S 管理和时间管理等课程。培训主要的目的是了解公司的企业文化背景和规范化以后的工 作，这些课程里面的开发文件编写规范、职业礼仪和时间管理对个人快速的融入到开发 这个团队中起了很重要的作用。刚到公司，什么都得重新学习，周边的环境也都是新的， 为人处事其实最该修的第一课，跟同事的关系处理好了，做什么事情都会事半功倍。培 训最明显的影响还是时间管理那课，这很好的约束了我们平时做的事情，做什么都是事 先都有个规划的，按公司现有的规定有每周的周日志清单和每个

11、项目任务单，这些都是 很好的规划好自己要做的事情，随时跟踪进展情况和上报进度情况，这能及时的反应出 个人工作的实际情况，并能得到及时的指导和改进，这对我们新员工来说是非常重要的 流程。二）基本技能学习和公司毕业设计3 月 2 到实习部门报到起，公司对新员工灌输一种对作为一名电子硬件开发工程师的常规思想是除去那些理论知识外，基本的研发技能那是要求非常扎实的，如焊接技术及相关的常用元器件知识、万用表、示波器等工具的熟练使用。有了这些基础才能更出色的完成公司分派的任务。这阶段的安排为报到后的第一周起开始焊接技术的学习、学习Altium Designer 6 电路设计软件、完成公司安排的毕设项目。1）

12、焊接技术的学习公司的电路板跟学校做的电路板是有很大差异的，直插元件少了贴片元器件多了，元件摆放的密度大了，什么都显得很微小了，对于贴片类的 0805 形式封装的电阻电容焊接起来基本都得靠镊子来操作。通过一周焊接元器件的锻炼，学会了怎么读各种元件的值和见识到了更多的陌生的器件（如串口接头 DB-9 等）。不过最大的收获还是从焊接板子中学习到工程师们布 PCB 板的经验，这对后面学习电路设计软件绘制 PCB 板图起了很重要的作用，这是很宝贵的学习机会，学习到如接口类器件要布在板子周边，而且要与模拟类电路分隔开来，还有模拟地和数字地的处理等。2）学习 Altium Designer 6 电路设计软件

13、可以说会一款电路设计软件那是作为硬件开发工程师最基本的要求，公司用的电路设计软件是 Altium Designer 6，这款软件基本上和学校学的 Protel 99SE 的操作是兼容， 只是该软件的工程性更强、快捷键更多，操作起来比 Protel99SE 更方便。基本上从接触到 Altium Designer 6 到熟练操作该软件来画 PCB 板建库花的时间还是相对来说还是蛮少的，主要是有学校 Protel 做基础，这也是能提前公司毕设的原因。可是画板是一种经验性、规则性很强的工作，阅读、见识的板子越多，画的板子越多，就能画出更稳定更合理的电路板。通过这俩个多月的实习，在画板的感觉上发生了巨大

14、的变化，其实画板也可以是一门艺术，有很多的讲究，甚至可以说画板也可以像画画那样，在视觉上可以画出非常美观的图案来。因所在部门是新部门，硬件工程师不多，这给我提供了很多的机会， 后阶段陆陆续续的在指导工程师那接画了电源板和连线板部分，因没布板的经验，公司一般都是选择留部分给新员工来画。3）完成公司安排的毕设项目我选的公司毕设题目为：基于光电二极管微小信号的采集电路的设计、验证。公司的要求：用 AD6 软件绘制电路原理图、PCB 图、制作手工板验证电路。这课题是与公司开发的产品是息息相关的，可以说这是生化分析仪的核心所在，仪器的检测结果都是靠 这部分来采集的，这关系到仪器检测结果的准与不准。这个系

15、统的实现可以说是对前面 学习的基本技能和学校学的理论知识的综合运用，主要的功能是用光敏管采集光信号对 其进行放大 A/D 转换后用单片机控制来显示该信号电压值。这个系统的设计分为元器件的选择、电路设计、绘制电路原理图及 PCB 图并手工制电路板、基于单片机程序的编写、电路的调试。a) 元器件的选择运放选用 Microchip 公司的双运放 MCP602，国产光敏管，12 位 A/D 转换芯片选用Microchip 公司的 MCP3202 以及 4.096V 基准电压芯片 MCP1541，STC89C52 单片机，四位共阴数码管，四位共阴数码管，CD4511BCD 码驱动电路，0805 贴片的电

16、阻和电容， 9013 贴片封装的 NPN 管等b) 电路设计电路分为模拟电路部分和数字电路部分，模拟电路部分由基于光敏管对光信号的 I/V转化电路、二阶的有源低通滤波电路、同相放大电路组成,如下图 1 所示。光敏管采集光信号二阶有源低通滤波同相放大电路电压跟随缓冲器图 1系统模拟部分数字电路部分由 A/D 转换电路、单片机采集 A/D 转换结果电路、四位共阴数码管显示电路组成，如下图 2 所示。4.096V 基准电压12位A/D 转换STC单片机系统CD4 511驱动四位数码管显示图 2 系统数字部分另外系统的电源外接+12V 的直流电源经 LM7805 稳压芯片提供+5V 电压（注意分模拟+

17、5V 数字+5V），单片机的下载部分电路由一个标准串口 DB-9 母头接口经 MAX232 电平转换芯片连到单片机。c) 绘制电路原理图及 PCB 图并手工制电路板这部分主要是对前面电路设计软件 AD 6 的一个实践锻炼，首先根据选用的芯片的手册建原理图库和 PCB 封装库，制作元器件的封装图，主要参考的是芯片手册中推介的芯片封装的尺寸，因考虑到是手工焊接电路板，各个尺寸均应该适当加大，这有利于手工焊接。然后根据设计的电路，绘制相应的电路原理图和相应的 PCB 板图。这部分的要求是在电路原理图要求画得简洁直观，在 PCB 布板时要考虑相关电路布板规则，因数字电路的噪声容限大而模拟的噪声容限就相

18、对要小的多，因此模拟电路要远离噪声源，相应的处理方法为芯片旁带上旁路电容，电源分模拟电源和数字电源，相应的地线也分模拟和数字，模拟电路与数字电路在板子上要有一定的距离而且模拟电路要远离接口，因为接口带入的噪声是非常大的。而又因为是手工腐蚀出电路，因此在布线要布成单面板， 尽量少的引入飞线。通过这单面板的制作可以说是将 AD 6 软件的使用提升了一个档次， 锻炼了布局布线时要从多方面考虑，为以后的工作积累经验。附 AD 6 绘制的系统电路原理及 PCB 板图,如下图 3、图 4 所示：图 3系统原理图图 4系统 PCB 板图（因手工腐蚀制作单面板，布线均布在底层）d) 基于单片机程序的编写和电路

19、的调试程序要实现的功能主要是配置好 A/D 的工作时序、采集转换结果、通过串口向上位机发送结果、在数码管上显示结果。全部的程序在 keilc51 环境下编写调试，采用 STC 的 isp 下载软件。这个系统的制作大部分的时间都是花在了电路的调试和软件的调试上面。做好电路后可能会出现部分功能或者结果不正常，就需要去利用万用表示波器来调试电路，首先还是得分析电路出现的问题的可能区域然后在一一排除。在调试这块，主要靠的就是经验和对电路的熟悉程度，做为一个新员工这是最弱的一块，虽然在指导工程师的带领下完成了电路的调试，但是以后更多的开发工作还是需要慢慢积累经验。4）装机因提前完成了公司安排的毕设题目和

20、入职培训，被准许提前正式接触公司产品开发，首先从仪器的组装开始，作为一个硬件工程师不熟悉仪器是怎么工作的，是由哪些机构组成那肯定是不能在已有的产品上创新出更好的技术的，因此正式工作的第一步就是装机、调试机器。部门的产品机器是分电子部分和机械部分组成的，因生化分析仪器是全自动化的，机械方面占的比例相对大点，而电子的类的却又是“大脑”，不可或缺的一部分，因此公司的人员配置方面也是属于电子人少机械人多，因此压在身上的担子还是不轻，需要的学习的很多很多。装机对个人的动手能力考验比较的大，因为产品是处于开发试用阶段，没有批量的生产，很多模具都开不配套，因此经常需要自己去改进。电子类的也是那样，很多元器件

21、或者线条都没有统一的规格，弄不好这台和另外一台就相差了很多。这对新员工来说是个机遇，给了我们充分的空间的挖掘自己，但也是个挑战， 因为不规范的东西就没个标准容易犯错。5）参与条码识别系统的开发因为在做公司的毕业设计的时候，可能更多的时间都是处于电路设计和下位机程序的编写，在五月初的时候公司开发下一代产品的技术，要用到条码识别系统来完善产品的全自动化程度，我被有幸参与了该项目的电子部分开发。我负责的部分是主要是条码扫描仪的下位机电路设计和串口程序的开发。因时间仓促，还没来得及完成，大部分的时间都是处于了解该系统、解读英文的扫描仪手册和仪器主板芯片手册及相关的编程资料。通过实习觉得开发应用一个新的

22、器件时，其实最重要的就是芯片手册，原版的英文手册最好，一个系统的应用和扩展以及使用时的注意事项都是根据这个出厂手册来完成的，不过这对个人的英语水平比较大的考验，技术类英文读起来还是比较的费力，我想这应该也是为什么学校要过英语四级看得那么重的初衷吧！做项目经验很重要，不然会走很多的弯路，作为一个实习生来说，第一次做工程性的项目，难度还是相对较大，很容易就走入误区导致效率下降或者失去信心，但有公司为我提供这个锻炼的机会和人员环境平台，虽然还很年轻没有经验，但是这段时间做下来，学习的经验和对开发流程知识还是很有用的，这对后段回到岗位继续开发是个基本的铺垫，只要充分利用好这些资源，开发项目就能事半功倍

23、，快色地融入这个研发团队也就更容易了。三、实习收获与体会通过在公司的实习，这期间我学到了很多学校学不到的知识和经验，碰到了不少问题，但也领悟到了很多，为以后的工作打基础。1)理论与实践的差距及今后发展方向通过俩个多月的实习，觉得在优利特医疗电子有限公司从事的硬件工程师所做的工 作都基本上属于电子信息自动化方面的应用，从事芯片外围电路的开发。所学的专业理 论知识虽然虽然不是都能应用到工作中去，但基本上都是靠着学校学习理论做基础，如 单片机、模电、数电、C 语言等知识，特别是作为一个集成电路专业的学生，比其他学生有一个优点的就是我们学的 COMS 电路知识比较的深，随着电子技术的发展，很多部分的电

24、路都开始采用 MOS 管或者场效应管，为分析电路的开展打下了坚实的基础。但是理论实际操作起来还是有很许多不适用的，记得在做滤波类的电路时，按照书本上的公式 来算，往往做出来的效果不能达标，一般选择用示波器边观察结果边调试，这样来选择RC 往往效果更好。目前在公司实习的主要任务是条形码识别系统的开发，因硬件电路已经有了，主要负责的是下位机 C 程序的编写和电路的调试，这可能今后发展的主要方向。2)遇到的实际问题举例第一次正式踏入一个研发岗位，很多实践性的东西都是从头开始学习，但往往因经验缺乏会遇到很到的问题甚至犯很多的错。在做条码识别系统时，因采用的是进口的扫描仪（标准的 RS232 通信接口）

25、，要将这扫描仪用进系统首先就是得读英文的手册和网上搜集相关的信息，而因页数太多而且很大部分都是讲解配套的配置软件的使用，看得较粗略。要用他也很简单，只要通信的数据格式统一了就能握手成功。但是我将系统搭建好的时候就是怎么也没信号产生和接收，以为是接口没兼容，但是厂家又一口咬定就是数据格式没对上。改了程序改了电路都没成功，但是因系统复杂找不出是哪里的问题（软件还是硬件？）。我的解决方案就是将系统单独分开调试，电路没问题，那肯定是程序的问题，如果程序没问题那肯定就是程序上的问题。经调试，电路确实是没得问题， 于是将目标对准了程序，可是程序也能通过串口与上位机通信，但就是不能和扫描仪通信。此时要将目标

26、盯着上位机部分程序和扫描仪部分程序去分析。于是对这扫描仪这部分的程序一点点去核对，后来才发现就是因一个小小的问题数据格式没对上，少了位奇偶校验位。因在之前接触通信程序的编写很少用到奇偶检验位，结果就是因为这个导致了项目的进展。当然这也是因工作经验不够，第一次接触这方面的程序的编写，但是遇到问题时一定要冷静的去思考，分类的从简单到复杂的去剖析查找原因，才能做出一个稳定可靠的系统。3）实习的主要体会a)有人常说理论知识学在好也是没用的，其实不是这样的，理论知识是开发项目的坚实基础，理论只有运用到实践中去的时候才能真正体验其价值。对于硬件工程师来说， 每一块芯片的应用，每一根信号新的连接，其实都根据在学校学的理论知识来应用的， 理论知识是开发之本。在那阵子写下位机程序的期间，特别觉得C 语言理论基础和单片机微机原理联系的非常紧密，基本上都是基于这些理论知识来扩展和编写的。b)为人处事是进入是团队迈出的最重要的第一步，能否