孫元化是徐光啟的學生，原本只是舉人，在明朝這種看重科考出身的環境，按理說他是做不大官，但他卻當上了登萊巡撫。在與傳教士和葡萄牙人的接觸中，孫元化看到了火器不僅威力巨大，更是大大縮短了士兵培養時間，一直力主朝廷大力發展火器。孫元化在遼東孫承宗手下之時，主張得到大力支持，參與了寧遠城的構建與防守。並且還著有我國第一部炮學專著《西洋神機》，還撰寫克《論台銃事宜書》、《改造火器呈》、《火藥庫圖說》等文。

　　在己巳之變中，孫元化守撫寧，救開平，又參與收復永平、遵化等四城的戰鬥，所向皆捷。他駐防的八城、二十四堡屹然不動，很重要的原因是發揮了西洋火炮的威力。朝廷看到了火炮的威力，開始重用孫元化。崇禎三年，孫元化隨孫承宗鎮守山海關。五月份，兵部尚書梁廷棟破格薦用孫元化升登萊巡撫，葡萄牙雇傭兵也被交到他手上，協助他在登州組建和訓練明軍火器營。

　　最初葡萄牙人在明朝沿海地區的做法比較強硬，但在“屯門海戰”中被明朝教訓之後，就改用行賄這種軟法子。他們這才得以在澳門居留，並建房修城逐漸站穩腳跟，然後就又長了脾氣。當時遠在伊比利亞半島的葡萄牙國王，派了一個名叫馬士加路也的人到澳門擔任總督，這位新來乍到的葡萄牙人沒能擺正自己行賄者的身份，很囂張地跟廣東官員互懟，關系鬧得很僵。乾互相拆台這種事，大明官員個個是行家，一言不合就下令中斷對澳門葡萄牙人的生活物資供應，同時還加大在粵澳貿易中對葡商的盤剝力度。葡萄牙人根本無法招架，缺吃少喝還賺不到錢，一度打算從澳門卷鋪蓋搬家走人。

　　在這種情況下，崇禎指派曾任兩廣總督的李逢節去澳門談合作，澳門的葡萄牙當局為了擺脫困局，自然是一百個願意。就這樣，一支葡萄牙雇傭兵部隊在澳門誕生了，並於崇禎三年一月三日抵達北京。葡萄牙雇傭兵部隊到京後的具體工作是監製火器和訓練士兵，在崇禎三年五六月間共鑄造鷹嘴銃41支和鳥銃65支，並以每批100人的規模分批訓練炮手。

　　按照原計劃，火器營的建制規模為每營4000人，2000衛隊2000戰士構成的多兵種聯合。裝備大炮96門、炮車120輛、鷹銃100門和鳥銃1200門。預計最後建成15個，6萬人的超現代化部隊。這個裝備水平按兵員與火器的比例來比較，甚至要優於三百年後的許多抗日武裝。只可惜因為“吳橋兵變”，登州陷落，城內火器營的人員、裝備以及糧餉，最後全部落到了叛軍手中，帶著投降了皇太極。

　　崇禎下旨，火器營賜名神威營，由孫元化遴選各級軍官，張可大為宣府副總兵兼兵部郎中，統領神威營調往宣府。另外崇禎又給孫元化撥款10萬白銀，在登州重新組建火器營。既然決定限制關外貿易，就不能不防蒙古諸部重新進犯九邊。其中最重要的便是宣府，宣府一旦被破，整個京師肯定會人心惶惶。而且崇禎也迫切需要戰馬，只有先把他們的先頭部隊打疼了，亦或是自己守住了。後續不管是拉攏、分化，還是合作貿易，才能談的下去。