常见硬件问题总结
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常见问题总结

一、CMOS和TTL有什么区别?如何相连?

  • TTL:Transistor-Transistor Logic
  • CMOS:Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor(互补型金属氧化物半导体晶体管)

TTL核心由三极管构成,CMOS核心由MOS管构成。

TTL逻辑电路优点:速度快;缺点:三极管的静态电流损耗大,无法大规模集成

此问题待更新。

二、LDO和DC/DC有什么区别?二者的应用场景

1. LDO

Low Dropout Voltage Regulator,低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中,也就是输出电压必需小于输入电压。

  • 优点:稳定性好,负载响应快,输出纹波小;
  • 缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)

2. DC/DC

直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源,具有很多种拓扑结构,如BUCK,BOOST等。

  • 优点:效率高,输入电压范围较宽。
  • 缺点:负载响应比LDO差,输出纹波比LDO大。

3. 二者的应用场景

  • LDO

    • 适用于压差小、功率需求不高、对噪声敏感的应用场景。例如,为高精度模拟电路或射频电路供电时,LDO因其较低的输出噪声和快速的瞬态响应而受到青睐。
    • 当输入电压与输出电压接近时,使用LDO可以获得较高的效率。
  • DC/DC转换器

    • 适用于需要大范围电压转换、高效率或高功率输出的场合。例如,在便携式设备、电池供电系统中,为了延长电池寿命,经常使用DC/DC转换器。
    • 当输入和输出电压之间有较大差异或输出功率需求较高时,DC/DC转换器是更好的选择。

单片机最小系统没有正常工作,应该如何排查?

1. 检查电源

  • 电源电压:确认供电电压是否符合单片机的规格要求。电压过高可能导致单片机损坏,电压过低则可能无法正常启动或运行。
  • 电源稳定性:使用示波器检查电源线上是否有噪声或波动。电源的不稳定可能导致单片机工作不稳定。

2. 检查复位电路

  • 复位信号:确保复位电路正常工作,复位信号能够按照预期给单片机一个清晰的启动信号。检查复位电路是否有适当的上拉电阻和(如有)电容。
  • 复位时序:确保复位时序符合单片机的规格,特别是上电复位。

3. 检查晶振/时钟

  • 晶振连接:确认晶振及其负载电容正确连接,无虚焊或短路。
  • 时钟信号:使用示波器检查时钟信号是否稳定,频率是否正确。不稳定或错误的时钟信号会导致单片机无法正常工作。

4. 检查I/O端口

  • 短路与开路:检查单片机的I/O端口是否有意外的短路或开路情况。
  • 外围设备:确认连接到I/O端口的外围设备或负载是否符合规范,避免过大的负载导致单片机输出电平异常。

5. 检查编程和固件

  • 固件:确保固件正确烧录且无误。错误的程序可能导致单片机行为异常。
  • 启动模式:确认单片机的启动模式配置正确,例如,是否设置为从正确的内存区域启动。

6. 检查焊接和PCB

  • 虚焊和短路:检查单片机及相关组件的焊接是否良好,没有虚焊或短路现象。
  • PCB设计:检查PCB设计是否有错误,如走线错误、电源和地平面设计不当等。

7. 使用最小化测试程序

  • 基本功能测试:使用最简单的程序(如LED闪烁)来测试单片机的基本功能,这有助于排除软件问题。

8. 综合检查

  • 外部干扰:考虑是否有外部干扰因素影响系统工作,如电磁干扰(EMI)。
  • 温度:检查工作环境温度是否在单片机工作温度范围内。

三、三极管和MOS管的区别

三极管(BJT:双极型晶体管)和MOS管(MOSFET:金属-氧化物-半导体场效应晶体管)都是可控开关。

二者有很大的不同。MOS管是单极性器件——只有多数载流子参与导电,其电流由漂移运动而非扩散运动产生,所以放大区导电特性更接近于金属材料,可以看成有固定阻抗MOS管通过电压而非电流控制的开关,控制电路设计更简单;最后,MOS管无PN结扩散电容,相对寄生电容更小,开关速度更快。所有这些特点都让它成为一个更理想的数字开关,更易于实现大规模集成电路。

从工作原理上看,三极管(BJT)通过对电流来实现对大小的控制,MOSFET通过对电压实现对电阻()大小的控制。所以三极管(BJT)是电流控制型器件,而MOS管则是电压控制型器件。这是它们对外所呈现的最大特性上差别。但实际上三极管和MOS管的工作原理完全不同。

在数字电路硬件设计中,MOS管的使用比三极管更加广范一些,开关电源,电源/逻辑开关,缓启动电路等等都用MOS管而非三极管来实现。

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