在实际开发项目中总结的硬件调试经验分享 - 调试目标、方法，以及常见调试问题解决

目录

一、硬件调试的四个目标

二、硬件调试心得

三、一块新的板子的调试思路

四、硬件调试，一些网络资料 

五、单片机硬件调试中常见的案例(杂记)

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往期系列文章：

1、裸机项目开发经验分享 - 完整开发流程介绍(项目规划与执行、器件选型、资料检索、产品测试思路等)

2、裸机项目代码设计与管理 - 项目程序的组织管理、设计优化思路等经验分享

3、裸机编程与调试 - 在项目中遇到的各类问题，解决经验分享(常见新手问题)

4、在实际开发项目中总结的硬件调试经验分享 - 调试目标、方法，以及常见调试问题解决

5、基于AltiumDesigner软件的PCB，原理图设计完整介绍，项目经验分享 [硬件开发设计]

6、硬件开发设计 - 焊接电路板，介绍焊接概念，焊接步骤，常见错误，难点等

7、电池供电应用中的电源设计：干电池特性了解、LDO与DC-DC选型设计、电流检测方案要点

 

一、硬件调试的四个目标

1、元器件焊接正确（错焊、漏焊、虚焊）；多练，能事半功倍；

2、电路的框架连接正否正确；（跳线，挑线）；

3、各处的电压是否正确；（器件的好坏、焊接的质量问题）；

4、引脚的电平变化是否正确（示波器捉取）；

 

二、硬件调试心得

1、良好的焊接能力是硬件调试基础；

2、调试的前提是必须了解好设计原理以及设计注意；

3、切记不要被自己的潜意识蒙骗，理所当然(多点动手，没有什么是必然的）

    a、低功耗FLASH有时拉低有效，有时拉高有效；

    b、LED闪烁功耗为1毫安，潜意识告诉自己LED功耗很小；

    c、触摸芯片损坏，潜意识告诉自己触摸芯片是好的；

4、调试考验的是心态因素以及技术问题；

5、参考成熟的电路的设计十分重要；

6、对比排除法十分适合新手入门（充分利用手上的硬件资源）；

7、积累判断器件的好坏能力以及快速拆换技巧；

8、检测是否有电压差来验证电路是否正常；

9、信号注入法，熟悉各个节点的电压分析，善于利用电压表、示波器；

10、绝大多数的错误一般都是短路、断路或者错件；

11、虚焊的现象：完全不导通、导通不良；

12、只有通路情况下才会产生电流和电压；

13、工作条件讲电压；功耗讲电流；（先考虑电压，再考虑电流）；

14、清晰万用表的电压测量（并联）、电流测量原理（串联）；

15、外购模块的一些固件缺陷以及硬件问题；

16、电源设计部分很重要：1）电源纹波 ； 2）尖峰脉冲；

 

 

三、一块新的板子的调试思路

1：必须熟悉掌握原理图以及PCB图；各个元器件的特性，外围电路的了解(如最小系统、触摸电路的灵敏度电路、读卡天线匹配电路)等；

2：调试步骤：最小系统、UART、GPIO、其它单片机控制逻辑电路；

3：望闻看切；

4：最根源的地方是理解原理图的每一个器件特性；

 

第一：检查程序是否可以下载

    a、检查相关的下载引脚是否正常（存在电压差）

    b、检查芯片是否供电正常

    c、“有时用万用表通一通，有时电路就行了”

 

第二：串口调试

    a、出现乱码可能波特率错误

    b、硬件出错，建议多按几次复位；

    c、有时多次几次，不断摸索就会成功；

 

第三：分模块调试

    a、找出各模块的相关电路；

    b、逐个检查，排除错误；

    c、首先确保元器件无焊接错误；然后判断器件的好坏；最后用示波器或者万用表检测运行状态；

 

四、硬件调试，一些网络资料 

 

1、8051调试实例（keil 2 版本）：  http://www.diangon.com/wenku/rd/danpianji/201309/00005986.html

 

2、几点建议： http://www.eeworld.com.cn/mcu/2015/1102/article_23456.html

 

3、硬件调试步骤：  http://www.elecfans.com/emb/danpianji/20120601274722.html

 

4、匠人笔记：       https://wenku.baidu.com/view/fdb4fd7101f69e31433294b6.html

 

 

五、单片机硬件调试中常见的案例(杂记)

1、原理图出错；电流过大（芯片电源与地引脚接反）；

 

2、程序烧写不进去；（SWD引脚接反）；

 

3、电路短路，焊接好后尽量用万用表测试是否短路（欧姆档）；

      a、检查主要IC脚位是否对应；

      b、电源电路是否正常，放大以及开关电路；

      c、二极管特性情况，极有可能是IC脚位不对（封装出错）；

 

4、串口调试不通，原因IC虚焊；

 

5、调试射频芯片时晶振不起振

       a、直插晶振供不起，需换四角芯片；

 

6、射频模块读取不了卡片，原因可能有

       a、电感值不对

       b、电容电阻精度不够

       c、联系商家解决（产品提供商）

7、线阻也是影响因素之一；当电流只有几百mA时；重要的影响因素之一

 

8、射频问题，即使很小的影响因素也会导致功能失效（连接线）

 

9、指纹头放置在金属板上有干扰，中断输出不了

      a、联系商家解决（一般都是合作商）；

      b、电源不稳定（生地、纹波）；

      c、固定板不要动；

      d、指纹头版本不对；

 

10、射频问题：再次回归原理图，PCB图出错；

       a、检查原题图，PCB图；

       b、电压差是否正常；

       c、元器件的好坏；

       d、回归原理图；

 

11、电源线环布太乱导致很多杂波；

 

13、运行电流过大（一般是短路）

 

14、单片机引脚分配时，注意引脚是否为开漏引脚，是的话必须加上拉电阻（103电阻）

      a、LCP824串口选用了开漏脚，导致通讯不良

 

15、有些时候，必须自己去设计实现一定的电路；才会发现理论与实践的差别；

善于实践，善于分析问题（经验越多，直觉越准）；请牢记一点：实践的重要性“学会了骑单车，十年后你还会骑；昨天学会的单词，今天可能记不起来了。“

 

16、天线的调谐：振幅不一定与距离成正比；

 

17、焊接技术直接影响调试的进度；

 

18、电机芯片（MX08）容易烧坏；

 

19、语音芯片（NV170D），跳线太长导致不能正常工作；

 

21、语音IC电源干扰到指纹效果；（相互干扰问题是最常见的问题）；

       *指纹头固件版本出错，更新版本即可；

 

22、线材导致通讯不良：指纹头（串口通讯）；读卡IC通讯（SPI通讯）；

 

23、电源供电出错。。。。影响功耗；RX TX引脚常供电，功耗达700uA；

 

24、读卡与指纹头的互相干扰： 解决，各自处理程序隔离处理；

 

25、降压芯片输出非标准3.3V； 调节相应下拉电阻；

 

26、电源滤波很重要；

    a、外加铝电解电容；

    b、NPN控制通断；

 

27、无法复位；复位电路没接上；

 

28、AD采样问题：每次上电AD重新初始化，获取新的参考电压；稳压电路以及采样电路的稳定与精确十分重要；

 

29、AD采样：电压飘逸问题；ADC时钟频率过高；（参考电源不稳定，外接铝电解电容）

 

30、AD  IO口不能用万用表测试，会导致失准；

 

31、AD例程有误，初始化顺序问题导致AD不稳；

 

34、天线调谐（需要软硬联调）：

    a、接收电路、匹配电路调节读卡距离；

    b、电路设计、天线设计必须符合设计要求（严格把控）；

    c、调节天线的规律：寻找匹配点，根据匹配点向周边扩散；

    d、天线阻抗不匹配问题：a、不断校验失败；b、放置金属壳与外部环境不相同；

    e、LPCD调节灵敏度；

 

36、TSM12芯片复位电路没接，导致读取数据失败；（ 注意PS：数据手册上可能没有接复位电路，看需求而定）；

 

37、线性差压LDO电源输出不稳定（TL431）；

 

38、J-link下载问题（芯片深度睡眠了）（每台电脑不一致）；

 

39、IIC接口：

    a、IIC时序问题：读与写必须间隔3ms以上；

    b、硬件IIC卡死在等待应答中 - 解决办法：IIC等待超时复位；

    c、IIC复用问题（延时问题）：IIC接口OLED，靠卡出现花屏问题；

 

40、低功耗的那些事：

    a、AD电路电阻焊件出错（导致AD输入参考电压过大，MCU睡眠不了）；

    b、中断唤醒脚的配置问题；

    c、干簧管(相当于按键一直按下)，导致睡眠功耗大；解决：外加上拉电阻(205);

 

42、不同牌子的24C64内存地址不相兼容；

 

43、焊接工艺导致问题，电气特性错乱，功能絮乱；

 

44、低温导致房门锁不断初始化；原因是某些电容、电阻达到极限温度；

 

45、死机的原因：a、程序跑飞；b、操作内存导致指针、数组越界；

 

46、示波器的周期设置：决定捕捉波形能力，需要用户调节到合适频率；

 

47、电源供电问题：

    a、电压不稳定导致器件不稳定；例：3.3V供电给wifi模块，纹波太大导致发送接收存在问题；

    b、电压不够，单片机运行异常；IIC时行时不行；

 

48、按键不断触发唤醒：

    a、软件调控：按键唤醒后无操作马上睡眠；

    b、硬件调控：外加上拉电阻、对地滤波电容；

 

49、烧录问题，JLink烧录不入，原因是复位电源不稳定；

 

51、OLED模块端子地线没接好，导致主板一直在复位状态；

 

53、J-link烧录速度过快导致程序烧录不成功；

 

54、滤波电容的重要性：AD影响、天线影响；

 

55、恒流源可以设置输出功率：P=U*I；

 

56、继电器串了个电阻限流了，导致通电后也不能正常吸合；

 

57、三极管接上/下拉电阻： http://www.dianyuan.com/article/32346.html

 

58、低功耗处理：

    a、当IO需要长时间接地的应用场景时，可以通过外加上拉电阻(大阻值)，此时IO应设计为悬浮输入；

    b、上拉电阻对部分引脚不存在功耗损耗问题，但是对部分引脚存在功耗问题！！！！

 

59、红外管的调试注意避开可见光；

 

60、24C64读写不能超过8字节；

 

61、蜂鸣器：

    a、不同伏数对应不同阻抗的蜂鸣器；体积越大，发声体越好；

    b、驱动电路一定要按照手册的走(S8050接至IO的电阻应为475Ω)！！！；

    c、通电的时长也决定鸣响大小；

 

63、串口调试：a、出现乱码可能波特率错误；b、硬件出错，建议多按几次复位；

 

64、IO调试无非就是高低电平的转换；善于分析波形；

 

65、蓝牙模块连接速度慢，重新选型蓝牙模块；

 

66、指纹模块触摸不灵，电源优化，发指令控制：睡眠前发送指令复位，唤醒复位等措施；

 

67、AD检测电压不稳定，原因是参考电压不稳定，稳压模块作为参考电压的输入；

 

68、简单的PNP NPN的组合电路，实践起来也会困难重重，所以设计电路一定要参考成熟的电路图；

 

69、设置IC的IO口低电平时可能会输出0.8V的电压（理论上也是低电平；每个单片机都有自己的判决电压）；

 

70、驱动电路产生的电流不足？重新设计电路（更换更优良的方案处理）；

 

71、死机问题，加看门狗；

 

72、串口引脚TX RX接了单片机开漏脚，出现RX正常，TX不正常；解决：外加上拉电阻后正常；