技术

<strong>1 系统设计原理</strong>

步进电机控制系统主要由单片机、键盘LED、驱动／放大和PC上位机等4个模块组成，其中PC机模块是软件控制部分。为保护单片机控制系统硬件电路，在单片机和步进电机之间增加过流保护电路。图l为步进电机控制系统框图。

LED开关电源的研发速度在最近几年中有了明显的技术飞跃，新产品更新换代的速度也加快了许多。作为最后一个设计环节，PCB的设计也显得尤为重要，因为一旦在这一环节出现问题，那么很可能会对整个的LED开关电源系统产生较多的电磁干扰，对于电源工作的稳定性和安全性也都会造成不利影响。那么，PCB的设计怎样做才是正确的呢？

通过最近几年中LED电源的元器件布局研究和市场实践结果证明，即使在研发初期所设计的电路原理图是非常正确，然而一旦PCB的设计出现问题，也会对电子设备的可靠性产生不利影响，例如由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，就会使产品的性能下降，因此在设计PCB板的时候，就需要采用正确的方法。

PFC在电路中的作用是体现电力的利用率，此项系数反映着电路性能的好坏。因此很多设计者对于PFC的调试都非常重视，在本文中小编将对电源达人的经验进行总结，给出一种单级PFC的调试心得，其中包含了很多异常情况的调试方法。下面大家就快随小编来一起看一看吧。

<strong>PFC偏低的应对</strong>

1、次级去电流(R32)检测电阻加大。
2、光耦供电电阻(R27)加大。
3、比较器电流反馈电容(C18)加大。
4、全电压检测(如：SA7527，L6562的第3脚)电阻(R13)减小。

<strong>低压异响同时低压掉电流</strong>

<strong>恒流恒压充电</strong>

恒流恒压充电第一阶段以恒定电流充电;当电压达到预定值时转入第二阶段进行恒压充电，此时电流逐渐减小;当充电电流达到下降到零时，蓄电池完全充满。这种是目前锂电池最常用的充电方法。
<center><img src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-09/wen_zhang_/100014224-48456-1.jpg&q…; alt="恒流充电和恒压充电电路怎样区别"></center>

CAN总线的设计经常遇到错误定位等问题，但是CAN总线测试工程师主要关注的问题不过是这几个！解决这几个问题，CAN通讯问题80%得以解决。

<strong>一、定位干扰原因</strong>

当总线有干扰时，有经验的工程师能够迅速定位，但是对于新手来说却很麻烦。造成总线干扰的原因有很多，比如通过电磁辐射耦合到通讯电缆中、屏蔽线接地没处理好、隔离了通讯没有隔离电源等。通过下图我们可以推导出，现场的干扰不是通过电磁辐射进来，整车的网络也没有干扰，基本可以断定干扰就是电机驱动器的CAN通讯没隔离好。

今天仔细读了一下内存管理的代码，然后还有看了堆栈的相关知识，把以前不太明白的一些东西想通了，写下来，方便以后查看，也想大家看了能指出哪里不对，然后修改。

<center><img src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-09/wen_zhang_/100014185-48358-11.png&…; alt="STM32内存管理以及堆和栈的理解"></center>

首先，先看一下stm32的存储器结构。

随着电子技术的发展，电磁兼容性问题成为电路设计工程师极为关注和棘手的问题。 根据多年的工程经验，大家普遍认为电磁兼容性标准中最重要的也是最难解决的两个项目就是传导发射和辐射发射。为了满足传导发射限制的要求，通常使用电磁干扰(EMI)滤波器来抑制电子产品产生的传导噪声。但是怎么选择一个现有的滤波器或者设计一个能满足需要的滤波器?工程师表现得很盲目，只有凭借经验作尝试。首先根据经验使用一个滤波器，如果不能满足要求再重新修改设计或者换另一个新的滤波器。因此，要找到一个合适的EMI滤波器就成为一个费时且高成本的任务。

<strong>电子系统产生的干扰特性</strong>

开关电源已普遍运用在当前的各类电子设备上,其单位功率密度也在不断地提高.高功率密度的定义从1991年的25w/in3、1994年36w/in3、1999年52w/in3、2001年96w/in3,目前已高达数百瓦每立方英寸.由于开关电源中使用了大量的大功率半导体器件,如整流桥堆、大电流整流管、大功率三极管或场效应管等器件。它们工作时会产生大量的热量,如果不能把这些热量及时地排出并使之处于一个合理的水平将会影响开关电源的正常工作,严重时会损坏开关电源.为提高开关电源工作的可靠性,热设计在开关电源设计中是必不可少的重要一个环节。

<strong>1.热设计中常用的几种方法</strong>

光耦在电路中的主要作用就是实现光电转换、实现隔离，避免输入、输出之间发生互相干扰的情况。在不同的开关电源设计过程中，光耦的作用也是有所不同，与TL431结合使用，是开关电源业界减少控制成本最好的方法。

<strong>一、光耦的基本参数</strong>

图 1中的光耦内部结构由基本的三部分组成：发光二级管、透光绝缘层、光电三极管。通过发光二极管发光，穿透绝缘层到光电转换三极管，实现电流的传输、隔离特性。

目前，许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI(Electromagnetic Interference)的研究，他们中有些从EMI产生的机理出发，有些从EMI 产生的影响出发，都提出了许多实用有价值的方案。这里分析与比较了几种有效的方案，并为开关电源EMI 的抑制措施提出新的参考建议。

<strong>开关电源电磁干扰的产生机理</strong>

开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰干扰和谐波干扰两种，若按耦合通路来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。现在按噪声干扰源来分别说明：

1、二极管的反向恢复时间引起的干扰

VSC目前已成为首选实施对象，原因如下：VSC具有较低的系统成本，因为它们的配站比较简单。

VSC实现了电流的双向流动，更易于反转功率流方向。VSC可以控制AC侧的有功和无功功率。VSC不像LCC那样依赖于AC网络，因此它们可以向无源负载供电并具有黑启动能力。

使用绝缘栅双极晶体管（IGBT）阀，则无需进行晶闸管所需的换流操作，并可实现双向电流流动。

表1对LCC和VSC进行了对比。VSC的电压电平通常在150kV-320kV范围内，但一些电压电平可高达500kV。VSC有几种不同的类型。让我们来看看两电平、三电平和模块化多电平。

<font color="#FD8900">Fionn Sheerin：Microchip Technology Inc. 模拟电源与接口产品部 资深产品营销工程师</font>

几十年来，远程控制节点的基本架构都是由控制器、传感器、本地存储器、网络连接接口和电池组成的。这一架构被广泛应用于实际操作所控制的系统中。在工业自动化系统中，控制器以不同速率监控多个传感器，将已标记时间的传感器数据保存在本地或扩展存储器内，然后通过ProfiBus等工业标准总线传输数据。在高级驾驶辅助系统（ADAS）或车辆事件记录器（EDR）中，多个MCU能够同时采集、控制汽车电子系统的数据，从而提供优质的驾驶体验与无故障的数据保障。医疗系统也有类似的应用：通过传感器获得的关键患者数据，将被存储在本地，或者定期上传进行集中存储。

<strong>一、浪涌电压来源</strong>

1、雷击引起的浪涌，当发生雷击时，通讯电路会产生感应，形成浪涌电压或电流；
2、系统应用中负载的切换及短路故障也会引起浪涌；
3、其他设备频繁开关机引起的高频浪涌电压。

据某些权威机构报道，一年之中发生的浪涌电压超过应用电压一倍以上的次数就高达800余次，电压超1000V以上的就有300余次，这是一个相当大的数据，平均每天就有两次，所以浪涌防护电路是必不可少的。

在三位数字中，从左至右的第一、第二位为有效数字，第三位表示前两位数字乘10的N次方（单位为Ω）。如果阻值中有小数点，则用“R”表示，并占一位有效数字。例如：标示为“103”的阻值为10&TImes;10=10kΩ；标示为“222”的阻值为2200Ω即2.2kΩ；标示为“105”的阻值为1MΩ。需要注意的是，要将这种标示法与一般的数字表示方法区别开来，如标示为220的电阻器阻值为22Ω，只有标志为221的电阻器阻值才为220Ω。

任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接，但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU直接连接，那么连线将会错综复杂，甚至难以实现。为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。

微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。

(1)、内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线，用于芯片一级的互连;
(2)、系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线，用于插件板一级的互连;
(3)、外部总线则是微机和外部设备之间的总线，微机作为一种设备，通过该总线和其他设备进行信息与数据交换，它用于设备
一级的互连。

任何一款MCU，其基本原理和功能都是大同小异，所不同的只是其外围功能模块的配置及数量、指令系统等。对于指令系统，虽然形式上看似千差万别，但实际上只是符号的不同，其所代表的含义、所要完成的功能和寻址方式基本上是类似的。因此，对于任何一款MCU，主要应从如下的几个方面来理解和掌握：

<strong><font size="5">MCU的特点</font></strong>

要了解一款MCU，首先需要知道就是其ROM空间、RAM空间、IO口数量、定时器数量和定时方式、所提供的外围功能模块(Peripheral Circuit)、中断源、工作电压及功耗等等。

MLCC——多层片式陶瓷电容器，简称贴片电容，会引起噪声啸叫问题。

<center><img src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-08/wen_zhang_/100013882-47368-1.jpg&q…; alt="干货 | MLCC为什么会啸叫？如何解决？"></center>

笔记本电脑电源电路的啸叫示例部位

<strong>1. STM32的Timer简介</strong>

STM32中一共有11个定时器，其中2个高级控制定时器，4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。其中系统嘀嗒定时器是前文中所描述的SysTick，看门狗定时器以后再详细研究。今天主要是研究剩下的8个定时器。

对于高速的串行总线来说，一般情况下都是通过数据编码把时钟信息嵌入到传输的数据流里，然后在接收端通过时钟恢复把时钟信息提取出来，并用这个恢复出来的时钟对数据进行采样，因此时钟恢复电路对于高速串行信号的传输和接收至关重要。

<strong>CDR电路原理</strong>

时钟恢复的目的是跟踪上发送端的时钟漂移和一部分抖动，以确保正确的数据采样。时钟恢复电路(CDR：Clock Data Recovery)一般都是通过PLL(Phase lock loop)的方式实现，如下图所示。