电子信息工程专业的学生在大学期间需要掌握哪些能力？
2007年，我以一种全新的教学方式——“十天学会单片机”，推出了一套关于51单片机的教学视频课程。视频在网上发布以来，受到了电子爱好者的一致好评，很多单片机初学者通过这个视频走上了单片机开发的道路。很多同学写信或打电话希望我能把视频的内容出版成书，让更多人受益。所以从2007年9月到2008年7月，我花了将近十个月的时间才写完这本书。这本书的写作风格和我在教学视频里的讲课风格很像，和传统的单片机书籍完全不同。我是抱着向单片机学习的想法，抱着如何更容易掌握单片机，理论与实践完全结合的态度，把单片机部分讲清楚的。剩下的大部分内容都是我多年做项目的经验积累，部分内容来自网络电子专家的精华总结。应该说这本书里有太多你平时在书上学不到的知识。在这里，我想先和大家分享一下我在大学的学习和生活经历，以此鼓励大家珍惜大学时光，学习更多的文化知识，创造更美好的明天。
我的大学
写这篇文章的时候，我正处于研究生论文的准备阶段，眼看着大学生活就要结束了，眼看着身边很多大三的同学一天天虚度光阴，心里为他们感到惋惜。在我大学生活的最后，我和你分享了我在大学里有意义的生活。看完这篇文章，我也许能让那些有梦想的学生为了实现他们的人生目标少走一些弯路。每个人都应该相信大学校园。
我毕业于新疆伊宁市第三中学。2002年，我被哈尔滨工程大学信息与通信工程学院录取，主修电子信息工程。2006年，我被保送到哈尔滨工程大学读硕士，创新人才。现在是我在学校的最后一个学期。记得刚进学校的时候，对电子知识一窍不通。在此之前，我更喜欢做生意，想着以后努力开公司，做生意。所以我第一志愿报了经管学院，但是没有被经管学院录取，我被转到了信通院。现在想来，这是正确的做法。上大学之前，我的梦想是上大学后当班长，当学生会干部。于是我从大一开始就加入了学校的学生会，我积极竞选班干部。后来如我所愿，当了班长，做了很多学生会干部的工作。因为大一的时候，我并不清楚自己在大学到底想学什么。我每天都有课。当时一节课都不敢逃。我每天的生活就是上课，吃饭，打球，踢足球，然后回宿舍聊天，睡觉。周末的时候和几个同学逛街，每周重复着同样的生活，安静的聊着天，但当时并没有觉得浪费。可能我还带着刚离开高中校园的兴奋，以为理想的大学生活是这样的。
就这样，大一过去了，然后我就大二了。除了我在学生会的位置比较高，大二学期剩下的时间和大一没什么区别。没发生什么特别的事。我偶尔从无名班逃出来，每天打篮球，踢足球。高二第二学期开学不久的一天，我静静地想了很久。我想起了我曾经的梦想，我追求的生活，我向往的生活。我想过如果再这样过两年，我的未来会是什么样子。那天我醒来。我的专业是电子信息工程，所以一定要学点这方面的东西。快两年了，天天拿着课本啃。现在我觉得我的水平和高中是一样的。我是学电子的，从初中开始一直在研究电阻。到现在已经六七年了，至今我连电阻是什么样子都没见过。这是什么电子专业？我觉得不能再这样下去了，就找到另一个同学赖世雄，我对他说:“我们去参加学校的‘五四杯’电子设计大赛吧！”他欣然同意。那时候我们真的对电子知识一窍不通，不知道从何下手。于是我们从一本电子杂志上随便找了一个类似电话控制器的小作品，把杂志上原理图里的元器件型号都抄了下来，然后我们去电子市场买元器件。第一次买电子元器件，没有什么专业知识。我们讲的很多东西，卖组件的人都无法理解，闹出了很多笑话。一个电阻被要了一毛钱，据说真的很便宜！(其实一个电阻不到一分钱)。最后买了一堆电阻电容三极管，加起来六七十块钱。回来就准备按照别人的示意图焊接。很明显，这种做法从一开始就注定了，结果注定失败。无奈之下，我们去找了当时教我们电路基础课的傅永清教授。我跟老师说，我们想学点实实在在的东西，但是根本无从下手。你能让傅先生帮我们想想做什么吗？傅先生是个很好的人。当时他正打算从学校低年级选拔一些动手、有进取心的学生作为创新人才。看到我们有想法，他直接对我们说:“你们两个可以来我的实验室。现在只是带一些大四学生做毕业设计。你俩先跟他们学习吧！”。当时因为是付老师的个人实验室，电脑不够用，我们就把电脑搬进了实验室。从那天开始，我真正踏上了电子设计的道路。傅老师还给我们介绍了一个大四的女同学，她在做毕业设计。她叫黄光亚。她在做一个两台电脑激光通信的课题。我和赖世雄每天都去实验室看黄光亚焊接电路，写程序。当时我们真的很迷茫，觉得那些东西很神奇。我们在电脑上写了几个程序，按下Enter，看到一道激光穿过我们的眼睛，然后就可以看到整个屏幕的数据在另一台电脑上滚动。忙了黄光裕一个月，对黄光裕工作的硬件部分有了基本的了解，但对计算机部分的实现还是不太了解。当时正好赶上2004年我校“五四杯”电子设计大赛，我们借黄光亚的作品申请参赛资格。比赛当天，我们带着一堆元器件和两台只懂一些基本原理的电脑等着比赛的评委。当时评委问了我们很多简单的专业问题，比如原理是什么，信号怎么调制，传输的波特率是多少。说实话，我们哪里知道！当时我连RS232电平的概念都不懂，也没听过评委说的专业术语。当时我把我们知道的事情都讲了，不知道哪个问题对应的是评委。当时我们学校的五四杯电子竞赛参赛作品很少。评委认为我们才大二，作品是一个比较完整的体系，工作中基本没有漏洞。为了鼓励我们，最后给了我们一个小奖。
五四杯后，赖世雄把他的电脑从实验室搬回了宿舍。可惜他放弃了这条路。我的电脑一直放在付老师的实验室里。说到这里，有一个关于我买电脑的小插曲。大二上学期，很多同学都买了电脑，我也跟着买了。那时候我也不知道买完电脑到底要学什么。同学买完电脑后，大部分时间都在QQ上玩游戏聊天。有的同学可以从早到晚聊天，玩游戏的可以从早到晚玩。同学建议我玩《传奇》游戏，说很有意思。他帮我注册了一个账号。游戏中，一个动画角色不停地用大刀砍野猪和野鹿。他几刀就把一头野猪砍死了，然后说:“长见识你也见过。多有趣啊！来玩吧！”我拿着老鼠砍了三下。我绞尽脑汁也想不通他说的有趣是什么意思。然后我说:“真没意思！”那天开始了我的游戏生涯，三刀之后结束了我的游戏生涯。我觉得网游真的很无聊。我更不喜欢聊QQ了，但是这电脑是我买的，不可能一点用都没有。那时候我真的不知道计算机可以跟我们专业“玩”什么。那几天我每天用电脑做的最多的工作就是把文件从一个分区拷贝到另一个分区，删除一些不用的文件，甚至把c盘下能删除的都删除了，最后导致系统无法启动。为什么？过了几个月，发现除了复制粘贴，好像什么都没学到。后来去书店买了一些制作Flash动画和照片的Photoshop之类的书，回来后天天学那些没用的东西。现在想想真可惜。那时候浪费了很多时间。电脑真的可以学到很多东西。对于我们专业来说，需要学习C语言，使用Keil，WAVE，IAR，ICC和MPLAB软件，以及汇编语言。使用上位机界面编程时，需要学习C++、VC++、VB语言等。使用CPLD/FPGA/SOPC时，需要学习VHDL和Verlog语言。在学习这些语言的时候，可以学习Maxplus和Quartus软件的使用。使用仿真时，可以学习使用Protues和Multisim软件；在设计电路板时，可以学习使用Protell、Altium Designer和Power PCB软件。还可以学习DSP的CCS软件，ARM的ADS软件，STD软件等。以上提到的这些都依赖于计算机系统。今天，我似乎掌握了一切，但这是在我付出了巨大的代价之后。如果我能好好利用大一大二的美好时光，相信今天的我会不一样。
在搬走后，傅把实验室的钥匙给了我。从那天起，实验室成了我的另一个家。当时那个实验室只有我一个人是学硬件的，我也是本科生。其他的硕士和博士主要是学理论的，所以做硬件的人很少。当时我分不清电解电容的正负极。我拿着电解电容问了实验室几个人，他们都不知道。有些人甚至说这是我从未见过的。这件事让我非常震惊。这是一个学了四年电子学，又读了几年硕士的高水平大学生吗？现在大学毕业生找工作真的很难。你不能怪别人，只是因为你真的没有理由让别人需要你。偶尔听以前的学长说，作为一个ICT学院的学生，如果学了单片机，C语言，DSP，前途一片光明。于是我开始学习单片机。当时苦于没有硬件实验环境，身边没有人求教。于是上网找资料，看到网上有单片机学习板。当时价格还挺贵的，但我还是买了300多块的单片机学习板。送回来之后，我就开始练习了。我之前也读过几次书，但是发现光看书是没有效果的。十几二十遍下来，感觉自己学会了单片机。后来边做实验边查书，让我理解的非常透彻。从那以后，我每天早上八点前都去实验室。除了上一些课外班，我一直待在实验室里，直到看楼的大叔用脚叫我离开，我才离开实验室。那时候我天天玩单片机，没人教我。我都是自己摸索，当时学了一门很难的汇编语言。记得大一的时候学过C语言，但是发现想用的时候什么都不会，跟没学一样。我不得不选择汇编语言。大约一个月后，暑假来临，我做出了我的第一个单片机作品，一个电子钟。有人说，用单片机做一个电子钟，基本上就掌握了80%的单片机。这句话有道理，电子钟对编程的综合要求还是挺高的。
当时对单片机有了初步的掌握。在假期里，我报名参加了2004年黑龙江省大学生电子设计竞赛。从那天开始，我搬进了学校的电子创新实验室。我们选择的主题是无线数据通信。当时导师要求我们使用FPGA，包括VC编程和C++语言。我当时不知道FPGA是什么，就开始拼命学习这些知识，每天在实验室吃饭。省赛和全国赛不一样。省赛先把题目传下来，两个月后交作品。其实学习FPGA/CPLD和学习单片机是一样的。关键是自己写程序，一直写程序，然后看程序运行的效果。这两个月来，我已经把VHDL做得很熟练了，但是VC差了点。我们队有三个人。除了我，还有鲁治超(做模拟电路)和魏旭东(PC VC程序)。魏旭东是我们学校理学院的，VC学的挺好的。他的VC编程都是自己业余的。魏旭东编程的时候，我在看。他耐心的给我解释每一句台词，每一句句子，我自己在业余时间练习。那段时间，我对VC有了初步的了解。比赛结果非常好。我们获得了黑龙江省一等奖，这是我的第二个奖。这个奖给了我很大的鼓励。然后我发现我得学习单片机的C语言编程。汇编编程是非常繁琐的，一个全面的人才不能只把自己的知识局限在一个方面。
从大三开始，学校就有各种电子设计比赛。我总是积极报名，为自己寻找锻炼的机会。为此，我放弃了最喜欢的篮球和足球，再也没有去逛街。我每天早上起床，洗脸，刷牙。然后带着书去实验室，白天在实验室写程序，调电路，做各种硬件练习，晚上回来补充理论知识，模拟电，数字电，高频。孤立地学习理论，不与所要应用的领域相结合，就失去了学习的意义；如果只是想期末考，可能考完第二周就忘了。如果我们这样学习，只能说我们学习的方向错了。如果一个人的模拟电路、数字电路、高频电子电路基础很差，那么他不一定能设计出什么好的电路。做硬件实习的时候要看书本上的理论知识。这种组合是最好的。我每天都在重复这种单调的生活，大概一年了，无数次实验失败时感受到的焦虑，被我执着的求知欲望一次次压制；无数次胜利的经验告诉我，只有坚持不懈，永不放弃，才能取得最后的胜利。在这一年中，我参加了一些国家和学校的比赛，并获得了许多奖项。
大三下学期基本在学习单片机C语言编程，进一步精通VC和C++语言。当你真正学会用C语言编写单片机程序时，你就可以轻松地使用单片机了。回想过去，学习汇编语言花了我很多时间。如果当初有人指导我学习单片机C语言编程，那就太好了，至少我可以少走很多弯路。很多人说最好先学汇编语言，我的经验告诉你绝对没必要。初学者可以从一开始就直接用C语言编写单片机程序，省时，易学，进步会很快。刚开始学单片机不要浪费时间去了解单片机的内部结构，这样只会打击你的信心。当你学习编程的时候，自然会一步步掌握它的内部结构。大三暑假，准备两年一次的“索尼杯”全国大学生电子设计大赛。比赛的时候，我们选的题目是“集成运算放大器参数测量仪”，是我们自己团队成员讨论后选的。说实话，我当时对这个话题真的没有把握。研究了两个小时，我们觉得不应该选这个题目。不幸的是，这个话题是固定的，我们不能改变它。比赛只持续了四天。第一天早上八点就知道题目，第四天晚上八点就被要求交作业，所以每一分钟都很宝贵。既然选择了题目，再难也要坚持下去。计算机系的余振南，主要负责写软件。他对硬件也很熟悉，完全是凭兴趣自学的。他的工作态度和吃苦耐劳的精神当时给我留下了深刻的印象。我们四天三夜没睡觉，尤其是余振南。他几乎总是坐在电脑前写软件。他几十个小时没睡一分钟。我没看见他什么时候吃饭。最后我看到他的眼睛一直在哭，当然不是哭。它正看着电脑屏幕。因为工作量大，要做硬件，要写软件，要画整个系统的电路图，要写几万字的论文，都要在这四天三夜内完成。当时我们团队三个人个人能力都比较强。可能我们之前没有合作过，所以真正合作设计作品的时候不是很默契。电路焊了一套又一套，结果都不理想。我们的工作最后在联调中失败了，大家各自负责的功能可以独立实现，但是不能协同工作，评委要看的是你整体的功能实现，而不是其中的一部分。我们在这次比赛中以失败告终。以后如果有机会组队参加比赛，要注意以下三点:①选题最重要，一定要选自己熟悉的人，团队中有一两个人熟悉，但是三个人不行，一定要换题目。(2)选题后，首先要重点实现基本功能。如果能把基本功能都做好，应该能拿全国二等奖，因为大部分团队在这么短的时间内根本做不了什么。如果能做成一部分，就能进军全国一等奖。我们团队失败的另一个原因是直接开始做题目的部分，忽略了基础部分。(3)团队的安排，一定要找熟悉的人，最好是一起合作，分工要明确，不要做的没有头绪，最后自己不明白怎么办。参加完这个比赛后，我承担了一个开发项目。我让余振南配合。我设计硬件，余振南写软件。我们很快完成了这个项目。这是我们用专业知识淘到的第一桶金，得到的回报足够支付我们两年的学费。在学习更多电子技术的同时，我和余振南共同开发了几个项目，积累了一点经验。
大四的时候，我习惯的生活和大三没有太大变化。我的同学赖世雄，第一次参加五四杯，每天忙着复习考研，终于考上了自己理想的学校。我不想再学习了。我想早点毕业出去工作。10月份，我院电工电子基地的王老师告诉我，北京一家电子公司每年在我们学校招两三个学生，要求动手能力强的学生，最好是参加过一些全国性比赛并获奖的。那里的公司待遇很好，是王先生推荐我的。感谢王老师10月3日来学校面试。我在准备面试。10月2日，学校贴出通知，我被推荐到我们学校读研究生，没有经过任何考试。我当时很开心。学校有制度，学生有某个特长。获得多项国家级以上奖励者，可免试推荐读研究生，免交学费、免试保送读研究生，并享有继续攻读硕士、博士的优先资格。好在当时我的平均综合成绩是70多分，刚好够用。如果再低一点，恐怕就没有这么好的东西了。衷心感谢哈尔滨工程大学的领导，感谢哈尔滨工程大学的教育系统。
大四上学期，我基本上是在空中准备2005年“小龙杯”中国机器人大赛。这一次，余振南也参加了。我主要负责飞机的自动驾驶，协助余振南编写地面站操作平台。本次大赛涉及的知识领域非常广泛，包括四通道无线通信(遥控、远程无线数据传输、远程微波图像传输、GPS信号传输)、单片机技术、计算机控制、应用软件、图像采集、图像识别、惯性导航、飞机制造等技术。我全身心地投入了这场比赛。在调试飞机的近半年时间里，我几乎每天都是早出晚归。好事多磨。我校设计的无人机实现了自动起飞、自动巡航、自动识别静/动态目标、自动着陆，在国内尚属首创。最终我们校队击败清华等多所名校，获得全国亚军。
大四寒假的时候，我对单片机已经很精通了，想着应该用学到的知识去开发一些产品，一来可以解决生活费用，二来正好可以圆自己做生意的梦。想到很多以前和我一样的初学者可能会买学习板，我决定开发学习板，2月做了第一个模型，3月做了第二版，4月底做了个人网站“天翔电子”/。经过三个月对第七版的* * *改进，我终于敲定了TX-1C学习板作为最终产品。4月，中央电视台《我的太阳》摄制组来我校为我拍摄专题片《我的太阳——创新360的郭天祥》。本片以我参加2005年中国机器人大赛“小龙杯”为背景，讲述了我在哈尔滨工程大学几年的创新学习生活。5月7日在CCTV 1播出，新疆的家人在电视上看到了离开家乡好几年的我。
从大四下学期开始，我就一直在管理自己的网站，同时学习DSP(数字信号处理器)，因为我知道，在科技日新月异的今天，只懂一点单片机是绝对不可能在社会上立足的。我一定要充分利用大学校园的这些年，尽快掌握各种电子技术知识。一旦我离开了校园，我怕我永远不会有太多的学习时间。因为学校实验室有DSP实验箱，学起来方便很多。一个DSP实验箱的价格都是七八万甚至上万元，凭个人能力还是很难买到的。学习硬件主要是做实验，写程序，下载程序，观察现象，认真思考，修改程序，下载程序，观察现象...依此类推，直到获得满意的结果。只要把握住这个思路，任何硬件都会在很短的时间内掌握。大四下学期，同学们都在忙着设计自己的本科毕业设计，而我在设计自己的DSP实验板。因为DSP实验板用的芯片大部分都是多引脚贴片封装的，所以我至少要设计4层PCB板。那是我第一次画4层PCB板，画了将近一个月。好在板做出来之后完全正常，我又花了一个月调试。在差不多四个月的时间里，我完成了DSP从识别到制板再到最后调试和实验板通过的全过程。因为之前有单片机基础，所以本科毕业设计对我来说很轻松。在大部分同学花半年时间学习的时候，我从设计到完成只用了不到10天，而我在这10天里帮助了很多同学。
转眼间就是本科毕业晚会了，大部分同学的大学生活也告一段落。我亲眼看到他们是如何一步步实现梦想的，他们是如何一次次重复自己的人生，他们是如何一天一天的堕落。从那一天开始，每个人都将迎来自己全新的环境，在这里可能有人欢喜有人遗憾，但无论如何，他们都会选择自己的路，当然也要靠自己走下去。
知识的海洋无边无际，我在路上停不下来。我在研究生开学前就已经对这两年半做好了全面的规划。放假以来，一直在接触ARM(嵌入式系统)。在我看来，如果不涉及ARM的操作系统，它的学习方法还是和单片机一样的。当初我把它当单片机用，当然它的功能比单片机强大多了。半年后，我和同学宋、余振南承担了一个以三星ARM7为主控制器的工程项目。本项目涉及的知识也非常广泛，涵盖了单片机系统、嵌入式ARM7、GPRS网络、互联网应用、图像采集、图像处理和远程传输、TCP/IP协议、移动通信技术、码分多址技术、网络数据分析、模拟电路和数字。在这个项目设计中，我发现我上面说的知识领域，很少有我大学专业学过的，即使学过，也很少有能真正应用到实践中的。在高科技引领社会进步的今天，单纯掌握一个狭窄领域的知识是远远不够的。只有不断学习，不断应用，不断再学习，抱着这种态度，才能充分发挥知识的作用，在科技上不断进步。
2007年初，通过学校的科技创新，我申请了“远程无线可控潜水器”项目，最终被批准为学校唯一的重大项目，学校和学院给予了全额经费支持。经过我和我的团队成员五个月的努力，我们的工作终于成功试水。该作品获2007年“五四杯”一等奖，同年获黑龙江省大学生“挑战杯”电子设计大赛一等奖。当我离开学校的时候，这个项目还在被团队的其他成员进一步改进。
在研究的第一阶段，我在两个暑假期间，在学校举办了为期10天的单片机培训班。我用一种全新的教学方式和初学者最容易快速上手的方法给同学们讲解了51单片机的用法。我带领学生在教室里做实验，学生每天课后自己练习写程序。经过十几天的强化训练，课程结束时，几乎所有的学生都能独立编程和操作51单片机的功能。同年，在“索尼杯”全国大学生电子设计大赛中担任学校指导老师。在比赛现场，我看到了我班很多上过课的同学，最后都取得了可喜的成绩。我由衷地感到欣慰。为了让更多的单片机初学者受益，我把整个教学过程录了下来，然后免费发布到网上。视频发布到网上后，得到了很多同学的高度评价，甚至有很多外国同学打电话来感谢我。
2007年9月去某能源有限公司实习，做硕士项目。当时和我一起去的还有很多其他大学的本科毕业生，其中有一些是和我一起学自动化专业的。我和几个老员工是公司唯一能独立开发项目，真正懂硬件编程的人。我们拿着高薪，公司视我们为珍宝。其他新来的大学生都在夸我们的能力，感叹自己在大学里学到的东西。从无奈的语气中能看出他们的自责。然而，他们在今天的现实中又能做些什么呢？一周工作六天，每天八小时，迟到扣工资，早退扣工资，请假扣工资...这是摆在他们面前不可改变的现实，每个月都在等待那一天，薄薄的信封只够每个月的基本生活费。年轻的朋友们！作为大学生，这就是差距，而这只是差距的开始。实习期间，我的专业知识在与公司技术人员的交流中，在产品的一步步改进和完善中，得到了进一步的升华。我深刻认识到，不结合实际硬件，光从书本上学理论是没有用的。简单的校园硬件实践如果不与工业现场应用相结合，是不成熟的。2008年6月离职，为公司开发了一系列太阳能充放电控制器，中国联通移动基站太阳能路灯控制器，太阳能电站充放电控制器，并量产应用。
大学生活是我们一生中最宝贵的经历。我们付出了四年的代价，我们应该也必须从中有所收获。很多同学在大学校园里迷了路，不知道自己来这里是为了什么。他们单纯的认为毕业后找个好工作就万事大吉了，但是你有没有想过没有真本事怎么找个好工作？我们如何为这个社会做贡献？更现实一点，没有一份好工作，怎么买房成家，怎么建设自己的幸福家园？