硬件的焊接及測試總結(jié)

硬件的測試與焊接是緊密聯(lián)系在一起的，如果焊接存在問題，那么即使原理圖再明確，也不可能得出理想的測試效果，因此，如果焊接技術(shù)不過硬，單純只是為了原理而去測試，那么基本上要吃花費(fèi)了很大力氣也得不出理想結(jié)果的大虧。因?yàn)槿藗兺�往把理想問題和實(shí)際問題之間的溝壑忽略掉了，把真實(shí)的過程想得簡單化了。真實(shí)的過程是，如果實(shí)際電路能夠確保如實(shí)地反映理想電路，那么實(shí)際電路才能發(fā)揮出理想電路的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)實(shí)際結(jié)果和理想結(jié)果的一致，這才算達(dá)到了目的。但現(xiàn)實(shí)中，人們腦子里的理想問題存在著，而現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問題卻完全沒有按照理想問題去敷設(shè)，或者看似按照了，但實(shí)際上沒有，人們想當(dāng)然地以為實(shí)際問題已經(jīng)與理想問題吻合了，就等著看實(shí)際問題的結(jié)果，事實(shí)上，這就是把真實(shí)的困難和溝壑給人為地視而不見了，其結(jié)果必然要出大問題。任誰都能做到理想問題的一往通途，但不是每人都能做到實(shí)際問題的跨越鴻溝，因?yàn)閮烧咄耆�不是一回事，�?shí)際問題、實(shí)際問題中存在的障礙和困難，是非下一番嘗試、了解的苦功夫不能知曉的，而一旦知曉了克服起來又是輕而易舉的。要努力鍛煉自己解決實(shí)際問題的能力，我的總結(jié)：

1、一切從細(xì)處、小處、最容易被人忽略的地方入手琢磨。

這包括器件的選型，是不是選錯(cuò)了器件，不要總以為肯定對(duì)、想當(dāng)然地沒錯(cuò)，往往就錯(cuò)了，這次吃了這么個(gè)大虧。包括管腳的次序、位置、連接方向，不要總以為肯定對(duì)，往往就錯(cuò)了，這次也吃了這么個(gè)大虧。包括器件參數(shù)的準(zhǔn)確與否，是不是有毀壞的。包括焊接的點(diǎn)、線是不是有斷開的、短接的。

對(duì)于器件，仔細(xì)核對(duì)，有不明確的查找或詢問相關(guān)信息，確保器件選型無誤。

對(duì)于器件，執(zhí)行簡單測試，看看最基本的參數(shù)是不是沒有問題，確保器件本身無故障。對(duì)于器件，時(shí)刻明確管腳次序、方向，確保連接無誤。

對(duì)于電阻、導(dǎo)線，凡是要用到的東西都要仔細(xì)核查一遍，確保阻值準(zhǔn)確和導(dǎo)線導(dǎo)通。對(duì)于焊接確保焊通和不連。

前面的幾項(xiàng)準(zhǔn)備工作當(dāng)然是要花費(fèi)一些時(shí)間的，但有兩個(gè)極大的好處，一是讓我們腦子里真正明確實(shí)際問題到底如何，重新建立一個(gè)實(shí)際問題的腦中架構(gòu)，二是確保器件無錯(cuò)，把將來出錯(cuò)后思維的入口點(diǎn)一下子縮小到最窄。要知道，看似麻煩、難搞的器件和實(shí)際電路，其實(shí)是死板不變、唯一確定的東西，只是在于你有沒有確切地了解清楚它的狀況，只要你了解得對(duì)，并形成牢固的印象，那么一旦出現(xiàn)問題，就可以立馬找到癥結(jié)的所在。如果不去花費(fèi)前期的準(zhǔn)備氣力和時(shí)間，憑著腦子里理想的狀況倉促上陣，把實(shí)際的好多東西搞錯(cuò)了，那么最終就一定要碰壁，更坑爹的是，碰了壁還很難查出問題在哪里，因?yàn)楹芏鄸|西開始都沒有做充分調(diào)查，都存在安全隱患，整個(gè)面臨著心急所造成的一團(tuán)糟的局面，不得不重頭再來，這就叫心急反誤事！什么是經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)就是對(duì)實(shí)際問題的如實(shí)了解和牢固印象（不能因?yàn)闀r(shí)間長久的原因而模糊了，那只能叫感覺，不叫經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)不是“差不多”而是“沒問題”），并在這個(gè)基礎(chǔ)上，針對(duì)出現(xiàn)的舊問題、新問題（也是舊問題折變復(fù)合出來的，除非確實(shí)是新鮮的，那就需要再嘗試）都能一針見血地直接命中要害，用最短的時(shí)間、最快捷輕便的方式、最出色地解決掉問題。這才叫經(jīng)驗(yàn)。

2、積累經(jīng)驗(yàn)的過程中，不僅要趕時(shí)間搶效率，更關(guān)鍵的是要把事情整準(zhǔn)，做什么就一定保證把這個(gè)事整準(zhǔn)，寧肯少整點(diǎn)東西，也要把東西整準(zhǔn)，不要差不多、模模糊糊、好像是、出了新問題還是一頭霧水，光趕時(shí)間沒趕質(zhì)量。這就要求心態(tài)要對(duì)，想法要對(duì)，那就是寧可慢一點(diǎn)，也要明明確確出實(shí)在結(jié)果，而且有時(shí)候只有慢才能出實(shí)在結(jié)果。甚至要有推倒重來的勇氣�？偨Y(jié)：

1、要么不做焊接、測試，要做就做實(shí)，明明確確。2、要么不做，要做就別搶，因?yàn)楝F(xiàn)在沒經(jīng)驗(yàn)，越搶越容易出錯(cuò)。3、事前先做足一切準(zhǔn)備工作。4、一切從細(xì)處著眼，腦子保持高度清醒，完全確定才算真，決不允許模模糊糊大概差不離。

擴(kuò)展閱讀：硬件開發(fā)

EEPWARMDIY手記之硬件功夫（一）硬z設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備

受EEPW論壇總版主Jack-Wang之托，負(fù)責(zé)本次201*EEPWARMDIY活動(dòng)的策劃和設(shè)計(jì)工作，包括DIY硬件開發(fā)板設(shè)計(jì)以及軟件測試代碼編寫與調(diào)試。通過前段時(shí)間的努力，至今總算完成了本次DIY活動(dòng)的硬件平臺(tái)開發(fā)板設(shè)計(jì)，這里與大家分享我在這個(gè)過程遇到的一些問題及其解決，以及至今最近一年做硬件設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，內(nèi)容包括硬件設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備（datasheet閱讀、元器件封裝設(shè)計(jì)以及原理圖設(shè)計(jì)）、PCB布局布線經(jīng)驗(yàn)淺談與問題總結(jié)、硬件焊接功夫與硬件測試心得等三個(gè)主題，將在本篇及接下來的兩篇博客中陸續(xù)與大家分享，敬請關(guān)注本人博客空間《EEPWARMDIY手記》系列博文

閑話少說，這里先談一下硬件設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備。

俗話說：“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”；“工欲善其事，必先利其器”，此兩句諺語說的正是前期準(zhǔn)備工作在我們完成一項(xiàng)工作中所起的主要作用。只有前期的準(zhǔn)備工作做好了，做足了，我們才能在后繼的工作中有一個(gè)明確的方向和目標(biāo)，才能盡可能的避免走彎路。從這一點(diǎn)來看，花精力和功夫在前期準(zhǔn)備工作上，無疑是必要和重要的，對(duì)于電子設(shè)計(jì)中的硬件設(shè)計(jì)更是如此。

接下來，我談一下電子設(shè)計(jì)之硬件設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備的具體工作（以AD10作為設(shè)計(jì)軟件并按照先后順序進(jìn)行）。

1、確定硬件（PCB）設(shè)計(jì)的整體思路所謂確定設(shè)計(jì)的整體思路，即首先明確板子的功能用途，為此需要進(jìn)行需求分析，從而確定板子的主控芯片、所需的模塊、傳感器選型。在此過程中主要是要查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，借鑒已有的方案，在此基礎(chǔ)上增加或者減少一些功能，從而滿足我們的實(shí)際需要。這里，半導(dǎo)體廠家的官方網(wǎng)站所提供的DemoBoard或者評(píng)估板具有相當(dāng)?shù)膮⒖純r(jià)值，值得大家去關(guān)注。

這個(gè)時(shí)候，主要考慮的因素有性能與價(jià)格、每個(gè)功能的需求與分析，元器件的采購，技術(shù)和資料的積累等：①優(yōu)先選擇性價(jià)比高的方案，降低硬件設(shè)計(jì)成本；②確定每個(gè)功能實(shí)現(xiàn)是否需要實(shí)時(shí)，能否通過軟件彌補(bǔ)硬件的缺陷（典型的如去噪處理中硬件濾波器與軟件濾波器的權(quán)衡）；③所選元器件必須容易采買，即通用、常用的芯片，切記選擇過時(shí)（已停產(chǎn)）了的芯片或者在市場上不易購得的芯片器件，以保證后期工作的正常順利進(jìn)行；④優(yōu)先選擇自己熟悉的芯片或器件，對(duì)于自己不熟悉的方案盡量選擇技術(shù)成熟，資料豐富的芯片或元器件，這樣不但能夠保證方案的成功實(shí)施，而且能夠加快設(shè)計(jì)進(jìn)程。

在進(jìn)行了需求分析并確定了方案的主控芯片之后，通過畫系統(tǒng)硬件框圖的方式進(jìn)一步確定硬件（PCB）設(shè)計(jì)的整體思路是大有裨益的，直觀明了。在繪制方案的系統(tǒng)硬件框圖時(shí)，以主控芯片（一般為嵌入式系統(tǒng)的MCU、DSP或者FPGA）為核心，盡量詳細(xì)的畫出各個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，比如采用主控芯片的GPIO、定時(shí)器、PWM、SPI、I2C還是USART實(shí)現(xiàn)與外圍芯片或者模塊的交互接口，充分考慮和利用主控芯片的片上外設(shè)功能，減少外圍器件芯片，降低成本的同時(shí)還能夠提高系統(tǒng)的抗干擾能力、減小系統(tǒng)硬件尺寸、提高系統(tǒng)集成度，對(duì)于一個(gè)方案的最終成敗至關(guān)重要。

此外，在確定整體設(shè)計(jì)思路的時(shí)候，至上而下，有頂層到底層，模塊化的設(shè)計(jì)方法也是常用是有效的手段(具體的方法流程參見相關(guān)書籍、文獻(xiàn)，此處不展開)。

2、搜集下載并仔細(xì)閱讀所有方案設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的芯片及模塊資料

對(duì)于一個(gè)電子系統(tǒng)，無論大小，復(fù)雜簡單，總是有大小不同、功能各異的電子芯片（IC）或者模塊電路構(gòu)成，所謂積小成大。要想對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)了如指掌，那么了解各個(gè)IC及模塊電路的功能、原理及實(shí)現(xiàn)是必不可少的，因此，這也是進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)必須做的準(zhǔn)備工作之一。

也正因?yàn)槿绱�，�?duì)于一個(gè)做系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)工作的電子工程師來說，學(xué)會(huì)并熟練掌握搜集、下載和閱讀IC芯片datasheet以及功能模塊路用戶使用手冊（usermanual）是必備的功夫。以下分別談一下：

①搜集下載datasheet和usermanual的途徑和方法獲取途徑：

搜索引擎，google和百度（推薦，方便快捷）；半導(dǎo)體廠家的官網(wǎng)（推薦、一手資料，可行度高）；

知名IT論壇（如EEPW、21IC，eetop等）以及專業(yè)IC代理門戶網(wǎng)站（如維庫電子、alldatasheet，ic37等）；

搜索方法：

直接在搜索欄輸入：芯片名+pdf，如MAX3232.Pdf；按照產(chǎn)品分類目錄尋找，縮小搜索范圍,實(shí)現(xiàn)快速搜索；②快速閱讀datasheet和usermanual的方法在獲得datasheet和usermanual之后，必須對(duì)其進(jìn)行卓有成效的快速閱讀，以獲得IC或者功能模塊電路的主要信息，指導(dǎo)我們進(jìn)行下一步方案的系統(tǒng)硬件原理圖和PCB設(shè)計(jì)工作。

為了對(duì)IC有一個(gè)整體的了解，我們需要通過閱讀datasheet獲得如下主要信息：

芯片主要功能、工作方式、工作電壓電流

依次對(duì)應(yīng)為datasheet開始部分的整個(gè)功能簡介及系統(tǒng)架構(gòu)框圖、特征（feature）、參數(shù)表（圖）

電路原理圖符號(hào)

位于datasheet的第二部分或者倒數(shù)第二部分內(nèi)容，主要用于后面在硬件設(shè)計(jì)軟件AD10中建議IC或者模塊的原理圖庫。

PCB封裝尺寸

一般位于datasheet的最后部分，以mil和mm為單位給出IC或者模塊的長寬高（D、E、H）、管腳長度（L），寬度（E1）以及管腳間距（e）等參數(shù)，其中最為主要的是管腳間距e。

3、建立原理圖庫和PCB封裝庫

在進(jìn)行了以上工作之后，我們就可以打開硬件設(shè)計(jì)軟件AD10開始建硬件設(shè)計(jì)工程的原理圖庫（*.SCHLIB）和PCB封裝庫（*.PcbLib）了。

這兩個(gè)庫的正確建立是至關(guān)重要的，其中前者原理圖庫保證了元器件和功能模塊在電路原理圖上的正確電氣連接、后者PCB封裝庫則是PCB板實(shí)物正常焊接和實(shí)際可靠電氣連接的保障。

關(guān)于AD10的具體使用，請參考相關(guān)書籍或培訓(xùn)教程，這里不做詳細(xì)介紹。在AD10軟件自帶的MiscellaneousDevices.IntLib和MiscellaneousConnectors.IntLib兩個(gè)集成庫中已經(jīng)包含了常用的電子元器件（如電容、電阻、電感、繼電器、二極管、三極管等）以及常用的連接元件（如排針、串口DB9，并口，音視頻接口等）的原理圖及相應(yīng)的PCB封裝。但是，實(shí)際工作中，我們還是經(jīng)常遇到一些元器件，在AD10提供的集成庫中無法找到，這時(shí)，我們就需要根據(jù)以上步驟2獲得的信息建立元器件或者功能模塊電路相應(yīng)的原理圖庫和PCB封裝庫。

這里談幾點(diǎn)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)。

在建原理圖庫時(shí)，首先，一定要按照datasheet的說明，保證管腳序號(hào)與管腳功能的對(duì)應(yīng)，這樣才能保證后續(xù)設(shè)計(jì)的電路原理電氣連接的正確性；其次，為了保證在進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)時(shí)的整潔和美觀以及易讀性，可以將相關(guān)功能的管腳放在一起（比如地址總線AB和地址總線）、將IC電源引腳與功能管腳分開；再者，必要時(shí)表明管腳的IO方向，可以避免接線錯(cuò)誤；最后在原理圖庫中每個(gè)元器件的原理圖符號(hào)建好之后，最好在comment一欄見喲啊備注該元器件的主要功能以及封裝信息等，便于后期的管理和查找。

在建PCB封裝庫時(shí)，簡單的PCB封裝利用工具欄的繪圖工具即可完成，對(duì)于復(fù)雜的，管腳多的元器件，管腳間距不容易排列，要充分利用AD10集成的IPCCompliantFootprintWizard和ComponentWizard工具，以保證所建PCB封裝的正確性。對(duì)于PCB封裝，最為關(guān)鍵的參數(shù)即為元器件的管腳間距，必須按照datasheet上的數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)，否則“差之毫厘，失之千里”，后果要么是管腳錯(cuò)位，要么就是管腳短路，都是不可接受的，也正因?yàn)槿绱�，我每次建好一個(gè)元器件的PCB封裝后都要仔細(xì)檢查管腳間距是否與datasheet所給參數(shù)一致（注：使用Ctrl+M的組合鍵即可點(diǎn)擊鼠標(biāo)測量PCB中人員兩點(diǎn)之間的距離，按鍵Q可以快速實(shí)現(xiàn)公尺mm和英尺mil單位之間的切換）。

至此，簡要總結(jié)和概述了電子設(shè)計(jì)中硬件設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，以及其中我認(rèn)為需要注意的細(xì)節(jié)問題，所談的內(nèi)容都是我個(gè)人的在親自實(shí)踐中獲得的感受和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭�，同時(shí)，由于個(gè)人經(jīng)歷和能力有限，不當(dāng)之處還請不吝賜教，不足之處也請大家補(bǔ)充�？傊�，學(xué)無止境，希望大家能夠一起學(xué)習(xí)探討，共同進(jìn)步！

EEPWARMDIY手記之硬件功夫(二)PCB布局布線經(jīng)驗(yàn)淺談與問題總結(jié)

這里接著前面的內(nèi)容介紹電子設(shè)計(jì)之硬件功夫(二)PCB布局布線經(jīng)驗(yàn)淺談與問題總結(jié)。有了之前的硬件功夫(一)硬件設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備，大家已經(jīng)能夠做到對(duì)整個(gè)方案的硬件設(shè)計(jì)（PCB板子）胸有成竹了，可謂是“萬事俱備，只欠東風(fēng)”。（注：關(guān)于AD10的使用不在本手記的內(nèi)容范圍，但這里假設(shè)大家都已經(jīng)對(duì)使用AD10進(jìn)行簡單的原理圖和PCB設(shè)計(jì)有所了解）。一、PCB布局布線經(jīng)驗(yàn)淺談

①保證電路原理圖設(shè)計(jì)的正確性

保證電路原理圖設(shè)計(jì)的正確性就是要保證所設(shè)計(jì)的原理圖在進(jìn)行編譯compile之后生成的網(wǎng)表文件中，每個(gè)元器件管腳的電氣特性連接正確無誤，因?yàn)榻酉聛磉M(jìn)行的PCB設(shè)計(jì)是建立在此之上的。當(dāng)然，往往一個(gè)電子系統(tǒng)中元器件數(shù)目、種類眾多，相應(yīng)的管腳電氣連接（net）也是不計(jì)其數(shù)，如果人工進(jìn)行此項(xiàng)檢查工作也是不現(xiàn)實(shí)，甚至是不可靠的，這時(shí)我們必須借助于AD10強(qiáng)大的檢查功能，當(dāng)然需要我們進(jìn)行相應(yīng)的檢查項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)約束，使得最終編譯生成網(wǎng)表文件時(shí)沒有任何錯(cuò)誤和警告（有個(gè)別類型的警告是可以忽略的）。倘若存在錯(cuò)誤和警告，一定要想辦法解決掉。②做好PCB布局布線前期準(zhǔn)備

主要包括PCB機(jī)械結(jié)構(gòu)、外形定義，信號(hào)層電源層分配、電氣網(wǎng)格大小設(shè)定，板子固定螺絲過孔安放等。這些設(shè)置與后面的布局布線密不可分。③合理的布局布線規(guī)則約束能夠起到事半功倍的效果對(duì)于AD10，甚至所有的PCB設(shè)計(jì)工具而言，布局布線的規(guī)則約束設(shè)置都是至關(guān)重要的，它是PCB布局布線質(zhì)量的主要保證，一個(gè)好的規(guī)則約束需要花費(fèi)掉整個(gè)PCB設(shè)計(jì)至少一半以上的時(shí)間和精力（尤其是對(duì)高速板更是如此）。

關(guān)于布局布線規(guī)則約束的設(shè)置，有些經(jīng)驗(yàn)值可以參考，比如將數(shù)字地與模擬地用磁珠或者電感隔離避免相互干擾；電源地線的走線要盡量寬，采用大面積鋪地技術(shù)以防止地彈效應(yīng)，信號(hào)層之間走線方向應(yīng)避免平行走線，以減少信號(hào)間的串?dāng)_，對(duì)功率發(fā)熱元器件要分散放置，以防止局部受熱過高等等。

其中尤其要注意PCB生產(chǎn)廠家的PCB工藝所能夠做出的最小走線線寬與最小過孔孔徑（例如本次ARMDIY我所找的PCB生產(chǎn)廠家的最小工藝即為：最小走線線寬0.15mm(約為6mil)，最小過孔孔徑為0.3mm(約為12mil)），不能小于該極限值，否則即使你的PCBLayout結(jié)果再完美也不能物理實(shí)現(xiàn)，也就沒有任何價(jià)值。④布局先行，布線省力

一個(gè)好的元器件布局應(yīng)該以方便走線，縮短走線距離為最終目的，我的做法是在進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)時(shí)就對(duì)元器件放置位置以及管腳分配做考慮和優(yōu)化。在一張白紙上，以主控芯片（一般為MCU、DSP或者FPGA）為核心，進(jìn)行管腳分配，畫出一個(gè)大致的草圖來。

⑤交互式并行走線與蛇形線畫等長線

對(duì)于一些高速器件，如SRAM、高速并行ADC，為了保證信號(hào)和時(shí)鐘的建立保持時(shí)間滿足器件datasheet的順序要求，往往需要保證數(shù)據(jù)總線等長和地址線等長，這個(gè)時(shí)候使用交互式并行走線和蛇形線組合的走線方式是一個(gè)不錯(cuò)的解決方法。大家可以看到本次ARMDIYPCB上STM32F103Ze到SRAM之間正是采用的這一方法實(shí)現(xiàn)的等長走線。（注：必須先并行走線之后才能走蛇形線，走蛇形線是以并行走線的同類型（AB或者DB）走線最長者作為蛇形線走線長度約束）。⑥差分信號(hào)走線攻略

差分信號(hào)具有良好的共模干擾抑制特性，常見于放大器應(yīng)用和一些敏感外設(shè)接口中，本次DIYPCB中的USB和CAN接口的數(shù)據(jù)線就采用了差分走線。AD10提供了差分走線的工具，只是在使用之前需要在原理圖中標(biāo)注差分信號(hào)對(duì)，并在布線規(guī)則中，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)則約束。⑦巧用、善用AD10快捷鍵，省時(shí)省力這里說幾個(gè)我個(gè)人常用的AD10快捷鍵：:放置元器件時(shí)編輯器屬性；

：放置或移動(dòng)元件時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；:PCB布局或者走線時(shí)，切換至另一布線層；+：走線時(shí)快速添加過孔；：公尺單位與英尺單位切換還有很多有用的快捷鍵，大家可以從相關(guān)的書籍和網(wǎng)絡(luò)上查到。在使用軟件進(jìn)行原理圖和PCB設(shè)計(jì)時(shí)，巧用和善用，是十分省時(shí)省力的事。二、問題總結(jié)

①AD10自動(dòng)與手動(dòng)布局布線的權(quán)衡對(duì)于簡單的電路，AD10的自動(dòng)布局布線功能還勉強(qiáng)可以使用，但對(duì)于稍微復(fù)雜的電路，即使你的規(guī)則約束設(shè)置得再好，也無法獲得令人滿意的layout結(jié)果。所以，不要把希望寄托于軟件的自動(dòng)功能，畢竟軟件總是一根筋的按照規(guī)則約束辦事，沒有我們?nèi)祟愳`活善變，呵呵~�、诓豢尚∮U的PCBlayout的后期處理

大家不要以為完成了PCB的最后一根走線就可以萬事大吉了，其實(shí)PCBLayout的后期處理工作往往能夠讓后面的調(diào)試和板子使用者倍感親切和方便。這包括那些必要的使用說明，在topoverlay和bottomoverlay上用字符串（string）的形式給出，提醒用戶注意相關(guān)的操作流程；對(duì)接插件的信號(hào)標(biāo)出，以方便查找；對(duì)容易焊接錯(cuò)誤的元器件給出封裝標(biāo)識(shí)（比如本次DIYPCB板上的USART1和USART2，由于設(shè)計(jì)使用的接口為同為DB9，公頭與母頭的引腳封裝是相同的，若不給出male（公頭）與female（母頭）的封裝說明，及極容易焊接錯(cuò)誤，造成不能正常使用。），給出板子設(shè)計(jì)相關(guān)的資源網(wǎng)站，方便用戶獲得使用資料等。③心無旁騖，談PCB設(shè)計(jì)之細(xì)心

硬件設(shè)計(jì)既是一項(xiàng)技術(shù)活也是一件體力活，特別是在整個(gè)PCBLayout的過程中，最好能夠集中精力，做到心無旁騖，這樣不但能夠提高效率，也是一塊高質(zhì)量PCB設(shè)計(jì)的保障（一氣呵成）。關(guān)于PCB設(shè)計(jì)的一些個(gè)人感悟

早在兩年前，我進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前（當(dāng)時(shí)我準(zhǔn)備進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之后做硬件）我的前任老板就跟說過“硬件設(shè)計(jì)是一件十分枯燥的事情，需要有耐心，能夠靜得下心來做，同時(shí)培養(yǎng)硬件設(shè)計(jì)人員也是一項(xiàng)十分耗資的事情，新手在開始設(shè)計(jì)一塊PCB是往往不能夠一版成功，需要再版甚至三版，PCB制作加工的成本和芯片元器件的成本都不小�！�

現(xiàn)在想想，這些話是很有道理的，“事非經(jīng)過不知難”，PCB設(shè)計(jì)工作確實(shí)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，涉及元器件選擇、采購、原理圖設(shè)計(jì)，甚至是后期程序設(shè)計(jì)等多方面的內(nèi)容和知識(shí)，不是一朝一夕就能夠出道的，需要長期而廣泛的知識(shí)積累和沉淀，需要不斷的嘗試和實(shí)踐，并在實(shí)際工作任務(wù)中不斷的總結(jié)和思考。面對(duì)這樣艱巨的挑戰(zhàn)，我們需要不僅僅是興趣和信心，更多的是耐心和細(xì)心。EEPWARMDIY手記之硬件功夫(三)硬件焊接功夫與硬件測試心得

今天和大家分享一下我的《EEPWARMDIY手記之硬件功夫》系列博客的第三部分硬件焊接功夫與硬件測試心得。

眾所周知，電子設(shè)計(jì)作為工科專業(yè)，本身就是一個(gè)對(duì)動(dòng)手實(shí)踐能力要求很高的學(xué)科，對(duì)于做硬件設(shè)計(jì)的人來說，更是如此。無論是電子DIY還是實(shí)際工作中，硬件焊接都是硬件設(shè)計(jì)者不可或缺的重要功夫（或者說是必備技能）。

所以，這里我結(jié)合之前參加各類電子設(shè)計(jì)競賽以及本次EEPWARMDIY的硬件焊接與測試，與大家分享一下我的經(jīng)驗(yàn)和心得。一、硬件焊接功夫

1.備齊所需全部元器件

根據(jù)硬件設(shè)計(jì)軟件生成的元器件清單（即所謂的BOM表，也叫物料清單），按照封裝和數(shù)量備齊硬件焊接所需的所有標(biāo)值的電阻、電容、電感、磁珠、所有型號(hào)的二極管、三極管、繼電器、各類接插件以及各種IC芯片。

這個(gè)過程可能十分的繁瑣（即使只需要一只0603封裝10nF的電容，你也得從眾多的電容中把它找出來），可能需要到電子市場去采購或者在網(wǎng)上訂購，需要逐項(xiàng)確認(rèn)，但同時(shí)也是一個(gè)熟悉各類封裝和元器件以及了解市場行情的好機(jī)會(huì)。這里需要注意的是：元器件的封裝一定（最好）要與PCB一致，可小不可大，即0805的焊盤可以焊接0603的元件，但0603的焊盤焊接0805的元件就有點(diǎn)捉襟見寸了。

2熟練掌握焊接工具、器材的使用

所謂“磨刀不誤砍柴工”，“工欲善其事，必先利其器”說的都是工具的重要性。我們做硬件設(shè)計(jì)，搞硬件焊接，如果對(duì)焊槍烙鐵的使用都不會(huì)或者不熟悉，怎么能夠焊接處一個(gè)好的作品呢？這里強(qiáng)調(diào)不但要會(huì)、懂得焊接工具、器材的使用，更要熟練掌握。

當(dāng)然，焊接的功夫不是一朝一夕就可以達(dá)到熟練掌握的，需要大家不斷的嘗試和練習(xí)。本次ARMDIY活動(dòng)由于核心MCU-STM32F103ZE為LQFP144的封裝，管腳間距僅為0.5mm，所以建議采用可調(diào)溫的恒溫烙鐵或者焊槍進(jìn)行焊接，烙鐵頭建議使用刀型烙鐵頭。在對(duì)STM32F103ZE進(jìn)行焊接時(shí)，建議在焊盤上先涂上少許焊錫膏將STM32F103ZE進(jìn)行固定，然后對(duì)芯片的4個(gè)角最邊上的管腳進(jìn)行焊接，最后在使用拖焊或者其他方式對(duì)剩余管腳進(jìn)行焊接，收尾時(shí)可用松香對(duì)焊盤進(jìn)行清洗。另外，焊接時(shí)，烙鐵或焊槍的溫度不適過高，以200°左右為宜。3.各種元器件的焊接技巧

各種元器件的大小形狀不一，有著不同的焊接方法和技巧，一般來說直插元件最好焊接，但是相應(yīng)的體積龐大，PCB面積要求高，抗干擾能力也差；貼片元件封裝小，輕薄，電氣特性好，抗干擾能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定，但對(duì)焊接技巧要求高。焊接技巧的總體規(guī)則為：講究焊接先后順序、焊接溫度以合適夠用為佳，不宜過高以損壞器件、先給溫度再上焊錫、避免虛焊、焊接速度越快越好，減少接觸時(shí)間，降低發(fā)熱高溫風(fēng)險(xiǎn)。

詳細(xì)的內(nèi)容可以參考相關(guān)教程、書籍及網(wǎng)絡(luò)視頻，這里不展開細(xì)講。二、硬件測試心得

一個(gè)好的習(xí)慣往往能夠在潛移默化中決定一個(gè)人做事的成敗。是優(yōu)秀成為一種習(xí)慣，那么你離成功就不遠(yuǎn)了。1.養(yǎng)成即焊即測的好習(xí)慣

這里所謂即焊即測，就是在每焊接完一個(gè)元件時(shí)，一定要想辦法測試一下它的電氣連接是否OK？即是是一個(gè)電容電阻也不容忽視，這樣做的好處是將虛焊，漏焊的幾率降到最低。

2.養(yǎng)成硬件通電前測試電源短路與否的好習(xí)慣

這一點(diǎn)尤為重要，因?yàn)樗�有的元件都怕電源與地短路，一旦短在一起PCB上的電流就會(huì)很大，然后是急劇發(fā)熱發(fā)燙，接著就是燒壞元件和芯片，最惱火的是很難檢查出來。在怕電源與地短路的情況下給板子上電是硬件焊接與測試的一個(gè)大忌，不但整個(gè)板子之前的焊接會(huì)因此而前功盡棄，浪費(fèi)時(shí)間，燒壞的芯片元件，成本也是不小的損失，甚至有時(shí)還會(huì)造成人身危險(xiǎn)，也正因?yàn)槿绱耍�我真的做法更加保守，寧可慢一點(diǎn)不但在上點(diǎn)之前要檢查，在沒焊接完一個(gè)元件時(shí)都對(duì)電源與地短路與否進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)也好及時(shí)糾正。3.養(yǎng)成保持焊接工作臺(tái)干凈整潔的好習(xí)慣

焊接工作臺(tái)是我們硬件焊接放置PCB版的地方，保持它的干凈整潔，可以避免很多不必要的麻煩。大家都知道，焊接元器件時(shí)容易將多余的焊錫灑落到桌面上，如果不及時(shí)的處理干凈，則很容易造成短路，我就曾遇到過這樣的問題，因?yàn)橐坏貫⒙涞暮稿a短路了一個(gè)PCB板底面焊接的電源濾波電容而報(bào)廢了整塊板子，這樣的教訓(xùn)無疑是深刻的，所以我這里給大家提個(gè)醒，希望大家注意。4.學(xué)會(huì)必要的底層硬件驅(qū)動(dòng)程序編寫

有時(shí)一個(gè)電路連接是否能夠正常工作，不是用萬用表測試通斷就可以判斷的，還需要有底層硬件驅(qū)動(dòng)程序的測試，因此，學(xué)會(huì)必要的底層硬件驅(qū)動(dòng)程序的編寫也是高級(jí)硬件設(shè)計(jì)人員的基本功之一。5.以軟件輔助硬件測試在進(jìn)行硬件測試時(shí)，我們有時(shí)會(huì)遇到這樣的情況有些芯片管腳萬用表無法觸及，比如說BGA封裝的元件（常使用機(jī)器焊接，簡單管腳少的也可以使用吹風(fēng)熱焊），這是我們就需要使用軟件來幫助我們進(jìn)行測試。

一般做法是將IO口配置為輸出，然后在上面輸出一個(gè)方波信號(hào)，使用示波器或者邏輯分析儀在外觀察波形以判定通斷。在本次ARMDIY的PCB板測試工作中，我就使用了這一方法，確保STM32F103ZE的全部112個(gè)IO的正常工作。寫在最后

至此，我的三篇《EEPWARMDIY手記之硬件功夫》系列博客就算寫完了，關(guān)于硬件設(shè)計(jì)的知識(shí)和內(nèi)容很多，我從事硬件設(shè)計(jì)的時(shí)間也不算長，僅靠這三篇博客的文字實(shí)在難以詳述。從201*年我上大三開始到現(xiàn)在不過3年多點(diǎn)的時(shí)間，期間做過好幾個(gè)電子設(shè)計(jì)競賽的作品系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括所有的軟硬件設(shè)計(jì)），對(duì)硬件設(shè)計(jì)的了解和認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了從無到有的過程，這是一個(gè)漫長而又艱辛的歷程，其中付出了很多個(gè)日日夜夜，也耗費(fèi)了自己不少財(cái)力物力，但不管怎么說，收獲是不小的，進(jìn)步也是天天有的，做硬件就是要敢于多動(dòng)手，勤實(shí)踐，要有恒心，堅(jiān)持做，能夠靜得下心來接下來，用心去做，同時(shí)注意經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、知識(shí)的積累總結(jié)和對(duì)所遇到問題的解決與思考。

接下來是軟件調(diào)試系列博客，希望大家繼續(xù)關(guān)注和支持我的博客。附：本次EEPWARMDIYPCB板焊接順序建議：

1.STM32F103ZE及其相應(yīng)的IO電源濾波電容（CF1~CF11）2.各貼片IC

3.各貼片電容電阻電感磁珠及三極管二極管、發(fā)光LED

4.各類接插件（尤其注意貼片mini-USB的5個(gè)引腳的焊接方法）

友情提示：本文中關(guān)于《硬件的焊接及測試總結(jié)》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，硬件的焊接及測試總結(jié)：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

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