在日常的工作中，电子工程师可以在哪些地方需要使用Python？相信很多只知道Python热门，但具体不知到在哪些应用或者哪些产品中可以使用Python，本文就给大家展示一些Python擅长的应用程序。在很早之前的一篇文章中，我们提出了一个问题： “Python vs. C/C++:电子工程师为什么要学Python？”
现在，就让我们来讲讲Python到底可以用在哪些地方？哪些与电子工程师密不可分？
万能的电子工程师
相信很多工程师都深有体会，电子工程师不仅仅只是处理电路设计，我们还面临着一系列其他需要处理的任务。有固件编程，调试，测试原型硬件和软件，测试生产样品，致力于质量控制，以及看似永无止境的数据收集，评估和分析。
那Python如何帮助解决所有的这些问题？
Python非常擅长成为通用编程语言，像HDL（VHDL，Verilog等硬件描述语言）这样的语言可以做一些特定的事情，比如合成到硬件。而像C/C ++这些语言则运行精简，非常适合嵌入式编程。但是，在这之中，Python语言可以帮助完成这些通常的任务，而这些任务通常构成我们处理的大多数事情。
通常，这些任务可能是测试，数据收集或自动化等任务，它们占工程师时间的很大一部分。根据我的经验，设计只占工程师时间的5-10％，另外90％左右的时间用于研究，测试原型，调试，创建测试夹具和程序，生产测试，质量控制。
设计之前的许多事情（比如研究部件和实现以及提出系统架构）都无法实现自动化，这些任务使我们成为具有创造力的手工工程师。但是，一旦设计实施（即有趣的部分），仍然需要处理很多苦差事。
以下是一些苦差事类型的任务以及Python如何有效地帮助完成它们。
Gerber文件提交的文件处理
通常最需要自动化处理的应用程序之一是文件处理，这种类型的流程工作因软件，供应商，客户等而表现的不同，大多数情况下，这些工作流程包括以某种格式处理文件，PCB供应商要求我提交具有特定文件扩展名的Gerber文件，以便他们的工作人员能够解析，检查并确认它们是否符合设计要求。
由于我的PCB CAD工具不能以所需格式输出Gerbers，因此每次提交PCB时都需要更改文件扩展名。这不是一项艰巨的任务，但由于我每年都会迭代许多设计并进行设计修改，每次我向工厂提交设计时，都会在大约10个不同的文件上更改Gerber文件扩展名。
文件处理的一个更实际的例子是当你有一种格式的文件（例如，XML）而客户需要另一种格式的文件（例如，CSV）时，通常会是一个巨大的麻烦。但是使用一些库和一些简单的Python代码，可以在多种格式之间更改文本文件。
自动化测试设备
作为电子工程师，使用Python的一大优势是控制和自动化测试设备，寻找配备USB输出的低成本测试设备变得越来越普遍，这些设备可以收集数据并以CSV等常见格式存储它们。
Python最初是为文本解析而创建的，因此筛选大量文本数据以提取有用信息非常有用。例如，我在现场随身携带的一台便携式示波器Hantek DSO5202P数字存储示波器，它价格低廉，但比较可靠，可以输出波形作为原始CSV数据。
这意味着您可以实际捕获某些波形中的数据，解析，处理并绘制输出。这是你现在可以在计算机内部播放的实时物理数据，并了解它与数字滤镜的行为方式。更加值得一提的是，您可以对其进行格式化以馈送到任意波形发生器，并重新创建用于在电路上进行测试的精确波形。
如果您使用的是支持GPIB接口的测试设备，您还可以使用Python库（如pyVISA）来控制它们，你曾经需要购买NI设备来完成所有这些工作，这就需要一些财力雄厚的公司作为支持，不然这些仪器的价格就能让你个体望而生畏。但现在，你可以以计算机的价格和一些Python专有技术自动化测试设备设置。
一旦你可以自动化你的测试设备，你就会觉得自己像个魔术师，你可以设置闭环测试，例如使用任意波形发生器激励被测设备，并收集有关如何通过示波器，万用表或数据记录器响应的数据，可能性是无止境的，只有你想不到，没有做不到。
Flask，Python Microframework
不过，Python不仅仅停留在自动化测试设备上。如今，设计连接到某些互联网服务或通过REST API与之通信的产品变得越来越普遍。在开发硬件和编写测试固件时，您还可以使用Python来设置带有REST API的测试服务器以进行连接。
您不需要牛叉的Web开发人员或为此学习其它语言，因为使用Python/Flask框架设置REST API非常容易，你基本可以在一小时内逐步设置自定义REST API。
作为一名专业的电气工程师，您可能会在某些时候参与制造，所以拥有自动化生产测试的能力非常有用。测试越一致和彻底，对公司的产品线就会表现的越好，无论是为了降低更多的现场故障，或是更少的退货还是质量控制不良造成的声誉损害更少。
对于我的电路设计，我得通常用探针，线束和夹具多功能为一体的定制化测试夹具，这些测试夹具可以与Arduino或Raspberry Pi等定制板连接，并可通过计算机进行控制。我的标准生产测试系统包括类似的东西，线束连接到运行Firmata协议固件的Arduino。
这允许我使用pyFirmata在Python中与它进行通信，我可以将每个引脚设置为输入或输出，检查每个引脚的状态，记录所有数据，生成唯一的序列号，并输出大的PASS或FAIL消息，当电路板在工厂装配厂时，我只需要教一个人如何运行Python测试脚本，等待要么是PASS，要么是FAIL，并自动存储数据以及该生产运行的统计数据。
SQL：数据库管理语言
存储是一个永恒的主题，这让我想到了数据库的作用，实际上使用数据库是Python的一种乐趣，比如SQLite3，顾名思义，它是一个基于单个文件的轻量级数据库。
如果您希望选择将代码迁移到不同的数据库，尤其是基于服务器的数据库，那么我建议使用名为SQLAlchemy的库。这会使你可以连接到许多流行的关系数据库，如SQLite，PostgreSQL和MySQL，而无需更改代码。
那么问题来了，现在电子工程师该如何使用数据库？
好吧，在我前面提到的自动化测试设置中，测试系统输出了一个序列号以及其它数据，如统计数据，测试结果和其它注释，这些都可以存储在您创建的数据库中，因此会有一个日志跟踪每个生成的电路板的历史记录，当返回电路板时，可以查找序列号，并检查电路板的历史记录，也许它以前是为RMA返回的，或者它曾经一次测试失败，但在下次尝试时通过了。
小结
要说到Python的应用，我基本可以一直说下去，老实说，Python可以为电子工程师打开全新的世界。虽说电子工程师的基础工作仍旧是电子设计，但是，现在，纯粹在电子产品世界中生存变得越来越困难，我们还必须编写固件，执行测试，收集数据，参与生产并对退回或失败的产品进行排查。
如果把电子设计和C/C ++比作面包和黄油，那么了解Python可以帮助工程师完善他们的技能，并制作成精而美的美味蛋糕，从而在电路设计到整个产品生命周期中发挥重要作用。因此，我强烈建议还没有接触过Python的电子工程师趁闲暇之余好好了解下，这可能将在某个阶段对你产生巨大的帮助。
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万能的电子工程师
相信很多工程师都深有体会，电子工程师不仅仅只是处理电路设计，我们还面临着一系列其他需要处理的任务。有固件编程，调试，测试原型硬件和软件，测试生产样品，致力于质量控制，以及看似永无止境的数据收集，评估和分析。
那Python如何帮助解决所有的这些问题？
Python非常擅长成为通用编程语言，像HDL（VHDL，Verilog等硬件描述语言）这样的语言可以做一些特定的事情，比如合成到硬件。而像C/C ++这些语言则运行精简，非常适合嵌入式编程。但是，在这之中，Python语言可以帮助完成这些通常的任务，而这些任务通常构成我们处理的大多数事情。
通常，这些任务可能是测试，数据收集或自动化等任务，它们占工程师时间的很大一部分。根据我的经验，设计只占工程师时间的5-10％，另外90％左右的时间用于研究，测试原型，调试，创建测试夹具和程序，生产测试，质量控制。
设计之前的许多事情（比如研究部件和实现以及提出系统架构）都无法实现自动化，这些任务使我们成为具有创造力的手工工程师。但是，一旦设计实施（即有趣的部分），仍然需要处理很多苦差事。
以下是一些苦差事类型的任务以及Python如何有效地帮助完成它们。
Gerber文件提交的文件处理
通常最需要自动化处理的应用程序之一是文件处理，这种类型的流程工作因软件，供应商，客户等而表现的不同，大多数情况下，这些工作流程包括以某种格式处理文件，PCB供应商要求我提交具有特定文件扩展名的Gerber文件，以便他们的工作人员能够解析，检查并确认它们是否符合设计要求。
由于我的PCB CAD工具不能以所需格式输出Gerbers，因此每次提交PCB时都需要更改文件扩展名。这不是一项艰巨的任务，但由于我每年都会迭代许多设计并进行设计修改，每次我向工厂提交设计时，都会在大约10个不同的文件上更改Gerber文件扩展名。
文件处理的一个更实际的例子是当你有一种格式的文件（例如，XML）而客户需要另一种格式的文件（例如，CSV）时，通常会是一个巨大的麻烦。但是使用一些库和一些简单的Python代码，可以在多种格式之间更改文本文件。
