嵌入式测试学习第 16 天：复位电路、电源电路基础原理

一、电源电路

1. 实物外观实拍

核心器件：AMS1117稳压芯片（SOT-223封装）、电解电容（10μF）、瓷片电容（0.1μF）、电源指示灯LED、DC/USB供电座、保险丝。

• 方形三引脚（SOT-223）为AMS1117；
• 圆柱形为电解电容，黄色/橘色小块为瓷片电容；
• 板边USB/DC座为电源输入，红色小LED为电源指示灯。

2. 核心作用

把外部5V/12V不稳定电压，转换成稳定3.3V，给单片机、传感器、外设供电；电压稳定是嵌入式系统正常工作的前提。

3. 常用器件认知

1. AMS1117稳压芯片（LDO）
   最常用低压差线性稳压器，输入4.75–15V，固定输出3.3V，最大1A电流，带过流/过热保护。
   

2. 电解电容（10μF/16V）
   滤除低频电压波动，防止上电瞬间电压尖峰；靠近芯片输入/输出脚。
   

3. 瓷片电容（0.1μF/104）
   滤除高频杂波干扰，补充电解电容滤波盲区；紧邻芯片引脚。
   

4. 电源指示灯LED（红/绿）
   串220Ω限流电阻，通电常亮；快速判断供电是否正常。
   

5. 保险丝（自恢复/一次性）
   过流/短路时熔断/断开，保护后级电路不被烧毁。
   

4. 工作原理（5V→3.3V）

外部5V输入 → 保险丝 → AMS1117（降压稳压） → 电容滤波（电解+瓷片） → 稳定3.3V输出。

• 输入电容：防止输入电压突变，保护芯片；
• 稳压芯片：把5V精准降到3.3V，抑制电压漂移；
• 输出电容：平滑输出电压，减少纹波，保证负载稳定。
  

5. 嵌入式测试常见问题

• 指示灯不亮：无输入电、保险丝熔断、AMS1117虚焊/损坏、LED反接；
• 电压偏低（如2.8V）：带负载能力不足、线路虚焊、电容失效；
• 设备频繁重启：电压纹波大、滤波电容失效、电源接触不良；
• 芯片发烫：负载短路、散热不良、输入输出压差过大。

二、复位电路

1. 实物外观实拍

核心器件：复位按键（轻触）、10kΩ上拉电阻、0.1μF（104）电容，紧邻单片机（STM32/51）的NRST引脚。

• 小型方形按键为复位键；
• 贴片黑色小方块为10kΩ电阻；
• 黄色小贴片为0.1μF电容；
• 线路直接连到单片机第7脚（NRST）。

2. 核心作用

强制单片机回到初始上电状态；程序死机、跑飞、卡死时，一键重启恢复正常，是系统异常恢复的关键电路。

3. 两种常用复位电路

1）上电自动复位（RC延时）

• 原理：上电瞬间，电容C（0.1μF）充电，NRST引脚短暂低电平→触发复位；电容充满后，电阻R（10kΩ）拉回高电平→单片机正常运行。
• 作用：开机自动初始化程序，确保从固定地址开始执行。
  

2）手动按键复位

• 原理：按键一端接NRST，一端接地；按下→NRST拉低→复位；松开→恢复高电平→重启。
• 作用：调试/死机时手动强制重启，无需断电。
  

4. 逻辑原理（STM32/51通用）

• 复位类型：低电平有效（NRST=0时复位，NRST=1时运行）；
• 复位时长：需保持低电平≥20μs（STM32要求），确保可靠复位；
• 电路组合：上电自动复位+手动按键复位，兼顾开机初始化与故障恢复。

5. 测试现象

1. 通电：板子自动复位（LED闪烁、串口输出启动信息）；
2. 按复位键：设备瞬间黑屏/暂停，松开后重启，程序从头运行；
3. 异常：按键无反应、反复自动复位、上电不启动。

6. 嵌入式测试故障点

• 无法上电复位：电容虚焊/损坏、电阻开路、NRST引脚虚焊；
• 按键按了没反应：按键接触不良、引脚虚焊、按键接反；
• 反复自动复位：电源电压不稳、电容漏电、复位引脚受干扰；
• 上电不启动：复位电路一直拉低NRST（电容短路、按键卡死）。

三、电路极简总结

1. 电源电路
   供电稳压、滤波保护；板子有电才能工作，电压稳定是所有功能的前提。
2. 复位电路
   开机初始化、故障重启；卡死失灵一键恢复，保障系统稳定运行。

四、实操测试方法

1. 电源测试

   • 万用表测输入：5V±0.2V为正常；
   • 测输出：AMS1117输出3.3V±0.1V为合格；
   • 带载测试：接传感器/LED后，电压波动≤0.2V；
   • 观察：电源LED常亮，无闪烁/变暗。

2. 复位测试

   • 上电：自动复位，串口输出启动日志；
   • 手动：按复位键，设备重启，程序从头执行；
   • 异常：按住复位键，NRST应为低电平；松开后为高电平。

3. 异常判定标准

   • 电源：无电压、电压偏差>0.2V、带载后波动大→故障；
   • 复位：上电不复位、按键无反应、反复自复位→故障。