技术

<strong>一、背景</strong>

如果你正为项目的处理器而进行艰难的选择：一方面抱怨16位单片机有限的指令和性能，另一方面又抱怨32位处理器的高成本和高功耗，那么，基于 ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器也许能帮你解决这个问题。使你不必在性能、成本、功耗等因素之间做出取舍和折衷。

即使你还没有看完STM32的产品手册，但对于这样一款融合ARM和ST技术的“新生儿”相信你和我一样不会担心这款针对16位MCU应用领域 的32位处理器的性能，但是从工程的角度来讲，除了芯片本身的性能和成本之外，你或许还会考虑到开发工具的成本和广泛度；存储器的种类、规模、性能和容量；以及各种软件获得的难易。

随着单片机系统越来越广泛地应用于消费类电子、医疗、工业自动化、智能化仪器仪表、航空航天等各领域，单片机系统面临着电磁干扰(EMI)日益严重的威胁。电磁兼容性(EMC)包含系统的发射和敏感度两方面的问题。

如果一个单片机系统符合下面三个条件，则该系统是电磁兼容的：
① 对其它系统不产生干扰;
② 对其它系统的发射不敏感;
③ 对系统本身不产生干扰。

处理器的命名应该包含两类：指令集架构命名规则和处理器系列规则。

ARM 架构是构建每个 ARM 处理器的基础。ARM 架构随着时间的推移不断发展，其中包含的架构功能可满足不断增长的新功能、高性能需求以及新兴市场的需要。

可以先来看一张简图：
<img src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-12/wen_zhang_/100016250-54663-1.jpg&q…; alt="详解ARM架构和处理器系列命名规则">

开关电源调试时最常见的10个问题，做为工程师的你还不知道吗？PS：内附解决方法！

<strong>1、变压器饱和</strong>

变压器饱和现象

在高压或低压输入下开机(包含轻载，重载，容性负载)，输出短路，动态负载，高温等情况下，通过变压器(和开关管)的电流呈非线性增长，当出现此现象时，电流的峰值无法预知及控制，可能导致电流过应力和因此而产生的开关管过压而损坏。

<font size="3"><strong>1、什么是漏感</strong></font>

漏感是电机初次级在耦合的过程中漏掉的那一部份磁通。

变压器的漏感应该是线圈所产生的磁力线不能都通过次级线圈,因此产生漏磁的电感称为漏感。

漏感在哪？虽然印制电路板上的印制导线以及变压器的引线端也是漏感的一部分，但大部分漏感在变压器原边侧绕组中，尤其是那些与副边侧绕组有耦合关系的原边侧绕组中。

阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。

反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间，等等。例如，扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配，不匹配时，扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。

如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗，扩音机就处于过载状态，其末级功率放大管很容易损坏。反之，如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多，会引起输出电压升高，同样不利于扩，音机的工作，声音还会产生失真.因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。

波特率的计算

STM32下的波特率和串口外设时钟息息相关，USART 1的时钟来源于APB2，USART 2-5的时钟来源于APB1。在STM32中，有个波特率寄存器USART_BRR，如下：

<center><img width="600" src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-12/wen_zhang_/100016195-54462-1.png&q…; alt=""></center>

在做射频的时候，选择电感电容时特别关注他们的Q值，那什么是Q值呢？Q值是什么意思，它为什么重要？

品质因数Q：表征一个储能器件(如电感线圈、电容等)、谐振电路所储能量同每周损耗能量之比的一种质量指标。元件的Q值愈大,用该元件组成的电路或网络的选择性愈佳。

1、由于MOSFET的结构，通常它可以做到电流很大，可以到上KA，但耐压能力没有IGBT强。

2、IGBT可以做很大功率，电流和电压都可以，就是一点频率不是太高，目前IGBT硬开关速度可以到100KHZ，那已经是不错了。不过相对于MOSFET的工作频率还是九牛一毛，MOSFET可以工作到几百KHZ，上MHZ，以至几十MHZ。

3、就其应用：根据其特点MOSFET应用于开关电源,镇流器,高频感应加热；高频逆变焊机；通信电源等等高频电源领域；IGBT集中应用于焊机，逆变器，变频器，电镀电解电源，超音频感应加热等领域。

开关电源(SMPS) 的性能在很大程度上依赖于功率半导体器件的选择，即开关管和整流器。

在线烧录因集烧录测试一体的优势受到众多用户喜爱，但却往往因连接工装，夹具导致接线过长，进而增加不稳定性和烧录不良率，这究竟要如何改善呢？

<strong>1. 增加屏蔽层，防止电磁干扰、静电干扰</strong>

编程器作为一款与芯片密切通讯的工具，对电磁干扰较为敏感。烧录环境一般为工厂车间，大功率的设备，使得电磁干扰较为严重，为了降低电磁干扰，我们可以在烧录线上增加屏蔽网，或者选择屏蔽功能的线，如屏蔽电缆，网线等，另外操作时最好穿戴静电手套，以防止静电干扰。

<strong>2. 选择导电能力强的线</strong>

信号传输的完整性与线的材质、长度、粗细有关，可以选择更粗的，导电能力更强的线，好的材质可以减少内阻，降低信号损耗，如纯铜线、镀金线、镀银线等。

<strong>1. 反复短路测试</strong>

测试说明

在各种输入和输出状态下将模块输出短路，模块应能实现保护或回缩，反复多次短路，故障排除后，模块应该能自动恢复正常运行。

测试方法

回缩，短路排除后，模块应能恢复正常工作。让模块反复从空载到短路不断的工作，短路时间为1s，放开时间为1s，持续时间为2小时。这以后，短路放开，判断模块是否能够正常工作。

满载到短路：在输入电压全范围内，将模块从满载到短路，模块应能正常实现输出限流或回缩，短路排除后，模块应能恢复正常工作。让模块从满载到短路然后保持短路状态2小时。然后短路放开，判断模块是否能够正常工作。

在单片机的学习过程中，单片机定时器的合理设置和应用是非常关键的一步，也是刚开始接触单片机知识的新人工程师们比较容易出错误的一个环节之一。在今天的文章中，我们为大家总结了单片机定时器应用过程中的两大常见问题进行实时解析，希望能够对各位新人工程师的学习提供一定帮助。

问题一：51单片机的T0、T1定时器四种工作方式各有什么特点？

在单片机定时器的应用过程中，定时器在进行设置时会有四种不同的工作方式，合理选择相应的工作方式可以帮助工程师快速完成及时设置。

作者：邹林

1 、共模电感原理

在介绍共模电感之前先介绍扼流圈，扼流圈是一种用来减弱电路里面高频电流的低阻抗线圈。为了提高其电感扼流圈通常有一软磁材料制的核心。共模扼流圈有多个同样的线圈，电流在这些线圈里反向流，因此在扼流圈的芯里磁场抵消。共模扼流圈常被用来压抑干扰辐射，因为这样的干扰电流在不同的线圈里反向，提高系统的EMC。对于这样的电流共模扼流圈的电感非常高。共模电感的电路图如图1所示。

上拉（Pull Up ）或下拉（Pull Down）电阻（两者统称为“拉电阻”）最基本的作用是：将状态不确定的信号线通过一个电阻将其箝位至高电平（上拉）或低电平（下拉），无论它的具体用法如何，这个基本的作用都是相同的，只是在不同应用场合中会对电阻的阻值要求有所不同，从而也引出了诸多新的概念，本节我们就来小谈一下这些内容。

如果拉电阻用于输入信号引脚，通常的作用是将信号线强制箝位至某个电平，以防止信号线因悬空而出现不确定的状态，继而导致系统出现不期望的状态，如下图所示：

<font size="3"><strong>一、电路噪声</strong></font>

对于电子线路中所标称的噪声，可以概括地认为，它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号，称为噪声。

但是，一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关，因而，后来人们逐步扩大了噪声概念。

例如，把造成视屏幕有白班呀条纹的那些电子信号也称为噪声。可能以说，电路中除目的的信号以外的一切信号，不管它对电路是否造成影响，都可称为噪声。例如，电源电压中的纹波或自激振荡，可对电路造成不良影响，使音响装置发出交流声或导致电路误动作，但有时也许并不导致上述后果。

过压保护（Over-Voltage Protect,OVP）电路主要用在需要额定电压供电电源的输入端，用于防止输入电压过高而造成电路系统元器件或引起的连带事故！

任何电子元器件都有其可以承受的最大额定工作电压，一旦超出最大耐压范围，则很有可能损坏，这与人承受过大的压力引起的后果是大致相同的。

比如，铝电解电容两端的电压超过额定值将可能有爆炸风险，如下图所示：（来自VISHAY 铝电解电容038 RSU数据手册）

&nbsp; • &nbsp;PWM 和PFM 是两大类DC-DC 转换器架构

&nbsp; • &nbsp;每种类型的性能特征是不一样的

&nbsp; • &nbsp;重负载和轻负载时的效率

&nbsp; • &nbsp;负载调节

&nbsp; • &nbsp;设计复杂性

&nbsp; • &nbsp;EMI / 噪声考虑

做电源设计的应该都知道PWM 和PFM 这两个概念

开关电源的控制技术主要有三种：
(1)脉冲宽度调制(PWM)；
(2)脉冲频率调制(PFM)；
(3)脉冲宽度频率调制(PWM-PFM)．

单片机系统硬件抗干扰常用方法实践影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰，并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素，常会导致单片机系统运行失常，轻则影响产品质量和产量，重则会导致事故，造成重大经济损失。

形成干扰的基本要素有三个：

（1）干扰源。指产生干扰的元件、设备或信号， 用数学语言描述如下：du/dt， di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。

（2）传播路径。指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

（3）敏感器件。指容易被干扰的对象。如：A/D、 D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。

在非常温的工作环境下，RTC时钟出现偶发性的延时或者超时现象。成熟的RTC电路设计看似简单，但如何保证RTC时钟的精确度？在出现偶发性异常现象时，如何快速定位和解决问题？本文将分享一个案例。

<font color="#33b1c8"><strong>案例情况</strong></font>

工控板使用了NXP的PCF8563 RTC 芯片方案，在研发做环境温度摸底测试的时候， RTC时钟出现偶发性延时或者超前现象，于是研发展开一系列的问题定位。

<font color="#33b1c8"><strong>排查分析</strong></font>

<strong>第一种：雪崩破坏 </strong>

如果在漏极-源极间外加超出器件额定VDSS的电涌电压，而且达到击穿电压V(BR)DSS （根据击穿电流其值不同），并超出一定的能量后就发生破坏的现象。

在介质负载的开关运行断开时产生的回扫电压，或者由漏磁电感产生的尖峰电压超出功率MOSFET的漏极额定耐压并进入击穿区而导致破坏的模式会引起雪崩破坏。