Arduino UNO CH340版硬體常見故障
最近閑下時間靜心維修Arduino行家板開發板，覺得維修有進步，收集整理下供大家查閱。
先從開發版的整體來說
一 電源供電和USB部分USB座元件PT ,Q1,外接U6 ,U5,U4
二 串口通信部分U11,Y3,C8
三 核心主控部分U9
四 外部輸入輸出部分：排母ISCP
圖一
先從電源部分說起
電源分兩路輸入，外接電源和USB供電。
外接經過DC插頭經過防反接二極體D3，經電容C10慮波送到穩壓晶元U6，輸出5V電壓供整個電路，其中下面還有個穩壓晶元U5將5V轉換為3.3V供電。
USB供電直接從USB座供電，經過自恢復管PT，然後再通過開關管Q1聯通開發板5V供電。
如上面說的，那麼就會出現兩路電源共存的現象，如何選擇，於是就有了個雙運放的管理晶元U4（LM358）來切換電源。通過比較外接和USB供電電壓值來選擇導通USB供電的開關管Q1，比較器U4有雙路，這裡電源部分只用了一路還有一路另有它用。
串口通信部分
採用CH340晶元U11,USB轉換TTL電平，使得主控可以通過此介面同計算機通信。我們具體看下官方的電路外圍元件很少，包含晶振Y3，與開發板連接就是TX和RX兩個收發埠，同時它上面還各並了個LED燈來顯示通信狀態指示，其實還有個DTR複位電路，由晶元13腳輸出，這個研究了下解開了以前維修Pro mini需要手工複位的疑問，原來需要通過DTR連接個複位電容才能自動複位，在這個開發板里它的位置是C8。
核心部分
MEGA328P AU晶元U9，這是核心主控，包含晶振電路，ISP介面，TTL通信介面，外接輸入輸出和一個特有的輸出埠13，有很多腳是復用多用途的
外部輸入輸出腳就是板上的排針排母所提供介面，它提供電源通信輸入輸出等功能
好了基本模塊組成就介紹到這，具體可以去參考官方網站參考Arduino UNO R3j介紹。
下面就是我們來分析各種部件發生的問題
開發板上有4個LED燈，
板上的標記為L（在這裡我稱之為狀態燈）
板上的標記為RX為輸入發送指示燈
板上的標記為TX為輸出應答指示燈
板上的標記為NO為電源指示燈
利用燈的狀態來簡單判斷問題出現的部分
NO電源燈通電需長亮，如不亮需檢查，通常就是開發板的5V對地有無短路，LED燈不良和輸入端如USB供電有無短路，器件有無虛焊開路，開發板的輸出腳有無連錫，通常是因為工藝問題貼片過爐溫度低錫溶解不好而連錫，需提醒的是通過USB供電的帶自恢復保險供電上電瞬間燈亮下，可能是這種情況，仔細檢查至供電正常
L燈不閃爍，有下面情況
一是LED燈故障或損壞
其控制輸出晶元運放故障
TX,RX
這兩個燈是來看給開發板下載程序和通信的
通常是兩個組合來看的，也可以判斷一些問題
如果下載只有RX在閃爍而TX沒亮沒有應答的情況可以檢查複位電路電容C8的位置是否為電容，電容有無短路，TX與RX所連接的線有過孔是否通路，直接的辦法是測量主控到(第30腳RX,第31腳TX)USB晶元RX,TX腳的阻值一般阻值要小於1K（R8,R9的阻值為1K）同時TX,RX不能有短路現象，
檢測USB晶元好壞可以藉助串口調試器來檢測，配合短接TX,RX來測試，如圖藍色和紅色的兩組對應RX,TX是通的紅藍相連分別是R8和R9是1K的電阻
具體為打開串口調試器，短接板上的TX,RX,可以看到兩個燈同時閃爍
這裡能看到有發送接收數據燈在閃爍，記數只有發送沒有接收為什麼呢，應為主控和USB晶元還串了電阻（R8,R9）這時如果短接晶元輸出端的2腳3腳參考圖二，就可以看到有反饋，當然這個是在保證電腦能識別串口識別這個晶元的前提下，晶元檢修後面介紹
參考圖二
圖三
主控晶元故障
我來詳細講下主控晶元故障判斷
通常主控需要固件來引導啟動工作，判斷其有沒工作就是L燈了，這個在ARDUINO系列開發板中都有這個燈的存在，固件可以通過ISP介面燒寫，燒寫進去通電L燈會閃爍，這是判斷主控是否起振工作的依據。
要保證主控正常工作必須的是一個最小的系統，包含工作電源供給，外置晶振能起振，固件引導（bootloader）和板載了ISP介面（修復或載入bootloaders）
這裡L燈就能反映出晶元有無bootloaders引導，通常一上電初始化就會閃爍能說明他的基本功能能啟動，電源，晶振和bootloaders的存在，
綜合上面所述，我們就好分類維修了
電源故障比較好檢查，基本上就是連錫和缺件
這裡重點說下主控MEGA328P故障
L燈不亮
這是最常見的現象
一ISP介面故障無法燒錄bootloader
二晶元被鎖
三晶振不良
A ISP介面故障無法燒錄bootloader
這個比較好維修
檢查晶元電源是否正常晶元4腳6腳對地是否5V
ISP座針腳之間有無短路
ISP針腳與晶元連接是否開路
晶元腳是否連錫虛焊
排除上述問題如果還是無法燒錄使用有源晶振給予晶元時鐘信號（有源刺激）
上面的手段都無法排除可以懷疑晶元被鎖更換晶元
B晶元被鎖
晶元有真鎖和假鎖
假鎖可以用有源晶振刺激晶元達到解鎖燒錄bootloader
真鎖是無法用刺激需用高壓編程器解鎖
C晶振不良
一般表現為能燒寫bootloader，但是在給其USB上電時L燈不閃（晶振沒啟動）用手或金屬觸碰晶振的兩個腳其中一個腳，L燈能閃下（晶振停振）
晶振啟動電容虛焊或啟動電容貼錯，晶振電容取值比較小30PF,對電容值敏感，不能隨便用
晶振質量不過關，可用示波器測量其波形和誤差。通常表現是程序燒寫不進，時序對不上
維修筆記
示列1一塊開發板上電後發現L燈不閃爍，懷疑晶振不良，先不管用燒寫器看能燒進去
bootloader引導么，結果能燒進去但是需要試幾次才能成功，反覆插拔燒寫成功率不高，懷疑針座接觸不好，仔細檢查發現排針表面有層污漬，用刀片刮掉污漬後，燒寫成功率100%。
示列2開發板L燈正常閃爍，電腦埠顯示正常，只有通過往裡下載程序時只有RX燈閃下接著就是一直等待很久電腦也沒下載完成，似乎卡住一樣，串口調試器檢查下能有發送和接收正常，但是不用我短接TX和RX也能閃燈問題找到了主控的收發端某個地方短路了用萬用表測了確實如此，仔細查找發現排母裡面有殘餘的錫剛好TX和RX腳連靠到一起，清除後故障排除。
示列3上電L燈不閃，嘗試寫入bootloader失敗，有源晶振刺激也失敗，接著測試ISP座子各腳也無短路，再測試ISP座對晶元的連接，發現MOSI與晶元沒連接，繼續查找故障發現其MOSI的一個過孔不通，應該是PCB工藝這個孔沒沉銅好，將兩邊過孔刀片刮出一點銅，過孔用根細小的銅絲穿過然後加焊補錫後修復過孔，測試能燒固件成功，功能修好。
示列4上電L燈不閃，能寫入bootloader，但是一上電就L燈不閃，可以判斷晶振不良沒外部刺激不起振，更換晶振後不用燒寫bootloader燈也正常了，測試功能正常通過修好。
示列5上電
小結：通常晶元內沒燒寫bootloader
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