最近我的學生頻繁出現“卡殼”現象：看似很簡單的設計，卻死活調不出來，人都快瘋掉了。大約一週前，小陳來找我的時候，一副懸崖上抓不牢樹枝，就想自己鬆手跳崖的樣子，猴急的都想給我說難聽話了。這兩天，小陳的問題找到了，解決了，又快樂了。但是常偉的問題又來啦。
用MSP430F169單片機給程控增益放大器PGA280實施SPI控制，正常，同一個單片機給一個24位ADS1259實施控制，也正常。但是兩個同時都焊上，用CS片選分別控制，就不行了。問題就這麼簡單，卻讓他焦頭爛額。
解決問題是遲早的事情，我不擔心，並且發現問題解決問題，本身就是對他們的鍛鍊，我才高興呢。但是，我發現他們無一例外的，都陷入了一種混亂的狀態：出現問題，開始左試試，右試試，有時成功了，高興了，吃飯回來，又不行了，接著試。就這麼反覆折騰，總有崩潰的時候，就開始發火，焦躁，然後滿世界找人幫忙，特別像落水以後找稻草。這種狀態持續3天以上，他們就開始對我發火了。
我告訴他們：故障出現是好事，第一鍛鍊了你們，第二排除了隱患。不到萬不得已的時候，我是不會出馬的，我只需要教會他們排查故障的三大必須，就可以了。
排查故障是一門學問，深得很。但籠而統之，就三大必須，有了這三條，沒有排查不了的故障：第一、心態。第二、策略。第三、耐心。
第一條心態。你必須對出現的故障，有強烈的感激。謝謝上天給了我這個機會，我要牢牢把握住。你可以想象自己是福爾摩斯，已經好幾個月沒有接活了，和華生天天閒聊已經沒有意思了，急切希望有個案子，蘇格蘭場束手無策了，等著你出馬了。只有這種心態，才能讓你能夠在後續的長期鬥爭中保持亢奮的頭腦、縝密的思路以及足夠的耐心。
我最大的特點就在於此。學生給我彙報故障的時候，我通常是特別興奮，一字一句聽，像聽考題一樣，他們漫不經心的，我的眼睛卻犀利如刀。我特別希望我的學生能夠學會這一點。
第二條策略。這是技術活。細講太多，粗粗說點兒。
1）讓故障重複出現，避免隨機性故障。對隨機性故障，我找機會另說。
2）保護故障現場，不輕易亂動。動的無論是軟件還是硬件，都應保證可以恢復。因此，別隨意焊下芯片，焊下的芯片也要放好，能找回來。另外，軟件一定要按照序號備份。
3）不要一次做兩個以上的改變。
4）養成習慣，用個小本記錄所有的動作和事實。換了個電源，看似小事，有可能由A故障變成了B故障，你腦子就亂了。因此，如果要換電源，也要記錄。
5）重視儀器和操作方法。每次記錄事實，一定要確保事實是真的。
6）學會用邏輯的思維。主要是，造成這種故障現象的可能性有多少種，一一列出，可能性最大的到可能性最小的。
7）學會排查次序。影響排查次序的有兩個主要因素，第一故障可能性，第二排查難度。我們當然要先試探可能性最大的，且排查難度最小的。但是兩者並不總是這麼巧。比如，你懷疑是A芯片壞了，這可能性最大。但是把它焊下來很費勁，排查實施難度較大，就可以先排查別的可能。這一項有點運氣成分，也有點經驗成分。
8）學會二分法並巧妙使用。二分法，就是把故障分為兩部分（或者三部分，別太多，否則會亂），然後製造一些情況，想辦法確定是哪部分，然後再細分，逐漸縮小包圍圈。以前日本鬼子查城區裡面哪裡在發報，就用這方法：一個區域一個區域停電，看哪裡一停電就導致電報信號消失，就能確定發報者在哪個區域，然後再縮小區域停電，最終找到我們的地下工作者。幾句話還是說不清，我找機會再說吧。
當按照這種縝密的思維方式，羅列了所有故障可能性，且一一排查均無結果的時候，你應該更加亢奮。就像給一個1k電阻加了一個1V直流電壓，測量的電流卻不是1mA一樣，你應該有這種心態：活見鬼了，難道歐姆定律都不成立了嗎？
此時，找老師，找朋友，找什麼人都行。但是，有誰做到這一步呢？多數學生都在這個階段，徹底崩潰了。
因此，第三條，足夠的耐心。
我曾遇到一個故障，就是電源電流太大。密密麻麻一大堆芯片，工作也算正常著，就是電源指示電流偏大，我知道一定是哪裡短路了或者臨近短路了。但是怎麼查啊？關鍵是整個系統工作是正常的。
當時我自己告誡自己，要耐心，我不同於一般人，我有足夠的耐心一定能查到。於是，我先用放大鏡把板子上所有位置都看了一遍，看有沒有焊接短路或者飛濺焊錫，花了很久時間，記不得了。然後，我看著電腦上的PCB圖，把所有在10mil附近的間距，都用萬用表查了一遍，還是沒有。有點惱火了，於是我又告誡自己，不是一般人，不是一般人，接著來。
這次我幹什麼了呢？誰也不會想到我有多大的恆心：我計劃把芯片的每一個管腳，或者叫電路板中的每一個節點，都和其它不應該連接的節點，都測一遍。這得測量多少次啊？但我豁出去了。於是，我開始幹了。好在當時的芯片，都是DIP封裝的，管腳不是甚多，我一個個查，終於查到了。其實時間也不是太長，一兩個小時而已。
結果是，兩根完全不相干的輸出線，短接了，而電阻不是0，記不得是多少，大約就是幾個歐姆的樣子。我左看右看，他們都不會相連，只有一段大約幾個釐米的區間，它們兩根線平行走過。我割斷，不短路了，短路侷限在10cm左右了，再割斷，最後侷限在1cm左右的空間中，兩線平行，但是短路。而兩線的間距有差不多3個mm。
這板子已經被我折騰的不成樣子了，但留下了一個千古疑問：兩根間距3mm的線，在1cm長度內，居然短路了。我用放大鏡看著，沒有痕跡。我舉起來對著刺眼的檯燈，仔細看，一條細細的痕跡出現了，那麼細，那麼曲裡拐彎，就有一根不透明的細線。
我舉起割刀，在3mm的間距中深深的割了幾刀，短路消失了。
這是上世紀九十年代中期的故事，我記憶猶新。
沒有如我當時之耐心，這樣的故障是難以查到的。
可能會有人說，這是一個個案，印製板的質量不好，你查到又有什麼用呢？板子已經廢了。但我有不同的認識，查到了，我就可以拍胸脯了，自信心比什麼都重要。至今我仍然能夠保持足夠的自信，學生遇到問題，我不急，慢慢查著去，過了我的期限，我絕不相信，到我這裡還查不出來。
心態好，有縝密的策略，有足夠的超乎尋常的耐心，是排查故障的三大必須。很多人可能會注重技術性的策略，這當然很重要。但我發現，最重要的恰恰是第一條和第三條，它們不是想學就能學到的，而是要悟要養的。
本文轉自：電子工程專輯
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