PCB 微控制器调试：复位不稳定、时钟不准、通信故障，怎么排查？

故障一：MCU 不启动或频繁复位，先查电源和复位电路

• 电源排查步骤：
  1. 用万用表测 MCU 电源引脚电压（如 VDD 引脚），看是否达到额定值（如 3.3V±0.1V）：若电压为 0，检查电源接口、保险丝、LDO/DC-DC 是否正常（如 LDO 输入有 5V，输出无 3.3V，可能 LDO 损坏）；若电压偏低（如 2.8V），检查电源线路是否有压降（线宽太细、接触不良）或负载短路（如某电容漏电导致电流过大）；
  2. 用示波器测电源纹波：若纹波超 50mV（MCU 通常要求≤30mV），检查滤波电容是否虚焊、容量是否足够（如漏装 0.1μF MLCC 电容），某 MCU PCB 因漏装去耦电容，纹波达 100mV，导致 MCU 无法启动，补装后正常；
• 复位电路排查步骤：
  1. 用万用表测 MCU 复位引脚电压：复位时电压应低于复位阈值（如 STM32 复位阈值≤0.9V），复位后应恢复高电平（如 3.3V）；若复位引脚一直低电平，检查复位电路（如 RC 复位的电阻电容是否虚焊，复位芯片是否损坏）；
  2. 排查复位触发原因：若 MCU 频繁复位，用示波器观察复位引脚波形，看是否有外部干扰导致的瞬时低电平（如电源波动、静电），可在复位引脚加 100nF 电容滤波，或换用带防抖功能的复位芯片（如 MAX811）。某 MCU PCB 因静电干扰导致复位引脚瞬时低电平，加电容后复位故障消失。

故障二：时钟不准或无时钟，聚焦晶振和时钟电路

• 无时钟排查：
  1. 检查晶振是否起振：用示波器测 MCU 时钟引脚（如 OSC_IN），看是否有正弦波输出（频率与晶振一致，如 8MHz）；若无波形，检查晶振是否虚焊、损坏（用万用表测晶振阻值，正常应为无穷大），或匹配电容是否漏装（晶振两端通常需加 18-22pF 电容接地，无电容可能无法起振）；
  2. 尝试切换内部 RC 时钟：若外部晶振故障，可通过程序配置 MCU 使用内部 RC 时钟（如 STM32 的 HSI 时钟），若切换后 MCU 能启动，说明外部时钟电路有问题，重点排查晶振和电容；
• 时钟不准排查：
  1. 用频率计测晶振输出频率：看是否与标称值偏差过大（如 8MHz 晶振偏差超 ±50ppm），偏差大可能是晶振质量差、匹配电容容量不准（如应加 22pF 却加了 10pF），或晶振离 MCU 太远导致信号衰减；
  2. 检查时钟线路干扰：若晶振频率不稳定（波动超 ±10ppm），看晶振周围是否有大电流线路或功率元件，这些元件的磁场会干扰晶振，可将晶振移至远离干扰源的位置，或加屏蔽罩。某 MCU PCB，晶振旁有 12V 电源线路，频率波动达 ±100ppm，移开后波动降至 ±15ppm。

故障三：通信故障（UART/SPI/I2C），从线路和时序排查

• 硬件线路排查：
  1. 用万用表测通信线路通断：如 UART 的 TX/RX 引脚是否与外设对应引脚连通，有无虚焊、短路（如 TX 和 RX 短路会导致接收乱码）；
  2. 用示波器测通信信号波形：如 UART 的 TX 引脚，发送数据时应出现符合波特率的方波（如 9600bps 波特率，每个 bit 约 104μs）；若波形失真（如上升沿缓慢、有杂波），检查线路是否过长（UART 线路建议≤10m，SPI≤5m），或是否有干扰（可加 1kΩ 限流电阻和 100pF 电容滤波）；
• 软件时序排查：
  1. 确认通信参数一致：如 UART 的波特率、数据位、停止位、校验位，SPI 的时钟极性（CPOL）、时钟相位（CPHA），I2C 的从机地址，必须与外设一致，参数不匹配会导致通信失败；
  2. 排查时序冲突：若 MCU 同时使用多个通信接口，检查是否存在时序冲突（如 SPI 和 I2C 共用同一 GPIO 引脚），或中断优先级设置不当（如通信中断被低优先级中断打断），导致数据丢失。某 MCU PCB，UART 通信频繁丢包，排查发现是中断优先级设置错误，调整后通信恢复正常。