硬件调试步骤.docx

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硬件调试步骤

调试步伐之欧侯瑞魂创作

创作时间：

二零二一年六月三十日

不论采纳分块调试,还是整体调试,通常电子电路的调试步伐如下：

　1．检查电路

任何组装好的电子电路,在通电调试之前,必需认真检查电路连线是否有毛病.对比电路图,按一定的顺序逐级对应检查.

　　特别要注意检查电源是否接错,电源与地是否有短路,二极管方向和电解电容的极性是否接反,集成电路和晶体管的引脚是否接错,轻轻拔一拔元器件,观察焊点是否牢固,等等.

　　2．通电观察

　　一定要调试好所需要的电源电压数值,并确定电路板电源端无短路现象后,才华给电路接通电源.电源一经接通,不要急于用仪器观测波形和数据,而是要观察是否有异常现象,如冒烟、异常气味、放电的声光、元器件发烫等.如果有,不要惊慌失措,而应立即关断电源,待排除故障后方可重新接通电源.然后,再丈量每个集成块的电源引脚电压是否正常,以确信集成电路是否已通电工作.

　　3．静态调试

　　先不加输入信号,丈量各级直流工作电压和电流是否正常.直流电压的测试非常方便,可直接丈量.而电流的丈量就不太方便,通常采纳两种方法来丈量.若电路在印制电路板上留有测试用的中断点,可串入电流表直接丈量出电流的数值,然后再用焊锡连接好.若没有测试孔,则可丈量直流电压,再根据电阻值年夜小计算出直流电流.一般对晶体管和集成电路进行静态工作点调试.

　　4．静态调试

　　加上输入信号,观测电路输出信号是否符合要求.也就是调整电路的交流通路元件,如电容、电感等,使电路相关点的交流信号的波形、幅度、频率等参数到达设计要求.若输入信号为周期性的变动信号,可用示波器观测输出信号.当采纳分块调试时,除输入级采纳外加输入信号外,其他各级的输入信号应采纳前输出信号.对模拟电路,观测输出波形是否符合要求.对数字电路,观测输出信号波形、幅值、脉冲宽度、相位及静态逻辑关系是否符合要求.在数字电路调试中,经常希望让电路状态发生一次性变动,而不是周期性的变动.因此,输入信号应为单阶跃信号（又称开关信号）,用以观察电路状态变动的逻辑关系.

　　5．指标测试

　　电子电路经静态和静态调试正常之后,即可对课题要求的技术指标进行丈量.测试并记录测试数据,对测试数据进行分析,最后作出测试结论,以确定电路的技术指标是否符合设计要求.如有不符,则应仔细检查询题所在,一般是对某些元件参数加以调整和改变.若仍达不到要求,则应对某部份电路进行修改,甚至要对整个电路重新加以修改.因此,要求在设计的全过程中,要认真、细致,考虑问题要更周全.尽管如此,呈现局部返工也是难免的.

网友的一份ARM硬件调试说明

ARM硬件调试

在网上的时候,看到很多人在问如何自己做ARM板,也有些人想联系网友一起做.不论是哪种方式做,都是希望能自己做个ARM来玩一玩.个人认为自己做一个ARM板其实不是很难.难度多在元件的购买和PCB加工上.但这两部份也很好解决.做一个简单的、自己学习用的板,本钱不外三、四百块钱.不单划算,还能享受其中的乐趣.

一、原理图的设计

首先,你先要考虑自己筹算做一个什么样的板,是为了完成某个项目,还是做个学习用的板.明确目的后,开始设计原理图.目前我们经常使用的ARM开发板多是三星的,也有PHILIPS的.这两年夜类芯片在网上可以找到很丰富的资源,包括原理图和测试法式,尤其是44B0的芯片,资料几乎是满网飞了.找一个芯片的原理图,在其基础上做些改动,使之更适合自己的实际应用.ARM7的芯片使用起来会稍微简单些,究竟其原理构造和普通的51单片机有些类似,不需要太费事就可以完成.对ARM9的,设计原理图会比力麻烦.建议采纳核心板的方式,把ARM芯片和存储器放在一个小板上,然后再做底板,这样即使设计出了问题,也方便重新修改设计.

原理图方面我就未几罗嗦了,网上年夜把参照图,DOWN下来自己修改就可以了,确定原理图无误后,就需要开始布板了.

对ARM7,速度比力低的那种（100M以下的）,板只要布的合适就可以了,没有什么特别值得注意的处所,有些信号线上可能需要串上一些小电阻,做高频电阻匹配用.

对ARM9的板,最少需要4层板.（如果双面能把线布下,双面板也可以的）.这里也许有人会问,4层板是否够用.我觉得是完全够的.我自己设计过一个S3C2410核心板,用4层板做,在200M下也能正常工作.另外,我从网上下了个6层板的PCB,我把它改成了4层板,虽还没来得及调试,我估计工作起来也不是问题.为什么我这么说呢,因为看整个电路就可以年夜概知道一些,只要你布的板把电源和时钟处置的适当,其他逻辑信号线不是什么太年夜问题.固然了,前提是逻辑信号不能乱布.

这里需要说明一点,做4层板完全是为了自己学习用,因为做6层板的价格太高了,个人承当不起.但如果你是筹算来做工业设备或实际项目,还是使用6层板吧,这样能够在硬件上起到一定的保证作用.

二、PCB加工

板布好之后,就要外发加工了.如果你是公司给你做板,那就不用开这个部份了.个人做板的可以继续看下去.

找厂家做板就有些技巧了.先说双面板的.双面板普通厂家都可以做,线距和ARM7芯片的引脚间距一样就可以了.宽一点更好.价格一般不会很贵,有200块RMB就足够做5个板来让你调试了.北京和深圳的行情好象不太一样.在深圳好象是需要收年夜概600块的工程费,然后是按面积算.北京则是直接按面积算,总价需要在100块上以上,缺乏100的按100来算.同时北京还可以自己来定做板方法,比如板上不加丝印、不镀金来降低价格.不论怎么说,只要耐心找,总能找到一家适合自己的厂家来做板.固然了,也有些厂家价格低,质量也会梢差一点,做好的板拿回来仔细检查,就不会影响到我们测试.我和另一个同学04年的时候,在北京用了150块钱做了3个板,没有丝印,没有铣边,仅仅镀了层锡.回来后自己把板处置一遍.检查出了一处短路（我们布的那个板,线条过细,线距也很小,这是到后来才知道的）.修理完后焊好的板工作很稳定.

再说多层板的.由于多层板一般多用于BGA封装的芯片,检查的时候就不容易检查,加上内层布线我们看不到,在选厂家的时候需要适被选一些可信的厂家,最好是能做飞针测试的厂家.做一个4层板的模费年夜概是在1000~2000,个别厂家可能会要2000以上,但那种厂家是能保证给你的板绝对OK的,有的时候为了板的质量,也需要牺牲一点模费.一般,你付足模费钱后,厂家可以免费给你做几个样板,如果你想多要几个板,一定要提前跟厂家说,他们可能会多收一点钱,也可能不收钱.这样看你的谈判技巧了.因为他一次做一个板和一次做30个板的价格是一样的.

做板方面需要注意的是,板拿回来后需要仔细检查,发现开短路的处所需要及时修理.所在地没有加工板的处所,可以考虑网上订做.他们做完后可以邮寄给你,价格方面需要自己去谈了.

三、元件的购买

购买元件很容易.固然了,你得找到合适的货源.北京的方面,在中关村就可以找到芯片.像电阻电容这样的元件也可以零售（100个一卖）.

深圳这边好一些的店面一般不零售.但这没关系,在华强多转转,慢慢的和店老板磨一磨,拿上一两百个元件还是没有问题的.

如果不能找到像北京、深圳这样有专门电子市场的处所,也不要放弃,可以考虑在网上找一找,有些处所是卖套件的,可以自己买一套来玩玩.价格不会差很远的.元件购买方面需要注意的是,不要卖到翻新件.

四、元件焊接

板拿回来后,就需要开始焊元件了,TQFP封装的芯片会比力好焊,焊盘上先上锡,然后一个脚一脚的焊上去就可以了.固然也可以采纳拖焊的方法,总之,只要焊的牢靠就行了.

对BGA焊接,可能会更简单一点.因为BGA焊接是外发加工的,自己最好不要焊.焊接GBA芯片最好是找那些修手机或是修笔记本电脑的厂家焊.就算他们没有专门焊接BGA的设备,凭他们的经验,也可以把芯片焊好.焊接BGA芯片的价格差距很年夜,价格年夜多在100块左右的.不外也有廉价的,我在华强找的一家,焊个S3C2410只要20块,胜利率在90%以上,我在那里焊的几个板,没有一个有问题的.如果是批量生产,还是找比力好的加工厂做吧,究竟少修电脑的厂家只是拿来给我们自己玩玩而已.

焊接调试过程中有个小技巧,也算是一个注意点.板最好是焊一部份调试一部份.一般焊接调试的顺序是：

电源->主芯片外围器件->主芯片->SRAM->FLASH->其他外设.依照这样的序调试焊接,优点在于能一步一步的排除问题点.假设,当你把主芯片,存储器都焊好,而且也调试可以工作了,再去焊你的电源,结果板上的电源部份出问题了,一个高压窜到了主芯片上,那后果不是很严重？

五、电源、主芯片的电路调试

焊好电源,把板上主芯片位置与电源相连的引脚测一遍,看看是不是需要的电压,这样做可以保证主芯片供电正常,使主芯片能够工作.

电源部份调试完成后,接下来是焊与主芯片相关的外围元件,如复位电路,时钟部份,JTAG接口部份,系统配置部份.这几个部份焊好后,再焊上主芯片,和主芯片一起调试.

主芯片焊好后,通过JTAG接口连接到电脑上,在电脑上用JTAG调试代办署理软件,就应该可以检查到板上的芯片了.如果不用代办署理软件,用ulink之类的工具也可以.不外个人觉得用代办署理软件最简单了.如果软件检查不到,则暗示主芯片没有正常工作,或者JTAG部份没有工作,这个时候就需要详细检查各个部份了.一般来说,这个环节是整个调试工作中最重要的部份,主芯片如果不能工作,其他元件就不要再焊了,焊上也没有意义.这个环节容易出问题的就是复位电路工作不正常,主芯片某些引脚虚焊.主芯片的系统配置正确与否暂时不会影响到芯片是否工作,可以最后检查.

当电脑能够胜利的检查到板上的芯片时,激动的心情也会随之而来.哈哈~~~

六、SRAM、FLASH的调试

接下来,需要调试的是SRAM.

为什么是先调试SRAM而不是先调试FLASH呢？

因为SRAM可以直接由ARM芯片来读写,只要信号线接的没错,系统设置没错,那SRAM一定会工作,除非你买到坏的SRAM.用JTAG接口将板和电脑连接,翻开AXD的Commandline和Memorywatch,使用命令行来对芯片进行初始化.AXD中使用setmem命令对相关寄存器进行设置.如果不知道如何使用Commandline,可以在命令行中输入help来查询.设置完寄存器后,后在Memorywatch中修改对应地址单位的数据,就可以看到修改后的数据保管下来了.我用这个方法测试过LPC2214,4510,44B0,2410,都可以用这个方法来测试SRAM是否已经工作了.

当使用这种方法修改SRAM数据,需要注意的是,你所修改的地址,必需是位于SRAM地址范围内的,否则修改后不会获得正确的结果.如果发现修改后的数据不能获得你想要的数据,可能存在两个问题：

1是电路板上数据线存在开短路.2是芯片的初始化设置不正确,招致存储器映射毛病,修改好即可.

一般来说,SRAM如果能够顺利工作,则FLASH也可以顺利工作.焊好FLASH,使用FLASHPGM烧一个法式来实验一下.如果能顺利烧入,则暗示FLASH可以正常工作.如果不能正常烧入法式,多半情况是焊接不够好,FLASH可能存在短路或者虚焊.这里需要知道一件事,FLASHPGM软件是利用SRAM来烧录FLASH的.它先将一段可以烧录FLASH的法式下载到SRAM中,运行这段小法式,然后再烧录FLASH,所以你提供给FLASHPGM的芯片初始化法式必需正确,这样才可能正常烧录FLASH,否则烧录肯定是失败的.

对2410这种既挂NANDFLASH又挂NORFLASH的芯片,调试起来也很容易.用FLASHPGM调试NORFLASH,用三星提供的那个小烧录工具调试NANDFLASH.

调试到这里,说明你的板已经可以工作了.焊好串口部份电路,写上一段法式测试串口,调试串口部份.串口部份可以工作后,你的开发板就可以用了.固然,你的板上肯定还有其他工具,不要着急,一点一点的调试,总是可以调试完成的.整个板的调试过程中,越是靠前的步伐就越是难调,后面的外设相对好调一些.总的来说,只要你想法子,板是一定可以做成的,调试也可以很快完成.

如何判断集成电路的好坏

准确判断集成电路的好坏是修理电视、音响、录像设备的一个重要内容,判断禁绝,往往花年夜力气换上新集成电路而故障依然存在,所以要对集成电路作出正确判断,首先要掌握该集成电路的用途、内部结构原理、主要电特性等,需要时还要分析内部电原理图.除这些,如果再有各引脚对地直流电压、波形、对地正反向直流电阻值,那么,对检查前判断提供了更有利条件；然后按故障现象判断其部位,再按部位查找故障元件.有时需要多种判断方法去证明该器件是否确属损坏.

一般对集成电路的检查判断方法有两种：

一是不在线判断,即集成电路未焊入印刷电路板的判断.这种方法在没有专用仪器设备的情况下,要确定该集成电路的质量好坏是很困难的,一般情况下可用直流电阻法丈量各引脚对应于接地脚间的正反向电阻值,并和完好集成电路进行比力,也可以采纳替换法把可疑的集成电路插到正常设备同型号集成电路的位置上来确定其好坏.固然有条件可利用集成电路测试仪对主要参数进行定量检验,这样使用就更有保证.二是在线检查判断,即集成电路连接在印刷电路板上的判断方法.在线判断是检修集成电路在电视、音响、录像设备中最实用的方法.以下分几种情况进行论述：

 1.电压丈量法    

主要是测出各引脚对地的直流工作电压值；然后与标称值相比力,依此来判断集成电路的好坏.用电压丈量法来判断集成电路的好坏是检修中最常采纳的方法之一,但要注意区别非故障性的电压误差.丈量集成电路各引脚的直流工作电压时,如遇到个别引脚的电压与原理图或维修技术资料中所标电压值不符,不要急于判定集成电路已损坏,应该先排除以下几个因素后再确定.    

（1）.所提供的标称电压是否可靠,因为有一些说明书,原理图等资料上所标的数值与实际电压有较年夜分歧,有时甚至是毛病的.此时,应多找一些有关资料进行对比,需要时分析内部原理图与外围电路再进行理论上的计算或估算来证明电压是否有误.    

（2）.要区别所提供的标称电压的性质,其电压是属哪种工作状态的电压.因为集成块的个别引脚随着注入信号的分歧而明显变动,所以此时可改变波段或录放开关的位置,再观察电压是否正常.如后者为正常,则说明标称电压属某种工作电压,而这工作电压又是指在某一特定的条件下而言,即测试的工作状态分歧,所测电压也纷歧样.    

（3）.要注意由于外围电路可变元件引起的引脚电压变动.当丈量出的电压与标称电压不符时可能因为个别引脚或与该引脚相关的外围电路,连接的是一个阻值可变的电位器或者是开关（如音量电位器、亮度、比较度、录像、快进、快倒、录放开关、音频调幅开关等）.这些电位器和开关所处的位置分歧,引脚电压会有明显分歧,所以当呈现某一引脚电压不符时,要考虑引脚或与该引脚相关联的电位器和开关的位置变动,可旋动或拔动开头看引脚电压能否在标称值附近.    

（4）.要防止由于丈量造成的误差.由于万用表表头内阻分歧或分歧直流电压档会造成误差.一般原理上所标的直流电压都以测试仪表的内阻年夜于20KΩ／V进行测试的.内阻小于20KΩ／V的万用表进行测试时,将会使被测结果低于原来所标的电压.另外,还应注意分歧电压档上所测的电压会有分歧,尤其用年夜量程档,读数偏差影响更显著.    

（5）.当测得某一引脚电压与正常值不符时,应根据该引脚电压对IC正常工作有无重要影响以及其他引脚电压的相应变动进行分析,才华判断IC的好坏.    

（6）.若IC各引脚电压正常,则一般认为IC正常；若IC部份引脚电压异常,则应从偏离正常值最年夜处入手,检查外围元件有无故障,若无故障,则IC很可能损坏.    

（7）.对静态接收装置,如电视机,在有无信号时,IC各引脚电压是分歧的.如发现引脚电压不应变动的反而变动年夜,该随信号年夜小和可调元件分歧位置而变动的反而不变动,就可确定IC损坏.   

（8）.对多种工作方式的装置,如录像机,在分歧工作方式下,IC各引脚电压也是分歧的.   

 以上几点就是在集成块没有故障的情况下,由于某种原因而使所测结果与标称值分歧,所以总的来说,在进行集成块直流电压或直流电阻测试时要规定一个测试条件,尤其是要作为实测经验数据记录时更要注意这一点.通常把各电位器旋到机械中间位置,信号源采纳一定场强下的标准信号,固然,如能再记录各功能开关位置,那就更有代表性.如果排除以上几个因素后,所测的个别引脚电压还是不符标称值时,需进一步分析原因,但不外乎两种可能.一是集成电路自己故障引起；二是集成块外围电路造成.分辨出这两种故障源,也是修理集成电路家电设备的关键.    

除直流电压丈量法外,还可以采纳交流工作电压丈量法：

为了掌握IC交流信号的变动情况,可以用带有dB插孔的万用表对IC的交流工作电压进行近似丈量.检测时万用表置于交流电压挡,正表笔拔出dB插孔；对无dB插孔的万用表,需要在正表笔串接一只0.1～0.5uF隔直电容.该法适用于工作频率比力低的IC,如电视机的视频放年夜级、场扫描电路等.由于这些电路的固有频率分歧,波形分歧,所以所测的数据是近似值,或者作为有无信号的鉴别.    

2.在线直流电阻普测法    

这一方法是在发现引脚电压异常后,通过测试集成电路的外围元器件好坏来判定集成电路是否损坏..由于是断电情况下测定阻值,所以比力平安,并可以在没有资料和数据而且不需要了解其工作原理的情况下,对集成电路的外围电路进行在线检查,在相关的外围电路中,以快速的方法对外围元器件进行一次丈量,以确定是否存在较明显的故障.具体把持是先用万用表R×10Ω档分别丈量二极管和三极管的正反向电阻值.此时由于欧姆档位定得很低,外电路对丈量数据的影响较小,可很明显地看出二极管、三极管的正反向电阻,尤其是PN结的正向电阻增年夜或短路更容易发现.其次可对电感是否开路进行普测,正常时电感两端阻值较年夜,那么即可判定电感开路.继而根据外围电路元件参数的分歧,采纳分歧的欧姆档位丈量电容和电阻,检查有否较为明显的短路和开路性故障,从而排除由于外围电路引起个别引脚的电压变动.    

3.电流流向跟踪电压丈量法    

此方法是根据集成电路内部的外围元件所构成的电路,并参考供电电压,即主要测试点的已知电压进行各点电位的计算或估算,然后对比所测电压电否符合,来判断集成块的好坏,本方法必需具备完整的集成块内部电路图和外围电路原理图.    

4.在线直流电阻丈量比较法   

此方法是利用万用表丈量待查集成电路各引脚对地正反向直流电阻值与正常数据进行对比来判断好坏.这一方法需要积累同一机型同型号集成电路的正常可靠数据,以便和待查数据相比较.    

丈量时要注意以下三点：

<1>.丈量前要先断开电源,以免测试时损坏电表和元件.    

<2>.万用表电阻挡的内部电压不得年夜于6V,量程最好用R×100或R×1k挡.    

<3>.丈量IC引脚参数时,要注意丈量条件,如被测机型、与IC相关的电位器的滑动臂位置等,还要考虑外围电路元件的好坏.    

5.非在线数据与在线数据比较法    

所谓非在线数据是指集成电路未与外围电路连接时,所测得的各引脚对应于地脚的正反向电阻值.非有线数据通用性强,可以对分歧机型、分歧电路、集成电路型号相同的电路作比较.具体丈量比较如法如下：

首先应把被查集成电路的接地脚用空心针头和铬铁使之与印刷电路板脱离,再对应于某一怀疑引脚进行丈量比较.如果被怀疑引脚有较小阻值电阻连接于地或电源之间,为了不影响被测数据,该引脚也可与印刷板开路.直至外电路的阻值不影响被测集成电路的电阻值为止.但要注意一点,直流电阻丈量比较法对分歧批次同一型号的集成电路,有一定的误差和不同,对这种情况,要在了解内部结构的基础上,进行分析、判断.    

6.替换法    

用替换法判断集成电路的好坏确是一种干净利索的事,可以减少许多检查分析的麻烦.但必需注意如下几点：

<1>.尽量选用同型号的集成电路或可以直接代换的其它型号,这样可不改变原机电路的引线,简便易行,容易恢复原机的性能指标.    

<2>.更换拆焊原机上的集成电路时,不要急躁,不能乱拔、乱撬引脚,用所具备的条件选择最适合装配集成电路的方法.    

<3>.在还没有判断外围电路是否有故障,以及未经确认原集成电路已损坏之前,不要轻易替换集成电路,否则换上去的集成电路有可能再次报废.    

<4>.有些集成电路,虽然其型号相同,但还要考虑其型号后缀分歧.例如M5115P与M5115RP,二者引脚功能排列顺序相反等.    

<5>.有时采纳试探性替换,此时最好先装一专用集成电路插座,或用细导线临时连接,这样好坏比较如便.另外,在通电前电源Vcc回路里最好再串接一直流电流表,降压电阻阻值由年夜到小观察集成电路总电流的变动是否正常.对功放电路一定要按规定装好散热片.    

<6>.在选用同功能但分歧型号和分歧引脚排列的集成电路代换时,还应注意以下几点.    

a.尽量选用功能、引脚、电特性相近的集成电路.    

b.改变引脚连线时,应尽量利用印刷板上的孔位和线路,连线要整齐,信号线的前后段不要交叉,以免电路发生自激.    

c.集成电路的供电电压应与集成电路的电源电压Vcc的典范值相符.    

d.集成电路的各信号输入、输出阻抗要与原电路相匹配,连接好的集成电路在通电前应作最后一次的检查,确认电路无误后再接通电源.    

7.总电流丈量法    

该法是通过检测IC电源进线的总电流,来判断IC好坏的一种方法.由于IC内部绝年夜大都为直接耦合,IC损坏时（如某一个PN结击穿或开路）会引起后级饱和与截止,使总电流发生变动.所以通过丈量总电流的方法可以判断IC的好坏.也可用丈量电源通路中电阻的电压降,用欧姆定律计算出总电流值.        

创作时间：

二零二一年六月三十日