电路设计与制作实用教程（Allegro版）-习题及答案汇总 董磊 第1--10章 基于STM32核心板的电路设计与制作流程--- 制作电路板.docx

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1、第1章基于STM32核心板的电路设计与制作流程IJ十么是STM32核匚、板？STM32核心板是由通信-下载模块接口电路、电源转换电路、JTAG/SWD调试接口电路、独立按键电路、O1ED显示屏接口电路、高速外部晶振电路、低速外部晶振电路、1ED电路、STM32微控制器电路、复位电路和外扩引脚电路组成的电路板。2 .简述传统的电路设计与带料口罐。传统的电路板设计与制作流程一般分为8个步骤：（1）需求分析；（2）电路仿真；（3）绘制原理图元器库；（4）绘制原理图；（5）绘制元器件封装；（6）设计PCB;（7）输出生产文件；制作电路板。3 .简桃镀雌路设1十中蚱福呈。（1）不求全面覆盖，比如对需求分

2、析和电路仿真技能不做讲解；（2）增加了焊接部分，加强实践环节，让初学者对电路理解更加深亥J;（3）所有内容的讲解都聚焦于一块STM32核心板；（4）每一步的执行都不依赖于其他步骤，比如，第一步就能进行电路板验证，又如，原理图设计过程可以使用现成的集成库而不用自己提前制作。4 .通信-下载模块的作用是什么？P1C无线通信的主要作用是实现对P1C的组态软件的远程无线控制，远程报警和远程维护。5 .JTAG/SWD仿真-下载器的作用是什么？保证STM32核心板正常工作6 .谭路板黜真都硼陛?简述福虹的功能。焊钳焊钳是一种夹持器，起着从焊接电缆向焊条传导焊接电流的作用，使操作者能夹住焊条和控制焊条。焊

3、钳上的绝缘手柄将操作者的手与焊接回路隔绝。焊钳必须夹紧焊条并将其保持在良好的电接触状态。要求焊钳的重量轻、易于掌握，而且坚固耐用。焊钳分各种规格，以适应各种焊条直径。每种规格好钳按所要央持的最大直径焊条需用的电流设计。常用的市售焊钳有300A和500A两种，应根据焊接电流选用不致过热的最小规格的焊钳。焊接电缆是焊接回路的一部分，应具有最大的挠度，以便容易操作，特别是操纵焊钳。焊接电缆必须耐磨和耐擦伤。焊接电缆由多股绞合在一起的细铜丝或铝丝组成，并且包在软的绝缘包皮内。包皮是用合成橡胶或韧性好、电阻高和耐热性好的塑料制成的。在绞合导线和包皮之间缠绕有保护层，使导线和包皮之间有一些活动余地而获得最

4、大的柔软性。焊接电缆可制成各种规格。每一特定用途所要求的电缆规格取决于最大焊接电流、焊接电路长度（焊接电缆和接地电缆的总和）以及焊机的负载持续率。电缆随着焊接电流增加而增大，使电缆中的电压降和电能损耗保持在允许的水平。如果需要长电线，可用相配的电缆接头将短电细连接起来。利用每根电缆端头的接线片将电缆接到焊机上。电缆和接头或接线片之间的连接必须牢固，而且电阻要小。焊接电缆规格应按最大焊接电流、焊接电路的长度和负载持续率进行选择。一般要求焊接电缆上的压降不大于4v0面罩面罩是保护操作者的眼睛和面部不受电弧直接辐射与飞溅物伤害的防护革，操作者通过面罩上的黑玻璃能清楚地观察焊接熔池。面革通常用暗色的压

5、缩纤维或玻璃纤维绝缘材料制成G面罩应该重量轻，而且应设计成使操作者尽可能感到舒适。焊接面罩上有一放置滤光片的“窗口”，其标准尺寸为51咖X13OM。也可用大一些的开口。滤光片应能吸收由电弧发射的红外线、紫外线以及大多数可见光线。目前使用的滤光片可吸收由电视发射的99%以上的红外线和紫外线。可根据工作电流大小选用滤光片，常用的是8一12号滤光片c使用直径4mm焊条时，根据镜片的黑度建议采用10号滤光片。沈光片需加保护，以防止被熔滴飞溅砧污和破碎。这可在滤光片的两侧放置透明玻璃片或其他保护材料。接地央钳和挡板接地夹钳是将焊接导线或接地电缆接到工件上的一种夹持装置。接地夹钳必须能形成牢固的连接，又能

6、快速方便地夹到工件上。低负载持续率时，弹簧夹钳可能是合适的。但使用大电流时，可能需要螺栓夹钳，以使夹钳不过热并形成良好的连接。挡板用于将焊接区与外界隔离开，防止焊接弧光影响他人工作，避免火花飞溅引起火灾。在室外工作时，设置挡板还可防止风吹而引起的偏弧。防护手套和防护服焊接电弧中会飞溅火花或焙滴，特别是在非平焊位置或大电流焊接时，飞溅问题更为突出。为了防止焊接时被弧光和飞溅物伤害，操作者必须戴皮革防护手套，穿护裙或工作服。也要求防护操作者的踩关节和脚不受熔渣和飞溅物的烧伤。建议穿平脚裤、带护脚套或穿防护皮避;操作者在敲焊渣时应戴平光眼睛。焊条保温桶焊条保温桶是焊接操作者现场必备的辅具。将已烘干的

7、焊条放置在保温桶内供现场使用，可起到干燥、防潮、防雨淋等作用，能够避免使用中焊条药皮的含水率上升，这对于低氧型焊条的施焊尤为重要。焊条从烘干箱取出后，应立即放人焊条保温桶内送到施工现场。其他辅助工具如尖锤、钢丝刷、扁箕、手锤等。主要用来清理焊接工件亡的熔治、锈蚀和氧化物等，常用的有尖形锤和钳工手锤。扁留用以开小坡口及清除焊瘤等缺陷。在排烟情况不好的场所焊接时,应配备烟雾吸尘器或排风扇等辅助器具。此外,还应配备钢丝钳、螺丝刀、扳手、试电笔等，供操作者维护焊接设备和排除一般故障用。第2章STM32核心板介绍1 .简述STM32与ST公司和ARM公司的关系。STM32是基于ARMCortexM3处理

8、器内核的32位闪存微控制器，是一种包含与被包含的关系。STM32为MCU用户开辟了一个全新的自由开发空间，并提供了各种易于上手的软硬件辅助工具。STM32的内核是ARM推出的基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCorte-M3内核。STM32是ARM7架构中的一员。ARM是卖内核的,相当于卖CPU的Inte1ST是卖单片机的，相当于卖PC的HP或DE11oARM是做核的，但自己不生产也不卖芯片，而是向芯片厂家授权；ST是他们的己经授权厂家，拿到授权后容，再做二次开发，像STM32F系列就是ARM的M3系列的芯片。但ST的产品不止商城ARM芯片，还有其他的芯片，像逻辑芯

9、片，老式的单片机芯片。2 .通信-下载模块接口电路中使用了一个红色1ED（PWR）作为电源指示，请问如何通过万用表检测1ED的正、负端？万用表选择电阻档R,不大于IOOQ万用表红黑两线搭1ED发光二极管两级（可随意搭）观察万用表是否有读数。如果没有读数，调换红黑两线的搭线位置，有读数后搭红线端为正，黑线端为负，3 .通信-下载模块接口电路中的电阻（R9）有什么作用？该电阻阻值的选取标准是什么？R9电阻起到限流的作用，防止红色1ED被烧坏。4 .电源转换电路中的5V电源网络能否使用3.3V电压?请解释原因。一般情况下，5V电源网络不能直接用于3.3V电压电路。主要原因是因为3.3V和5V之间存在

10、电压差异，以及电源网络的电流传输能力。首先，3.3V电路需要的电压级别是3.3V,如果直接使用5V电源，电压过高可能会导致电路中的元件工作不正常甚至损坏。此外，3.3V电压一般是嵌入式系统、微控制器等低功耗电子设备中常用的工作电压，对电压稳定性要求较高。其次，电源网络的电流传输能力也是考虑的因素。如果3.3V电路的负载电流较大，而5V电源网络的电流传输能力不足以满足需求，那么3.3V电压将会下降，导致电路无法正常工作。为了解决这个问题，可以使用适当的电压降低器（如稳压芯片）来降低5V电源来满足3.3V电路的需求。这样可以确保3.3V电压稳定且适合电路要求。另外，还需要注意将电源和电路之间的地线

11、连接好，以保证电路的正常工作和电压的稳定性。5 .电源转换电路中，二极管（VD1）上的压差为什么不是一个固定值?这个压差的变化有什么规律?请结合SS210的数据手册进行解释。二极管上的压差不是一个固定值，主要由于二极管的特性和工作条件的影响。首先，二极管的压降与其正向偏置电流有关。正向偏置电流越大，二极管的压降就越小，反之亦然。这是因为二极管在正向偏置下会产生一个导通通道，从而使电流流过，形成压降。当正向偏置电流较小时，导通通道较窄，压降较大；而正向偏置电流较大时，导通通道扩大，压降较小。其次，温度也会对二极管的压降产生影响。温度升高会导致导通通道的导电性增强，从而使压降减小。这是因为随着温度

12、的升高，二极管内部的载流子数量会增加，造成电流的导通更加容易，进而降低了压降。对于SS210这款二极管，你可以参考其数据手册，查找关于压降特性的信息。数据手册中通常会提供一张正向特性曲线图，其中显示了二极管正向压降与正向电流之间的关系。通过观察曲线，你可以了解到在不同正向偏置电流下，二极管上的压降是如何变化的。此外，数据手册还可能提供关于温度对压降的影响的信息，你可以查阅这些细节来更好地理解二极管压降的变化规律。6 .什么是低压差线性稳压电源?请结合AMS11I7-3.3的数据手册，简述低压差线性稳压电源的特点。低压差线性稳压电源是一种用于提供.3V的输出电压，压降仅为11Vo2 .稳定输出电

13、压：AMSUI7-3.3具有良好的线性调整特性，可以在输入电压变化的情况下保持输出电压的稳定性。它的输出电压精度为2%。3 .过热保护：AMS1I17-3.3内部集成了过热保护功能，当芯片温度达到一定值时会自动降低输出电压以保护芯片不被过热损坏。4 .过负载保护：这个芯片还具备过负载保护功能，当输出电流超过其最大额定值时，会自动切断输出以保护芯片和外部电路的安全性。5 .快速响应时间：AMS1II7-3.3的响应时间很快，可以在输入电压变化时迅速调整输出电压，以保持稳定的输出。总而言之，低压差线性稳压电源如AMSI117-3.3具有低压差、稳定输出、过热保护、过负载保护和快速响应等特点，适用于

14、需求稳定电源的电子设备。7 .低压差线性稳压电源的输入端和输出端均有电容（C16、CI7、C18）,请问这些电容的作用是什么？输入和输出端都有电容的低压差线性稳压电源，这些电容起着以下作用：1 .平滑输入电流：输入端的电容（C16）可以平滑电源输入电流的波动，避免电源噪声和干扰对电压稳定性的影响。它能滤除输入端电源线上的噪声、干扰和高频扰动，保持输入电压的稳定性。2 .储存能量：输出端的电容（C17、C18）可以储存能量，以满足负载瞬时需求的特性。当负载突然变化或需要更大功率时，输出端的电容可以通过放电提供额外的电流，以保持输出电压的稳定性。3 .过滤输出纹波：输出端的电容（C17、C18）也

15、有助于减小输出纹波，使输出电压更为稳定。电容可以吸收和补偿由于线路和负载变化引起的纹波信号，以保持输出电压的平稳性。总之，这些电容在低压差线性稳压电源中起到了平滑输入电流、储存能量和过滤输出纹波的作用，以确保电源的稳定性利可靠性。8 .电路板上的测试点有什么作用？哪些位置需要添加测试点?请举例说明。测试点是电路板上专门用于连接测试设备的位置，用于检测和验证电路板的功能和性能。通过测试点，测试仪器可以接入电路板的各个关键节点，进行信号测量、电压测量、电流测量、时序分析等测试操作。测试点通常需要在电路板设计阶段就预留，并在布局布线过程中添加。一般来说，以下位置需要添加测试点：1 .电源线和地线：为

16、了测量电源电压和电流，测试点需要放置在电源引脚处，以便测量电源电压和电流的稳定性。2 .输入输出端口：输入输出端口是电路板与外部连接的接口，测试点需要放置在输入输出端口的连接点处，以便验证信号的正确性和稳定性。3 .电源过滤电容器：测试点可以放置在电源过滤电容器的引脚处，以便测量电容器的电压稳定性。4 .关键信号节点：关键信号节点是电路板中重要的信号路径，测试点需要放置在这些节点的连接点处，以使验证信号的质量和时序。5 .调试用信号：为了方便调试和故隙排除，测试点可以放置在一些特定信号路径上，用于监测信号波形和时序。举例来说，如果设计一个音频放大器电路板，测试点可以添加在以下位置：电源输入端、音频输入端、音频输出端、放大器芯片引脚等位置。通过这些测试点，可以检测电源电压、音