【導讀】首先在您的辦公桌上準備組裝和焊接所需的一切。請記住，您不想將所有部件組裝并焊接到您的個(gè)原型 PCB 上，然后再進(jìn)行所有測試。只焊接電路的一個(gè)功能部分（例如電源），然后確認該部分完成了它應該做的事情。然后焊接下一個(gè)功能小節并進(jìn)行測試，依此類(lèi)推。
逐件組裝、焊接和測試
首先在您的辦公桌上準備組裝和焊接所需的一切。請記住，您不想將所有部件組裝并焊接到您的個(gè)原型 PCB 上，然后再進(jìn)行所有測試。只焊接電路的一個(gè)功能部分（例如電源），然后確認該部分完成了它應該做的事情。然后焊接下一個(gè)功能小節并進(jìn)行測試，依此類(lèi)推。
這種循序漸進(jìn)的焊接和測試方法將幫助您確定出現的任何問(wèn)題的根源。此外，您可能能夠在設計錯誤導致另一個(gè)組件損壞之前發(fā)現它（例如，在將電壓施加到微控制器之前發(fā)現您的電源產(chǎn)生的是 5 V 而不是 3.3 V ）。
焊接電源電路并測試
通常，您應該焊接的個(gè)部分是電源電路。焊接電源電路后，用適當的PCB清潔劑（如異丙醇）清潔并檢查是否短路和斷路。（此時(shí)我們假設 PCB 沒(méi)有制造缺陷，因此在這種情況下，短路和開(kāi)路都是焊接缺陷。）
使用實(shí)驗室電源，設置適當的電流限制，并為部分組裝的 PCB 供電?，F在用萬(wàn)用表測量電路產(chǎn)生的所有輸出電壓，并且要格外小心，您可以確認微控制器的所有電源引腳上都存在正確的電壓。然后在繼續之前不要忘記關(guān)閉電源。
焊接微控制器電路
現在電源電路可以工作了，我們可以組裝微控制器電路了。
首先，焊接微控制器和用于過(guò)濾電源電壓的無(wú)源元件（去耦電容器總是需要的，在某些情況下鐵氧體磁珠是有益的）。確保您的微控制器以正確的方向放置。您現在可以使用萬(wàn)用表檢查短路和開(kāi)路，但如果您想測試微控制器的功能，您需要焊接時(shí)鐘源（除非微控制器有內部振蕩器）、復位電路和閃光燈所需的任何組件/調試硬件。
當你把所有東西都焊接好后，用你喜歡的清潔劑把它清理干凈。進(jìn)行目視檢查（顯微鏡或放大鏡在這里很有幫助，尤其是對于細間距組件），并使用萬(wàn)用表檢查您擔心的任何連接。如下圖所示，您可以使用萬(wàn)用表的電阻測量功能來(lái)評估您的焊接連接。
對所有電源連接要特別小心（不要忘記調試頭可能有電源引腳）。這里的開(kāi)路可能會(huì )使您的微控制器完全無(wú)法工作，而短路可能會(huì )導致?lián)p壞。
此時(shí)您的 PCB 具有少的有源電路并且微控制器沒(méi)有固件，因此當您為電路板通電時(shí)不應有大電流消耗。如果您還沒(méi)有這樣做，請調整您的工作臺電源的輸出電壓和電流限制，然后打開(kāi)電源，看看會(huì )發(fā)生什么。如果與預期相反，工作臺電源的顯示屏顯示高電流，請再次將其關(guān)閉。不要驚慌（說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難）；拿出你的萬(wàn)用表和放大鏡，試著(zhù)找出問(wèn)題所在。
檢查復位引腳上的電壓
為確?？煽窟\行，復位引腳必須具有穩定、干凈的電壓，該電壓完全符合微控制器數據表中的邏輯高電平或邏輯低電平規格。如果復位引腳為低電平有效，則需要一個(gè)邏輯高電壓來(lái)啟用微控制器；如果它是高電平有效，則需要一個(gè)邏輯低電壓。
如果微控制器在復位引腳上有一個(gè)內部上拉（或下拉）電阻，并且您不需要硬件復位功能，則可能沒(méi)有額外的電路連接到復位引腳。在這種情況下，無(wú)需檢查復位引腳上的電壓。但是，如果您的設計包括復位電路，請測量復位引腳上的電壓以確保它可以接受。
探測時(shí)鐘
如果您使用的是內部生成的時(shí)鐘信號，則無(wú)需執行此步驟（盡管在某些時(shí)候您可能需要測量?jì)炔繒r(shí)鐘以確定其確切頻率）。對于外部時(shí)鐘，使用示波器查看信號。
首先，獲得時(shí)鐘信號的準確表示并不總是那么容易。當振蕩器是直接連接到微控制器的晶體時(shí)尤其如此——探頭引入阻抗會(huì )導致振蕩頻率發(fā)生偏移，在極端情況下，電路會(huì )在應用探頭時(shí)停止振蕩。在使用晶體時(shí)測量頻率的更好方法是啟用微控制器的時(shí)鐘輸出功能，然后探測數字信號（當然，在您能夠將程序加載到閃存中之前，您不能啟用時(shí)鐘輸出）。
如果振蕩器信號被緩沖，如晶體振蕩器模塊或硅振蕩器，您可以在不影響頻率的情況下探測振蕩器設備的輸出。
不過(guò)，即使使用晶體，您也應該能夠毫不費力地獲得相當準確的測量結果。確保您使用的是 10:1 探頭；與 1:1 探頭相關(guān)的附加電容可能會(huì )干擾電路。
當您探測其中一個(gè)晶體引腳時(shí)，您應該看到一個(gè)正弦信號，其頻率大約等于晶體的指定頻率，如以下示波器捕獲所示。
探測時(shí)鐘——測量來(lái)自石英晶體的 8 MHz 信號
將閃存/調試適配器連接到您的定制設計
現在我們可以繼續連接閃存/調試硬件。請確保在繼續之前斷開(kāi)電源。
閃存/調試適配器將通過(guò)某種方式在適配器和 PCB 上的連接器之間建立連接。通常會(huì )有一根電纜，但也許您只有一根單獨的電線(xiàn)。此外，適配器上可能有多個(gè)連接器。確認您使用的連接器符合您的編程接口標準，并仔細檢查 PCB 上的連接是否與閃存/調試連接器上的引出線(xiàn)相匹配。不過(guò)，終必須結束雙重檢查；此時(shí)，您只需插入調試電纜，給 PCB 加電，希望不會(huì )燒毀任何東西。
具有兩個(gè)連接器選項的閃存/調試適配器示例。圖片由Atmel提供。
閃存/調試適配器通常會(huì )有狀態(tài) LED，為您提供有關(guān)內部情況的某種信息——例如，設備已通電但處于空閑狀態(tài)，編程正在進(jìn)行中，微控制器正在調試模式下執行代碼。下圖為您提供了閃爍/調試狀態(tài) LED 的示例。
JTAG ICE（在線(xiàn)仿真器）設備上的狀態(tài) LED。圖片由Atmel提供。
在您的 PC 和您的定制微控制器設計之間建立連接
打開(kāi)編程工具或 IDE（集成開(kāi)發(fā)環(huán)境）并配置您的閃存/調試適配器。然后，嘗試建立與微控制器的連接。編程工具或 IDE 會(huì )告訴您它是否有效。
如果它不起作用，請再次檢查您的連接。如果連接看起來(lái)正確并且您找不到任何其他明顯的問(wèn)題，請不要失望。四處尋找有關(guān)如何為您的特定連接環(huán)境正確配置軟件的信息。此外，如果您有一個(gè)與定制 PCB 上的評估板相同或非常相似的微控制器評估板，這將很有幫助。如果您無(wú)法連接到評估板，則問(wèn)題可能出在調試適配器或 PC 軟件上，而不是您的 PCB。
但讓我們假設一切順利，您可以毫無(wú)問(wèn)題地連接到您的微控制器?，F在您可以將自己的固件加載到微控制器中并修改硬件配置。不過(guò)要小心，并確保您熟悉微控制器的低級功能（如數據表中所述）。如果您擺弄錯誤的配置位或嚴重功能失調的代碼，事情很快就會(huì )出錯。在壞的情況下，您可以將自己鎖定在微控制器之外。
配置時(shí)鐘
重要的配置選項之一是時(shí)鐘。微控制器的默認時(shí)鐘配置可能不是您想要的。 例如，如果您使用的是8 位 ATmega (PDF)，它將默認配置為使用 1 MHz 內部 RC（電阻-電容）振蕩器。如果你想要不同的頻率或不同的時(shí)鐘源，你需要修改硬件配置設置。這可以通過(guò)將必要的寄存器修改合并到您的固件中來(lái)完成，現在 IDE 可能會(huì )包含一個(gè)工具，它可以大大簡(jiǎn)化生成硬件配置代碼的過(guò)程。
如前一節所述，進(jìn)行更改時(shí)要小心！例如，如果您（不小心）告訴它使用不存在的外部時(shí)鐘信號，您的微控制器將不會(huì )高興。
你的個(gè)程序
我們已經(jīng)走了很長(cháng)一段路，現在是時(shí)候將程序加載到微控制器的閃存中了。從簡(jiǎn)單的東西開(kāi)始，如果可能的話(huà)，加入一些基本的視覺(jué)反饋（例如，閃爍的 LED）。如果你沒(méi)有 LED，只需切換輸出引腳并用示波器檢查它。此時(shí)您要做的就是確認代碼已成功和執行。
在測試程序之前，查找與“擦除”、“編程”和“驗證”相對應的選項。選擇這些選項意味著(zhù)當您單擊按鈕時(shí)會(huì )發(fā)生三件事：
微控制器的程序存儲器將被擦除。
與您的代碼對應的目標文件將被傳輸到微控制器并存儲在非易失性程序存儲器中。
PC 軟件將讀回程序存儲器中的數據，以驗證在傳輸過(guò)程中或將目標文件寫(xiě)入閃存的過(guò)程中沒(méi)有引入錯誤。
如果過(guò)程成功，則執行該程序。這可以通過(guò) IDE 的調試功能或通過(guò)重置微控制器來(lái)完成。（執行重置可靠的方法是關(guān)閉 PC 和微控制器之間的連接，移除閃存/調試電纜，然后重新啟動(dòng)電路板。）如果您的測試程序有效，恭喜！您的定制 PCB（或至少 PCB 的微控制器部分）工作正常。
組裝您設計的其余部分
此時(shí)，關(guān)閉閃存/調試連接，拔下電纜，然后關(guān)閉 PCB?，F在您可以焊接其余部分，測試您的其他電路，并逐步實(shí)現所有必要的固件功能。
結論
設計您的個(gè)基于微控制器的定制 PCB 可能具有挑戰性。不過(guò)，這是值得的。
記住一步一步來(lái)做每件事，當事情初沒(méi)有按預期進(jìn)行時(shí)，不要氣餒。對于組裝和測試階段出現的許多問(wèn)題，您可以修復或想出解決方法。如果您真的搞砸了某些事情，請將電路板的個(gè)版本用作杯墊或鎮紙，然后返回到您的 CAD 軟件。這是一個(gè)你不會(huì )犯兩次的錯誤，也許你已經(jīng)注意到可以合并到第二個(gè)版本中的一些其他改進(jìn)。
但是，如果您仔細處理原理圖和布局工作，并仔細檢查設計的每個(gè)關(guān)鍵方面，那么您很可能會(huì )得到一個(gè)很棒的定制 PCB，它可以滿(mǎn)足您的需要。
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