最近两个电路调试的经历与总结（一）

最新推荐文章于 2025-09-25 20:07:23 发布

原创最新推荐文章于 2025-09-25 20:07:23 发布 · 1.1k 阅读

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#硬件

最近遇到了两个电路调试的经历，一个是师弟的，另一个是隔壁实验室师兄的，他们提出了问题，我们一起交流，觉得收获还是挺大。

首先是师弟的一个入门项目：一块STM32F103ZET6的核心板的绘制。主控芯片+CH340+SWD+电源，就这么些个东西。

在打板之前我是看过原理图和PCB的，我认为没有问题。但是师弟把板子焊好之后，问题就出来了：下载不了程序，无论是CH340串口下载，还是SWD下载。

首先排查电源输出是否正确，5V与3.3V没有问题；后面再排查不出来问题的时候，我用示波器观察了波形，发现电源输出也是正确（这里有个伏笔）。

随后怀疑是芯片没有焊接好或者芯片本身有问题，让师弟重新焊了几遍，后面师兄也帮忙从一块验证过的板子拆下来芯片再焊了一次（确保芯片本身没有问题），无果。

到这里我其实有点纳闷了，照理说这个电路并不复杂，而且大多也是经过验证的很常见的STM32电路，为什么就会有问题呢？师弟说有可能是因为他的PCB有问题或者打板厂家工艺有问题。

我比较否定这种说法，我对他说：“板子出现问题，首先考虑自己的因素，原理图没有问题前提下，PCB只要DRC没有报错，晶振电路布得不离谱，一般就不会出现问题。更何况这只是一个STM32的低速板，可能有些设计会影响性能，但大多数情况下不会影响功能的正常使用；第二个，厂家工艺有问题这种事情还是不要再考虑了，如果嘉立创连个四层板都出问题的话，那也没多少PCB厂家能信任了”。当时已经挺晚了，我第二天还有去公司，所以我让他继续排查原理图的问题，后面再调试。

后面师弟再次找上我的时候，说程序能下进去了，但是“概率很低”，他是这样描述的：在下载的时候不断反复按唤醒按键，程序就能下载，但是得一点一点试，能不能下进程序完全是靠运气。但即便下进程序后，程序也没有正常运行，最简单的按键控制LED灯亮灭也没有办法成功（伏笔）。

首先我让他用示波器看一下，无源晶振是否起振。结果没有起振。在没有下载程序前，无源晶振是不会起振的（有源晶振就压根不用考虑这种问题，这也是有源晶振的优势），所以我在思考程序是否真的下进去了，毕竟现象也不对（伏笔）。我问师弟起振电容是否正确，他说没有印象了，他对起振电容的容值可能不敏感，我让他重新焊接两个22pF的电容，以确保不是元器件的问题。换完之后还是没有现象。

我想起师弟在下载的时候，反复按唤醒键才能下载。我之前并没有用过这个东西，于是去查一下芯片手册：这个引脚是芯片休眠的一个功能，只要给一个上升沿就能接触休眠。难道是芯片一直在休眠？（后面才知道这个休眠功能也是需要程序调用的，这里没有调研清楚，以为直接是物理控制）我想就验证一下是否是这个的问题，于是把按键拆了，直接将两个焊盘连接在一起，相当于一直按下去。结果晶振起振了（伏笔），那就说明不是晶振的问题。

但是程序现象还是不对呀。然后下载了其他程序，比如串口回环，不对，又去验证了下CH340的电路，这也是我写上一篇什么是握手信号文章的原因，其实这里已经有点偏了（因为确实调试不出来）。还是只有看原理图。

最后还是师弟自己检查出来了，结果真是令人恍然大悟啊（苦笑）。问题出在这里：

乍一看，没有什么问题，很简单很常用的稳压电路，但是仔细一看，R2的阻值。

居然是10K......师弟在画原理图的时候，把别人的 10R 看成 10K 了，他可能还不喜欢这种阻值的表达，所以焊接的时候也直接焊的10K的电阻，换上10R的电阻一切就都好了。那下面来解释一下为什么会有这种现象发生。

首先这个VDDA是个什么东西，可以查看一下芯片的数据手册

VDDA的作用是：为STM32内部所有模拟电路提供模拟电源，包括ADC、DAC、复位模块、PLL外部时钟源。

所以这是一个很重要的电源引脚。其电压必须是在2.0~3.6V之间，而且必须与VCC保持很接近，工程上一般都是用同一电压，中间用一个磁珠或者0Ω电阻隔离。

那照上图使用10K的电阻，VDDA的电压实际是多少呢？我们计算一下：

VDDA = 3.3V - $I_{VDDA}$ *10KΩ

那么只需要知道 $I_{VDDA}$ 的值就可以计算得出了，但数据手册并没有给出关于这部分的电流，但其实估算一下也能发现问题。当 $I_{VDDA}$ 只有0.3mA的时候，VDDA也就只有0.3V了，电流再大一点点也就直接为0了。所以这就是板子没成功的原因。

那么现在讨论一下之前的伏笔，也尝试解释其中的一些问题。

伏笔：最开始检查到电路的时候，我确实忽略了电阻的阻值，并且以前也没有想过VDDA的作用以及其供电的规范，所以没有从一开始就排查出来问题；值得思考的是，当我把按键的两端连上时，也就是直接给芯片引脚提供一个3.3V电压，此时晶振是起振的，并且程序也是在这个时候下进去的，那就可以思考一下PA0与VDDA的关系了。但是PA0输入数字域，与VDDA应该并无关系，并且晶振也开始起振，为什么会有这个现象呢？我猜测可能与内部结构有关，这样无意中给芯片供电了。（说实话，我并没有理解，如果阅读的你知道思路或者答案欢迎在评论区讨论）

总结一下：

①VDDA的设计应与VCC保持一致，最好使用同一电源输出，并用磁珠隔离。

②排查问题时，还是重点观察电源部分是否正确，包括每个电源。不要总想着芯片良品率问题与电路板制造工艺。

③抛开成本来谈，可以多试试有源晶振，无源晶振不起振的原因实在有太多了。

④MCU的唤醒功能需要程序驱动，并非只靠硬件驱动。

先写师弟的这一个调试经历吧，后续再写师兄的。