嵌入式系統在電源設計中的運用

　　3.1 調試的內容及步驟

　　一個比較大的嵌入式系統硬件電路，應該分模塊進行焊接、調試，避免遇到問題時無從下手檢查。由于系統中每個電路模塊都需要接入輸入電源，如果電源輸入不當，則會使輸出結果不正確甚至燒壞集成電路，因此應該首先安裝、調試系統電源模塊。系統電源電路模塊的成功調試是整個硬件電路調試成功的關鍵。

　　依據電路圖焊接好元器件之后，仔細檢查元器件是否焊接有誤，電路板是否存在虛焊或焊渣短路等現象，檢查無誤后進行上電調試。由直流穩壓電源發生器輸出電源接入系統電源模塊的輸入端口（POW1），輸入電源Vin調為＋6 V，用示波器檢查系統電源的1.8 V、3.3 V、5 V輸出端口，沒有電壓輸出。斷電重新檢查電路，發現電解電容C6已經被燒成黑色，原因是C6的正負極性接反了。換了新電容焊接正確后上電調試，1.8 V、5 V電壓輸出端正常，而3.3 V電壓輸出端電壓不到3 V。查看穩壓芯片LM2576的數據手冊之后，調節輸入電源Vin，同時檢測三組系統電源的電壓值，當三組電源輸出正確時，輸入電壓Vin的值為6.7 V左右。由于本控制系統的負載電流大約是3 A，因此在電路中加入負載電流為3 A的負載電阻，以此來測試系統電源的穩定性。經過調試，電容、電感等元件發熱正常，輸出電壓值正確。至此，系統電源模塊調試成功。

　　接下來逐步安裝、調試其他模塊電路。每安裝一個模塊就上電檢測，主要檢測系統電源電壓以及該模塊的輸入電壓、輸出結果是否正確。當把整個系統硬件電路安裝好之后上電調試，發現系統電源不穩定，即直流穩壓輸入電源經常掉電，致使系統電源工作不正常。由于系統電路比較多，檢查比較困難，問題一直沒有解決。在多次上電檢測、調試之后，發現電路中的一個電壓（升壓）轉換器冒煙--芯片被燒焦了。仔細查閱該芯片的數據手冊，發現該芯片型號弄錯了，正負反饋電壓引腳接反。把該芯片拆除之后，系統電源工作正常。

　　3.2 調試結果分析

　　對系統電源調試以及整個系統硬件電路的安裝調試過程進行分析，結合在安裝、調試過程中碰到的問題，得出以下結論：

　　① 上電時如果沒有太大把握，可考慮使用帶限流功能的可調穩壓電源，將穩壓電源的電壓值慢慢往上調，檢測輸入電流（電壓）及輸出電壓，直到輸出電壓滿足要求。

　　② 當調試比較大的系統電路時，應先安裝、調試系統電源，調試成功后再逐步安裝調試其他模塊。每安裝好一個模塊就上電測試，確保無誤后再調試另一個模塊。

　　③ 貼片電阻、電容器的基片大多采用受碰撞易破裂的陶瓷材料制作，而貼片式集成電路的引腳數量多、間距窄、硬度低，極易造成引腳焊錫短路、虛焊等故障，因此在拆卸、焊接時應掌握控溫、預熱、輕觸等技巧。

　　④ 在進行電源模塊調試之前，必須仔細檢查元器件安裝是否有誤，用電壓表檢測電路是否存在虛焊或者焊渣短路等現象，確保電路的正確性，避免燒壞元器件。

　　4 結語

　　嵌入式系統硬件設計與調試是嵌入式系統設計成功的基礎，而硬件電路中電源電路的設計與調試則是系統硬件調試成功的關鍵。本文從實際應用出發，結合在焊接機控制系統中嵌入式系統電源的設計與調試過程中碰到的一些問題，分析討論嵌入式系統電源的設計與調試方法。