我自己的原文哦~https://blog.51cto.com/whaosoft/12238584
一、电子工程师的常用工具
电子工程师是一个对从事集成电路、电子电气设备等相关产品生产、研发工作的技术人员的统称，一般分为硬件工程师和软件工程师。
硬件工程师主要要了解电路方面的知识，知道常用电子元器件的作用，原理，会使用电子测量工具，会使用电子生产工具，还要会装配，测试，生产工艺，维修等等，是技术与手动操作的结合。
软件工程师则精通电路知识模拟电路，数字电路，会分析电路图，设计电路图，制作PCB，了解各类电子元器件的原理，用途，型号，精通单片机开发技术，会使用编程语言（汇编语言、C语言），能很熟练的用电脑作为辅助设计工具进行工作，能得心应手的使用常用的设计软件。
给大家介绍一下目前电子工程师常用的硬件/软件工具。 都是图哦~
二、STM32怎么选型
什么是 STM32
STM32，从字面上来理解，ST是意法半导体，M是Microelectronics的缩写，32表示32位，合起来理解，STM32就是指ST公司开发的32位微控制器。在如今的32位控制器当中，STM32可以说是最璀璨的新星，它受宠若娇，大受工程师和市场的青睐，无芯能出其右。
STM32属于一个微控制器，自带了各种常用通信接口，比如USART、I2C、SPI等，可接非常多的传感器，可以控制很多的设备。现实生活中，我们接触到的很多电器产品都有STM32的身影，比如智能手环，微型四轴飞行器，平衡车、移动POST机，智能电饭锅，3D打印机等等。
现在无人机非常火热，高端的无人机用STM32做不来，但是小型的四轴飞行器用STM32还是绰绰有余的。
STM32 分类
STM32有很多系列，可以满足市场的各种需求，从内核上分有Cortex-M0、M3、M4和M7这几种，每个内核又大概分为主流、高性能和低功耗。具体如下表所示。
单纯从学习的角度出发，可以选择F1和F4，F1代表了基础型，基于Cortex-M3内核，主频为72MHZ，F4代表了高性能，基于Cortex-M4内核，主频180M。之于F1，F4（429系列以上）除了内核不同和主频的提升外，升级的明显特色就是带了LCD控制器和摄像头接口，支持SDRAM，这个区别在项目选型上会被优先考虑。但是从大学教学和用户初学来说，还是首选F1系列，目前在市场上资料最多，产品占有量最多的就是F1系列的STM32。
以STM32F103VET6来讲下STM32的命名方法，具体如下表所示。
更详细的命名方法说明，见下图。
选择合适的 MCU
了解了STM32的分类和命名方法之后，就可以根据项目的具体需求先大概选择哪类内核的MCU，普通应用，不需要接大屏幕的一般选择Cortex-M3内核的F1系列，如果要追求高性能，需要大量的数据运算，且需要外接RGB大屏幕的则选择Cortex-M4内核的F429系列。明确了大方向之后，接下来就是细分选型，先确定引脚，引脚多的功能就多，价格也贵，具体得根据实际项目中需要使用到什么功能，够用就好。确定好了引脚数目之后再选择FLASH大小，相同引脚数的MCU会有不同的FLASH大小可供选择，这个也是根据实际需要选择，程序大的就选择大点的FLASH，要是产品一量产，这些省下来的都是钱啊。有些月出货量以KK（百万数量级）为单位的产品，不仅是MCU，连电阻电容能少用就少用，更甚者连PCB的过孔的多少都有讲究。项目中的元器件的选型有很多学问。whaosoft的开发板商城物联网测试设备
三、总结各种传感器原理
传感器（Sensor）是指将收集到的信息转换成设备能处理的信号的元件或装置。
人类会基于视觉、听觉、嗅觉、触觉获得的信息进行行动，设备也一样，根据传感器获得的信息进行控制或处理。
传感器收集转换的信号（物理量）有温度、光、颜色、气压、磁力、速度、加速度等。
这些利用了半导体的物质变化，除此之外，还有利用酶和微生物等生物物质的生物传感器。
不仅智能手机、个人电脑等通信设备，还包括医疗设备、可穿戴式设备、车载、自然环境、基础设施等，所有物体都能联网共享信息，从而创造更便利、更安心、更安全的社会。
而实现这些所不可缺少的是检测状态的“传感器”。
地磁传感器
地球被磁场磁力所包围，这被称为地磁。
地磁传感器是检测地球磁力的传感器，也被称为“电子罗盘”。
地磁传感器可以通过检测地磁来检测方向。
【围绕地球的地磁】
地磁传感器有X和Y两轴型以及添加了Z的三轴型，并测量各方向上的磁力值。
如果不考虑诸如简单罗盘之类的倾斜，则仅使用X轴和Y轴的值。当考虑倾斜时，需要将地磁传感器的3轴值与加速度传感器相结合，将其校正到正确的方向。
下图显示了地磁传感器水平旋转时X和Y值的分布。
如果地磁传感器水平旋转，在不受周围磁场影响的理想情况下，输出分布图的圆心变为零。
然而，实际上中心因环境磁场的影响而移动，因此需要进行调整以将圆心移动到零。
地磁传感器导出的北极称为磁北（略偏离北极）。通过上述方程式计算该磁北的角度，可以容易知道方向。
各类磁传感器
磁传感器是一种旨在测量磁场的大小和方向的传感器。
根据目的不同有多种传感器，以下列举典型的传感器。
霍尔传感器
基于霍尔效应测量磁通密度的传感器，输出与磁通密度成比例的电压。
它易于使用，主要用于非接触式开关应用，例如门和笔记本电脑等物体的打开和关闭检测。
MR传感器
MR（Magneto Resistance）传感器也被称为磁阻效应传感器，利用物体电阻因磁场变化来测量地磁大小的传感器。
灵敏度高于霍尔传感器，功耗更低，因此是一种使用更广泛的磁传感器。除了电子罗盘等地磁检测应用外，它还用于电机旋转和位置检测应用。
MI传感器
MI（Magneto Impedance）传感器是下一代磁传感器，采用特殊的非晶丝并应用了磁阻抗效应。
它的灵敏度比霍尔传感器高出10,000倍以上，并且可以高精度地测量地磁的微小变化。
可以应用于超低消耗电流的方位检测（电子罗盘），还可应用于室内定位、金属异物检测等高灵敏度特性的应用。
脉搏传感器
脉搏波是心脏发送血液时产生的血管的体积变化波形，监测该体积变化的检测器称为脉搏传感器。
首先，测量心率有四种方法，心电图、光电脉波法、血压测量法、心音描记法等。
其中的光电脉波法是使用脉搏传感器进行测量的方。
由于测量方法的不同，光电脉波法的脉搏传感器有透过型和反射型。
透过型通过向体表照射红外线或红光，测量随着心脏的脉动而变化的血流量的变化，作为透过身体的光的变化量来测量脉搏波。
该方法限于测量易于穿透的部分，例如指尖和耳垂。
反射型脉搏传感器
反射型脉搏传感器是向生物体照射红外线、红光、550nm左右波长的绿光，利用光电二极管或光电晶体管测量生物体反射的光。含氧血红蛋白存在于动脉血液中，具有吸收入射光的特性，因此通过检测随时间序列并随心脏搏动而变化的血流量（血管容积的变化），测量脉搏信号。
另外，由于是反射光的测量，因此不必像透过型那样限制测量部位。
[反射型脉搏传感器的原理]
当使用红外线或红光测量脉搏波时，受到室外阳光中包含的红外线的影响，不能进行稳定的脉搏波测量。因此，建议仅将其用于室内或半室内应用。
在运动腕表等户外用途，血液中的血红蛋白的吸收率高，由于绿色光源较少受环境光的影响，我们将绿色LED作为照射光使用。
脉搏传感器的应用
通常，通过观察以下两点可以测量动脉血氧饱和度（SpO2）。通过脉搏传感器获得的波形的变动周期，观察心率（脉率）；通过使用红外线和红光两个波长，来观察脉动（变化量）。
此外，作为脉搏传感器的应用，期望通过高速采样和高精度测量来获取诸如HRV分析（压力水平）、血管年龄等各种生命体征。
气压传感器
气压传感器是检测大气压力的传感器。
根据要测量的压力值，压力传感器具有如下所示的各种材料和方法的传感器。
在这些压力传感器中，检测大气压力（用于气压检测）的传感器通常被称为气压传感器。
[使用的材料 - 按方式分类的压力传感器]
气压传感器的典型示例是使用硅（Si）半导体的压阻式。
罗姆提供的气压传感器也是压阻式气压传感器。
压阻式气压传感器
压阻式气压传感器使用Si单晶板作为隔膜（压力接收元件），通过在其表面上扩散杂质形成电阻桥电路，将施加压力时产生的变形作为电阻值变化，来计算压力（气压）。
[压阻式气压传感器]
电阻率（电导率）因施加在该电阻上的压力而变化的现象称为压阻效应。罗姆的气压传感器IC将使用压阻式压力接收元件（隔膜结构和压阻集成在一起※MEMS），以及温度校正处理、控制电路等的集成电路（※ASIC）集成在一个封装里，可以轻松获得高精度的气压信息。
※ MEMS：Micro Electro Mechanical System（微机电系统）
在一个电路板上集成机械构成部件、传感器、执行机构（驱动部件）等的装置。
※ ASIC：Application Specific Integrated Circuit（专用集成电路）
它是一种集成电路，将多个电路功能组合成一个特定应用。
加速度传感器
加速度是指单位时间内产生的速度，测量加速度的IC就叫加速度传感器。
通过测量加速度，可以测得物体的倾斜、振动等信息。
加速度单位为m/s2（※国际单位制SI）。
另外，单位G是以※标准重力（1 G = 9.806 65m/s2）为基准的加速度值。
还有用于检测地震震动的加速度的单位※Gal（CGS单位制）。
※ 国际单位制SI（法语：Système international d'unités）
由长度m、重量kg、时间s （MKS单位）组合而成的国际单位。
※ 标准重力
物体在重力作用下产生的加速度。物体在自由落体时，物体每单位时间内增加的速度值（9.806 65m/s2）。
※ Gal
CGS（长度cm、重量g、时间s为基准）单位制的加速度单位。被定义为SI单位制的1/100（1Gal=0.01 m/s2 ）。
加速度传感器一般分为低G加速度传感器和高G加速度传感器，如下图所示。
电容式加速度传感器
罗姆集团加速度传感器是采用MEMS技术的电容式加速度传感器。
传感器元件由Si制成的固定电极、可动电极和弹簧构成。未施加加速度的状态下，固定电极和可动电极间的距离相同。施加加速度，则可动电极移位。由此与固定电极的位置关系发生变化，电极间容量发生变化。容量的变化通过※ASIC转化为电压，算出加速度。
【电容式原理】
※ ASIC
Application Specific Integrated Circuit（专用集成电路）
指将特定用途的多个电路功能集成到一起的集成电路。
电流传感器
何谓电流传感器？
电流传感器是指检测电路中流动的电流值的传感器。
电流的检测方法
如下图所示，检测流动电流的方法大致可分为电阻检测型和磁场检测型。
【电流检测方法和特点】
电阻检测型将分流电阻引发的电压降转换为电流。安装简单而且价廉物美，操作简单，但缺点是电阻上的功率损耗会产生较大的发热量。磁场检测型＜有铁芯＞
根据电流线中流动的电流测量铁芯中产生磁场的大小，以此来测量电流值。这种方法无需接触，功率损耗较小，但铁芯较大，存在贴装面积大的课题。＜无铁芯＞
利用霍尔效应将流动电流周围产生的磁场转换为电压（霍尔电压）进行测量，以此来测量电流值。因为霍尔效应产生的电压较小，所以IC由霍尔元件和放大电路构成。因为需要将电流引入IC内，所以会产生功率损耗。
M1电流传感器
为了消除上述磁场检测型在安装难度（有铁芯）和功率损耗（无铁芯）方面的缺点，ROHM开发出了使用MI（Magneto Impedance）元件的磁场检测型非接触型电流传感器。
MI传感器作为使用特殊非晶丝，利用其磁阻抗效应的新一代传感器，其特点是具备超高灵敏度的磁性检测能力。
灵敏度远超霍尔元件，可高精度检测磁性的微小变化。因此，无需将电流引入封装内，也能以高精度进行非接触式电流检测（磁性检测）。
【电流传感器的结构比较（罗姆调查）】
综上所述，MI电流传感器可进行非接触式电流测量，功率损耗少，还能进一步缩小贴装面积。
颜色传感器
感光传感器（光传感器）中，检测R（红色）、G（绿色）、B（蓝色）3原色的叫作颜色传感器。
颜色传感器通过光电二极管接收周围光线，检测RGB值。
颜色传感器的原理
向物体照射具有RGB成分的光，反射光的颜色成分会随物体的颜色发生改变。
例如，红色物体的反射光成分为红，黄色物体为红和绿、白色则包含红、绿、蓝全部成分。
【物体反射光颜色示意图】
由此可知，物体的颜色由物体反射的光色（R、G、B）成分的比例决定。
人眼是通过获取反射光成分来识别物体的颜色。
在漆黑的场所什么都看不见吧！这是因为没有照射光，反射光自然也不存在，所以看上去是漆黑一片。
与人眼一样，颜色传感器是使用光电二极管接收光线，通过计算接收到的R、G、B量的比例来识别颜色。
颜色传感器IC的结构
下图是颜色传感器IC的结构。内部搭载了彩色滤光片（Color filter）和红外截止滤光片（Ir cut filter）。
【罗姆的代表性颜色传感器的简要结构】
下面比较了传感器在有无这些滤光片时的分光特性。
【RGB分光特性示意图】
颜色传感器IC通过为内部传感器配备R、G、B各种颜色的滤光片，具备了较高的RGB分光特性，而且通过配备红外截止滤光片，具备了红外线去除特性，能高精度识别颜色。
四、提高硬件设计能力的学习路线
“为什么他改几个电阻、电容就调出来，我弄个半天没搞定？”
说靠的是经验，但经验是怎么来的？好像很厉害的样子。
硬件设计，可以说是包罗万象，它涉及到非常庞大的知识量，今天我们来介绍一下硬件设计的学习路线。
初级理论篇
高等数学和线性代数
这里重点掌握微积分和矩阵，因为在后面的课程里面将会大量用到这两个东西，是基础中的基础。
大学物理
这里很多东西其实在高中有学到，重点掌握电阻、电容、电感的特性和电生磁、磁生电的原理，其中麦克斯韦方程组将会在射频、微波中有用到。
电路分析基础
其实电路基础的理论并不难，但是有些抽象的东西，是暂时不能很好地理解，比如说受控源（其实就是三极管），所以学完模电还要再回过头来再看一遍。这里重点掌握戴维南定理，不然后面没法学。
模拟电子技术
这是电子专业的核心基础课，至少学三遍，此外，学啃书是不行的，还得配合Multisim仿真软件才能学好（实践部分后面再介绍）。如果说电路基础、高数当中的答案都是明确、唯一的，那么模电的答案将是不明确、多样化的，需要在实践中权衡取舍，一定要把以前的思维转变过来，不然后面没法学。这门课全部都是重点，但是学完它，除了抄书上的电路，你仍然什么都做不了，因为还需要其它方面的知识一起用才可以。这里不得不提一下器件特性这个概念，没有它将不能打开电路设计的大门，但是由于篇幅有限，以后再写文章介绍。
数字电子技术
这门课相对于模电来说，要简单很多很多。它把三级管搭成各种门电路、触发器，以便于直接把数学知识运用起来，同时它也是FPGA的先修课，是硬件工程师向算法工程师（跟计算机的算法有很大区别）转变的基础。这门课全部都是重点，但是要真正掌握它，还是得学FPGA才可以。
电力电子技术
这里讲到晶闸管、IGBT和电力MOS管，都是用在强电领域的器件，是开关电源的先修课。可以说电源是硬件设计当中最关键的部分，一个电源设计得好不好，直接影响整个系统能否正常工作。其中整流、逆变、升压、降压电路，都是要重点掌握的。
中级理论篇
复变函数
这门课跟高数的微积分一样，是一种数学工具。复数信号是物理不可实现的，但是为什么需要复数？诚然，正弦波（包括余弦，下同）有振幅、频率和相位三要素，如何在一个图上面表示振幅与频率的关系或者相位与频率的关系（方便观察分析才需要这样弄）？这就需要用到复数了，其中i或者j（因为电流的符号是i，所以才换成j，以防混淆）表示的就是方向，对应着极坐标的向量。我们可以把复数转成模和辐角的形式，想象一下，模就是时钟的秒针，而辐角就是秒针转动的角度，秒针转一圈就是个圆，而把这个圆的各点按照出现的时间先后，重新描绘在直角坐标系中，就是一个正弦波。这就意味着，用复数可以表示一个正弦波的三要素，振幅就是模（秒针的长短），相位就是秒针转动的角度，频率就是秒针转动的快慢。想一下，如果用实数来表示正弦波的三要素，是不是很麻烦？这里重点掌握留数、保形映射。
信号与系统
介绍如何利用数学建模去描述电路，就是这门课要研究的内容。什么是信号？LED灯的亮灭、喇叭发出的声音、天线感应的电磁波等，有实际用途的信息载体（包括声、光、电、热等）都是信号。什么是系统？就是处理信息载体的东西（包括放大器、传动装置等）。系统是一种更为抽象的概念，可大可小，小到一个三极管，大到一个无线收发装置，这些都要根据实际需求来确定，不能一概而论。这门课都是重点。
自动控制原理
自控原理是信号与系统的姐妹学科。介绍如何用数学建模的方法去分析电路，主要分析电路的稳定性。其中，波特图、PID都是要重点掌握的,学懂这门课就可以用里面的知识去分析一些较为复杂的带运放的电路，这种电路用KCL和KVL是仍然很难解决。
高频电子线路
高频是模电的非线性部分。你会发现高频里面很多内容跟模电都差不多，也有放大器、振荡器、功放，但是这些电路用在更高的频段，所以分析方法有所不同。模电的功底较为扎实的情况下，再学这门课，就不觉得难，因为它本身就是模电的扩展，而不是全新的领域。这门课都是重点，至少学三遍。
单片机
现在已经很少不用CPU的硬件电路了，而单片机正是最简单的CPU，所以掌握单片机也是很有必要的。其中单片机的接口电路也是相当考验你的硬件功底的。
电子测量技术
做硬件的经常要跟仪器打交道，学习测量技术，一方面让你更能熟练地使用仪器，另一方面还能让你做一些测量电路（配合单片机就可以运用在物联网领域）。这里会接触很多新器件，大多都是传感器，当然重点研究的还是电气特性。这门课并不难，关键要多做实验。
高级理论篇
信号完整性分析
可以说硬件工程师最大的敌人就是干扰，要解决这些干扰就得做好电磁兼容性设计，学好这门课，才可以画出性能更优的PCB
开关电源
学会设计电源电路，给自己的电路系统配上合适的电源，以及解决电源完整性问题，也是相当考验硬件工程师的模电功底。
射频电路设计
随着科技的发展，电路的工作频率将会越来越高，频率升高会带来各种各样的难题，所以学会设计射频电路也是很有必要的。
通信原理
掌握现代的通信技术，其中包括信息论基础和各种调制方式都会在各种通信电路当中有用到。
集成电路原理与应用
可以说几乎每块电路板都会用到芯片，所以学习一下芯片的制造技术，将会让你的硬件水平大大提高。
举个简单的案例，数字电位器里面的电阻就是用MOS管构成的有源电阻，一定要上电，它才体现出电阻的特性，如果只使用模电的知识将无法理解这一现象。
总结
如果你认为这么多书，怎么看都看不完。那是以一种静止、偏面的观点来分析问题了。其实上介绍那么多课，很多内容都是相通的。比如，数电里面的移位寄存器，就是单片机里面的串口收发器。模电里面的放大器、振荡器，到了高频、射频，照样讲到，只是分析方法有点不同而已。
高频里面的AM、FM、PM，到了通信原理，照样讲到，此外，还提出了ASK、FSK、PSK这几种雷同而且更为简单的调制方式。电力电子技术里面的直流斩波电路，就是开关电源的内容，只是扩展了一些内容而已。
标签：检测,测量,嵌入式,STM32,电路,干货,传感器,加速度,192 From： https://blog.csdn.net/weixin_49587977/article/details/142935111