硬件知识及调试(二)

二、PCB设计（略）

1、  常见封装介绍  BGA、QFP、SOP、SOT、DIP

2、  芯片管脚顺序：一般以芯片表面的圆点处为第一引脚，若芯片无圆点，则以芯片表面丝印下文左边为第一引脚；

3、  元器件识别

（1）       电阻

直插电阻和贴片电阻：电阻的主要参数为阻值和额定功率

直插电阻（色环电阻）的阻值通过读取电阻的颜色

贴片电阻通过文字符号法（4R7=4.7欧）和数字表示法（102=10*（10）^2）

          

其它的还有电位器、压敏电阻、光敏电阻等

（2）       电容

电容分为极性电容和无极性电容，电容的主要参数为容值和耐压值。

极性电容有电解电容（直插）和坦电容

               无极性电容有陶瓷电容（直插）、云母电容、纸质电容、薄膜电容及贴片电容

               陶瓷电容：自体电感小，体积小      云母电容：稳定性，高精密

   纸质电容：价格低，容量大           薄膜电容：体积小，损耗大

                   贴片电容的读值（106=10*10^6pf）

                            单位:Uf,nf,pf

（3）       电感

（4）       二极管

二极管主要有稳压、整流、检波的作用

它的主要参数为最大整流电流、最高反向电压等

除此之外还有发光二极管

（5）       三极管

                        

（6）       光耦

                   

（7）       晶振

 

三、元器件焊接

对元器件的焊接，就遵循按模块焊接的原则，边焊接边调试。总体焊接的顺序为：电源模块à主芯片à主芯片外围电路（最小系统）à外部存储器à其它外设。而对于特定模块，则可按元器件的大小从矮到高焊接。

焊接过程中应注意的问题：

1、  在焊接之间应当用万用表简单测试该电路板电源与地之间是否短路；

2、对于元器件，无论是芯片还是电阻电容三极管，都应当是PCB的封装与元器件的封装完全一致，否则在设计PCB时就应当更换；

3、对于元器件特别是芯片，应该注意找到芯片管脚的第一脚，防止焊反；

4、对于一些有极性的元器件，焊接时应当注意正负极或其它标志极性，如发光LED（可用万用表检测）、二极管（带杆的一边为负极）、坦电容（带杆的一边为正极）、电解电容、三极管；

5、焊接时应避免铬铁温度过高，同时应避免铬铁焊接元器件特别是芯片的时间过长，否则容易烧坏芯片；

6、  焊接时防止虚焊、短路、断路。

 

四、硬件调试

当电源模块焊接完成后，就可进入调试环节。在通电之前，再次用万用表测试电路板电源与地之间是否短路，防止烧坏芯片。并简单检查一下电路，检查二极管、坦电容、电解电容、三极管、芯片等是否焊错，是否有焊锡残余留在电路板上。通电观察是否有异常现象如冒烟、异常气味等，若存在这些异常现象，应立即断电。

硬件调试可遵循分模块调试，调试可以检测的对象一般为电压和波形，因此常用的测试仪器为万用表和示波器。

根据被检测对象的特性可分为：

1、              根据电压即可实现调试。可用万用表直接通过电压判断的主要是电源模块，同时还有微处理器I/O口电压。

2、              需要通过波形实现调试。很多数字芯片都有真值表，对于这类电路的调试，可通过对输入端输入特定的波形，在输出端看是否存在着与之对应的波形。

 

3、              需要软硬件共同调试。电路中能够硬件单独调试的部分比较少，电路中较多的还是需要软硬件共同调试。常见的有存储器电路、A/D、D/A、I2C接口电路、I2S接口电路、SPI接口电路、串口电路等。对于这种电路调试步骤为：

（1）保证最小系统能够正常运行；

    (2) 初始化所需要调试的电路的软件环境。一般需要关闭看门狗，设置与之连接的引脚状态，设置正确的分频倍频系数使得到适合的时钟。

     

（3）       按照要求编写针对芯片的特定操作。如对于A/D和D/A，在输入处输入适当的信号，设置合适的寄存器值使之运行，同时可编写中断函数接受中断，通过示波器观察两者波形。而对于存储器，设置合适的寄存器值勤，可直接编写擦除、写、读等操作，再查看寄存器值再观察是否达到要求。

4、              模拟电路的调试。对于模拟电路的调试较为复杂，对于这一块不是很清楚，只能对较简单的电路能够进行分析。

当调试时出现问题时调试步骤一般为：

1、  查看电路是否与原理图一致；

2、  查看电路图是否与PCB图一致；

3、  原理图中的芯片或电路是否与数据手册中描绘一致；

4、  检查电源和地是否正确；

5、  用万用表检查电路是否焊接正常，是否有虚焊现象；

6、  根据被调试对象类型选择合适的操作；