嵌入式软件工程师需掌握原理图中基本符号的识别与功能理解,以及简单原理图的解读能力,其余工作主要由硬件工程师负责。
了解常用的原理图元件
上拉/下拉电阻
- 上拉电阻:将不确定信号钳位在高电平(通常连接VCC),防止信号悬空。例如I2C总线的SCL/SDA线通常需要4.7K上拉电阻
- 下拉电阻:将不确定信号钳位在低电平(通常连接GND),如按键检测电路常用10K下拉电阻
- 典型阻值范围:1KΩ-10KΩ,具体取决于驱动能力和功耗要求
电容
主要用的是滤波:
滤波电容(0.1μF):用于电源去耦,消除高频噪声
电阻
- 限流电阻:如LED驱动电路中常串联220Ω电阻
- 分压电阻:用于电压采样电路
- 阻抗匹配:如通信线路中的终端电阻
- 特殊类型:热敏电阻、光敏电阻等传感器元件
电感
- 储能元件:用于DCDC转换器
- 滤波作用:与电容组成LC滤波电路
- 抗干扰:抑制高频噪声传导
三极管
- 开关作用:用于驱动继电器、LED等负载
- 放大作用:构成放大电路(需配合偏置电阻)
- 常见类型:
- NPN型:如2N3904,电流从C极流向E极
- PNP型:如2N3906,电流从E极流向C极
- 关键参数:Vceo(耐压)、Ic(最大电流)、hFE(放大倍数)
了解常见的几种逻辑运算
非门
与门
或门![]()
异或门![]()
了解原理图如何看
1. 电源电路分析
电源电路是原理图中最基础的部分,需要首先关注。主要检查以下内容:
- 电源输入接口(如DC插座、USB接口等)
- 电压转换电路(如LDO、DC-DC转换器)
- 电源滤波网络(通常包含电容和电感)
- 电源指示灯
- 各电压测试点(如3.3V、5V等)
示例:一个典型的5V转3.3V电路可能包含AMS1117稳压芯片,输入端有100uF电解电容,输出端有10uF和0.1uF电容组成的滤波网络。
2. 时钟电路分析
时钟电路为系统提供时序基准,主要检查:
- 晶振类型(如8MHz、12MHz等)
- 负载电容配置(通常两个小电容接晶振两端)
- 可能的时钟缓冲器或分频器
- 旁路电容配置
注意:STM32等现代MCU可能同时包含高速时钟(HSE)和低速时钟(LSE)。
3. 复位电路分析
复位电路确保系统可靠启动,常见形式:
- RC复位电路(电阻+电容)
- 专用复位芯片(如MAX809)
- 手动复位按钮
- 看门狗复位电路
典型值:10kΩ电阻+0.1uF电容构成RC复位,时间常数约1ms。
4. BOOT启动电路
BOOT电路决定MCU启动模式,需检查:
- BOOT0/BOOT1引脚配置
- 上拉/下拉电阻值
- 可能的跳线或开关设置
- 默认启动模式(通常为Flash启动)
示例:STM32的BOOT0通过10kΩ电阻下拉,BOOT1直接接地,表示从主Flash启动。
5. 程序下载电路
编程接口配置:
- SWD/JTAG接口引脚定义
- 必要的上拉电阻
- 接口保护电路
- 可能的电平转换电路(如3.3V/5V系统)
常见配置:SWD接口使用SWDIO、SWCLK、NRST和GND四线制。
6. 扩展接口分析
扩展接口提供系统连接能力:
- 引脚功能定义(GPIO最多、通信接口等)
- 接口保护电路(如TVS管)
- 电源引脚配置
- 可能的连接器类型(如2.54mm排针)
例如一个典型的扩展接口可能包含:
- 8个GPIO
- I2C接口(SCL/SDA)
- SPI接口(MISO/MOSI/SCK)
- 3.3V和GND电源