烙铁头

T12 来自 日本 Hakko，而 JBC 系统来自 西班牙 JBC Tools。

JBC 和 T12烙铁工作原理都是利用电热丝加热，利用热电偶(thermocouple)读取温度参数。

JBC vs T12

项目 JBC C210/C245 T12
功率 40W/150W 70W
升温速度 约2~3秒到350℃ 约8~10秒到350℃
热恢复能力 极强 较强
休眠系统 是否接触烙铁架：放下待机，拿起恢复 振动开关 + 超时检测

热电偶

热电偶工作原理基于Seebeck Effect（塞贝克效应）

两种不同金属连接两个点形成回路，一端冷端，一端热端，如果两端温度不同，会导致导体内部电子费米能级位置不同，就会产生热电势（电压）。

Types and Uses of Thermocouples
$$
V=S(Th−Tc)
$$

  • S = Seebeck 塞贝克效应系数（材料常数）

    • 铜：
      $$
      S_{Cu}\approx +1.5,\mu V/^\circ C
      $$

    • 康铜：

    $$
    S_{Con}\approx -35,\mu V/^\circ C
    $$

    • $$
      S=S_{Cu}-S_{Con}
      $$

  • $T_h$ = 热端温度（想测的温度）

  • $T_c$ = 冷端温度

  • $V$ = 热电偶输出电压

冷端温度值来自MCU的温度传感器：1 on-chip temperature sensor (OTS)

工作原理

img

  • 待机
    • JBC 烙铁头外壳与手柄外壳连接后接地，烙铁架上的休眠座与MCU 的 JBC_SLE针脚连接，当JBC_SLE检测到低电平，烙铁待机
    • T12利用振动开关检测是否在使用，振动开关信号传递至MCU SLEEP针脚，检测到电位变化，烙铁待机
  • 温度
    • 放大器读取热电偶+极电压（mv级），经过放大器放大201倍，传递至MCU T12_AD针脚
  • ID
    • 检测ID针脚高电平，识别到JBC245
    • 检测ID针脚低电平，识别到JBC210
    • 检测ID针脚介于高低电平之间的电压（10k电阻分压），识别到T12
  • 加热/测温
    • PWM信号高电平时加热电热丝
    • PWM信号低电平时检测热电偶信号

MCU

MCU(Microcontroller Unit) 微控制器单元，适用于控制任务，如家电控制、传感器接口。

例：STM32 系列、ESP32、Atmega328 等…

参考：

HC32F460 series Datasheet

32 位微控制器 HC32F460 系列的 MCU 开发工具用户手册

image-20260409180329210

常见类型

类型 集成度 是否需要外部内存 典型用途
MCU 中等（MCU = 控制器 + 简单系统） ❌ 不需要 控制为主：LED、电机、传感器
MPU 低（MPU = CPU） ✅ 需要 处理器：Linux 系统
SoC ⭐最高（SoC = CPU + 外设 + 加速器 + 系统级集成） 可选 一整台微型电脑被塞进一颗芯片：手机、AI设备、复杂嵌入式

晶振

手册：建议晶振范围4-25MHz
BOM选型：16MHz 负载电容12pf

MCU针脚

  • pin5:XTAL_IN
  • pin6:XTAL_OUT

负载电容计算

负载电容值来自电容手册，BOM选型16MHz 负载电容，意味着12pf左右才可以成功起振16MHz频率为MCU提供稳定计算频率。

负载电容计算公式如下：
$$
CL = \frac{C1 \times C2}{C1 + C2} + C_{stray}
$$

  • CL 是负载电容

  • C1、C2 是晶振两端到地的电容

  • C_stray 是 PCB 板上的寄生电容（一般估计为 2~5 pF）

负载电容计算公式来自电容串联公式：
$$
C_{\text{总}} = C_1 + C_2 + C_3 + \cdots
$$
串联两颗时可直接写成：
$$
C_{\text{总}} = \frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2}
$$
电路原理图的 C1 C2 串联吗？

把自己想象成16MHz电容，pin1 pin3想象成左右手，双手牵着C1 C2，此时可发现C1 C2的另外两个脚与GND相连，于是这两个电容属于串联关系。

我们一般估计寄生电容为 2~5 pF，晶振外接总电容=负载电容-寄生电容，代入电容串联式反推：
$$
\frac{C1 \times C2}{C1 + C2} = CL - C_{stray} = 12 - 4 = 8 pF
$$
假设 C1 = C2 = C，那么：
$$
\frac{C \times C}{C + C} = \frac{C^2}{2C} = \frac{C}{2} = 8 \Rightarrow C = 16 pF
$$
所以，你应该选用 两个 16 pF 电容。

常见晶振对应的推荐负载电容一般有：

  • 12 pF
  • 18 pF
  • 20 pF（选型此电容）

快捷计算

来自：HC32F460 series Datasheet

The size of C L1 and C L2 are usually the
same, C L1 =C L2 =2*(C L -Cs). Cs is the stray capacitance of PCB and MCU pins (XTAL_IN,
XTAL_OUT).
译：C 和 C 的大小通常为相同，C = C = 2*(C - Cs)。Cs 是 PCB 和 MCU 引脚（XTAL_IN，XTAL_OUT）的杂散电容（寄生电容）。

烧录接口

电脑USB连接编程器使用UART协议与HC32F460JETA的pin34 pin37进行固件的烧录

CM ISP (Cortex-M In-System Programmer) 编程器软件（xhsc.exe）的手册中描述xhsc.exe使用UART协议可对小华所有芯片进行烧录：

image-20260409234110533

**pin44(PB11/MD)**引脚电路

HC32F460 series Datasheet第48页，当NRST释放low（低）到high（高）电平，MCU会检测一遍PB11/MD引脚，low进入Bootloader，high进入系统。

image-20260415004004347

32 位微控制器 HC32F460 系列的 MCU 开发工具用户手册：

image-20260416193030517

已实验

pin37&pin34

HC32F460 series Datasheet第41页，描述了pin37/pin34属于Func_Grp 1，可作为串口协议 USART, SPI, I2C, I2S, CAN的任意引脚。

电源区

绝大多数电子设备里的直流电压转换，基本都离不开 DC-DC 和 LDO。

DC-DC：效率高，但有纹波

LDO：噪声低，但发热大

参考：

立创商城：OC5864

立创商城：SE8533K1-HF

Analog Devices:Ask The Applications Engineer—37: Low-Dropout Regulators

image-20260417221752716

SE8533K1-HF

线性稳压器本质上是利用一个工作在线性区的功率器件，通常是 MOSFET 或三极管，动态改变自身“等效电阻”，把多余电压消耗掉。

可以理解成“可变电阻” 即是内部的功率器件：

1
Vin → 可变电阻 → Vout

ERROR AMPLIFER（误差放大器）：比较两个电压，基准电压 Vref 反馈电压 Vfb 然后放大两者的差值
$$
Verr​=A(Vref​−Vfb​)
$$
其中Verr在LOD中可见下图，是一个负值，这个负电压正好控制一个 PMOS工作 或 NPN+PNP三极管工作：

Figure 1

Figure 2

OC5864

OC5864是为Buck降压型设计的芯片，主要依靠Buck电路进行降压，效率高于LOD，但有纹波。

img

Buck降压型电路需要一个PWM控制开关的开与关，但Buck电路中的变量不止一个，比如：E电源电压、L电感的大小，环境变化等…

OC5864，即可以根据这些变量稳定输出电压，也可以根据配置输出电压值的一个计算单元

img

电感伏秒平衡

电流变化量取决于：电压-时间面积

虽然物理上电流的方向没有变化，电流的积分不可能为0

但数学上$u_L$方向变化了，于是$\Delta I_L = 0$

所以伏秒平衡本质是：电流涨回来多少必须跌回去多少
$$
\Delta I_L = \frac{1}{L} \int_{0}^{T} u_L dt = 0 \Rightarrow \int_{0}^{T} u_L dt = 0
$$
理想 Buck 降压电路的平均输出电压
$$
S_+ = S_- \Rightarrow (E - U) \cdot t_{ON} = U \cdot t_{OFF}
$$

$$
U = E \cdot \frac{t_{ON}}{t_{ON} + t_{OFF}} = E \cdot \frac{ t_{ON}}{T} = E \cdot d
$$

$$
U=DE
$$

  • U 输出电压
  • D空占比
  • E输入电压