1.簡(jiǎn)單解釋SOC的串口UART接口做啥用

大家常說(shuō)嵌入式里面的串口，一般是指UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用異步收發(fā)器)。雷卯電子工程師了解到嵌入系統(tǒng)UART是一種很普通的異步串行通信接口，常通過(guò)UART這個(gè)接口調(diào)試PCB板的硬件電路及軟件程序。UART接口圖下：

UART有VCC、GND、RX、TX這4個(gè)Pin，如下圖所示。

用的TTL電平, 低電平(0V)為0，高電平(3.3V或5V)為1。

2.UART 接口沒(méi)有數(shù)據(jù)輸出，罷工了

UART 對(duì)于電子工程師來(lái)講如眼睛，如內(nèi)窺鏡，有它可以探知摸不著，看不到的芯片內(nèi)部運(yùn)行情況。它的重要性不言而喻，可用著用著有一天它突然罷工了，怎么擺弄也沒(méi)反應(yīng)。這時(shí)這么辦。你不工作我就換。只能把MCU/SOC 拆下來(lái)?yè)Q一顆新的，這時(shí)UART又開始工作了,可這已不是原來(lái)的它。

3.為啥UART容易壞

雷卯電子工程師統(tǒng)計(jì)以下幾個(gè)可能發(fā)生的原因：

電壓過(guò)高或過(guò)低：UART接口通常需要特定的電壓范圍來(lái)正常工作，如果輸入的電壓超過(guò)了其可承受的范圍，就會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。這種情況可能性不大。

帶電插拔接插件造成浪涌電壓，超過(guò)接口電平范圍。這種情況經(jīng)常發(fā)生。

3)電磁干擾：UART通信線路可能會(huì)受到電磁干擾，如電源干擾、電機(jī)驅(qū)動(dòng)干擾、高頻信號(hào)干擾等。這些干擾信號(hào)可能會(huì)導(dǎo)致UART接收到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)或者損壞。這種情況有可能。

4)靜電放電：靜電放電是一種常見的電子設(shè)備損壞原因。如果未采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，當(dāng)人體靜電放電時(shí)，可能損壞UART接口。這種情況最有可能。

5)過(guò)流或過(guò)載：如果UART接口上的電流超過(guò)其設(shè)計(jì)限制，就可能導(dǎo)致元件損壞。這可能是由于外部設(shè)備的短路或電流突增引起的。這種情況可能性不大，除非短路。

以上這五種都有可能導(dǎo)致?lián)p壞。那么采取什么辦法呢?

4.UART 接口防護(hù)措施

經(jīng)常有工程師問(wèn)到我們?cè)趺纯梢员苊釻ART接口的損壞，雷卯電子工程師有統(tǒng)計(jì)以下幾點(diǎn)預(yù)防措施：

1)首先使用UART接口電平范圍內(nèi)電壓：確保UART接口的電源電壓在規(guī)定范圍內(nèi)，每個(gè)SOC都有管腳電平標(biāo)注說(shuō)明。

2)避免在PCB板供電的情況下插拔連接器，這樣容易引起浪涌，超過(guò)UART接口電平，造成永久損壞。當(dāng)然我們可以增加串行電阻和ESD減小浪涌避免UART接口損壞。

3)做好電磁干擾防護(hù)：在設(shè)計(jì)電路時(shí)，合理布局和屏蔽線路，減少電磁干擾。把電磁干擾強(qiáng)的電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)放到PCB的一端，把高頻或敏感信號(hào)線放到遠(yuǎn)離干擾的PCB板另一端。

4)防止靜電放電：使用抗靜電工具或穿戴防靜電手套等措施，合理接地，避免靜電損壞(這種情況我們時(shí)常會(huì)因麻煩而沒(méi)有執(zhí)行)。所以在電路上增加ESD元件防護(hù)非常重要，ESD 一端并聯(lián)在通信線 TXD,RXD 上，另一端接地，并且再在TXD,RXD線上串聯(lián)小阻值的電阻效果更好，小編經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)得此方案，如下圖示。

限制電流：確保UART接口上的電流不超過(guò)其設(shè)計(jì)限制。如果需要連接外部設(shè)備，請(qǐng)確保其電流符合UART接口的規(guī)格要求，常檢查接線端子避免短路。

總的來(lái)說(shuō)，首先設(shè)計(jì)布線上要注意，其次是加ESD 防護(hù)。當(dāng)然除了串口UART， JTAG接口也是電子工程師常用的調(diào)試接口，因此也需要增加以上防護(hù)措施 。上海雷卯電子防護(hù)保護(hù)電路如下。

5.上海雷卯電子提供UART和JTAG接口防護(hù)措施

1）串口UART接口防護(hù)電路

雷

卯

2)JTAG接口防護(hù)電路

雷

卯

3）.串口UART接口防護(hù)元件列表如下

4）JTAG接口防護(hù)元件列表如下

leiditech型號(hào)明細(xì)ESDA33CP30，ULC3304P10，ESDA3.3CW-4。