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STM32F4-Base/docs/硬件平台/V0.0_网表详细分析报告.md
T
wandering1 ee25b10053 chore(编号): 硬件网表报告里的 Trap05 统一为 TRAP-NET-05
- 6 处裸形 Trap05(V0.0 报告 5 处 + V0.1 报告 1 处)→ TRAP-NET-05,序号不变只补模块码
- 语义已核对:属主条目 docs/问题记录/CH395F_Trap_Records.md 的 TRAP-NET-05 就是
  CH395F 与 RTL8305 自动协商不兼容,同名不同义的担心排除掉了
- 别名表登记 Trap05 → TRAP-NET-05(scope 限定这两个文件,写进真容器 aliases)
- rename_ids.py 解除对 docs/硬件平台/ 的排除(芯片手册仍排除)
- 注册表 TRAP 族注记改为事实:该目录仍不进门禁扫描语料——粗测约 4200 处
  R/C/D/J/X/U/T 位号,位号类型识别做完前纳入只会让 --strict 为位号天天拦提交

验证:id-check --strict 无台账外新账;doc-links 失效与待确认均 0;
改名文件 BOM=否、CR=0、U+FFFD=0;未改 C/H,不需 @build
2026-10-22 06:33:00 +08:00

48 KiB
Raw Blame History

V0.0 硬件网表详细分析报告

一句话结论:架构完整、实板在跑,网表与实板无实质性电气矛盾;19 颗芯片料号全部确认(其中 9 颗本次新确认,8 颗经手册逐脚核实、U4 经丝印+脚位核实);5 处设计缺陷(B3 可纯代码解决;B4/B5 为 2026-09-20 数据手册复核新核出,V0.1 已修复)、2 项 BOM/网表清理、4 项待核(1 项已由数据手册关闭);最大系统性风险 = 验证全在"开机标记级",功能级"静默死亡"无法发现(§1.6、§5)。

2026-09-20 数据手册复核(DS8626,stm32f405rg.md)更正声明:

  1. 原文"封装引脚编号与数据手册图记忆不符"的判定撤销——网表脚号 = 数据手册 LQFP144 脚号(逐脚吻合,见附录 C-C1/C2);§3.3-3 实物抽查 3 脚由手册证据关闭;
  2. 新核出 B4:SWD 的 SWCLK 误接 U17.104 = PA12(无 JTAG 功能)→ V0.0 实板 SWD 不通(实测证实:V0.0 实板无法调试,飞线至 PA14 后调通);同因 SDCKE 误占 109 = PA14(两线脚位互换)。V0.1 已修复;
  3. 新核出 B5:ADC17 输入(V_ZL2)接 U17.46 = PB0 → 当时判为"非 ADC 输入脚、通道电气上死"(2026-10-09 二次勘误:PB0 = ADC12_IN8,确为 ADC 输入脚,该通道电气上有效,实际问题是与 LED 复用 + 代码未读);V0.1 改 44 = PC4 = ADC12_IN14(代码用 ADC_CHANNEL_14,原文写 IN12/ADC_CHANNEL_12 有误);
  4. 5 处文字表述更正(INT=PE5 非 PA0、EXTKI=PE2/3/4 非 PC13/14/15、存储"SD 卡"实为 SPI NAND、B3②"SPI 流量干扰"不成立、"USART5"应为 UART5),详见附录 C。

文档结构:§1 结论速览 → §2 总体架构 → §3 问题清单 → §4 逐芯片详解 → §5 改进方向 → §6 最优先三件事 → 附录 A 勘误记录 / 附录 B 手册清单。

  • 分析对象:V0.0.tel(369 行,本目录)
  • 对照依据:docs/芯片手册/(12 份芯片手册 + 2 份 STM32 参考件,见附录 B)、AGENTS.md、STM32F407-Demo.ioc、Drivers/BSP/ 驱动代码、docs/问题记录/、docs/测试说明/
  • 分析日期:2026-09-15
  • 核实方法:网表逐脚对照手册 → 代码/.ioc 交叉 → 实板开机标记反推;初版误判已全部撤回,汇总见附录 A;2026-09-20 按 STM32 数据手册(DS8626)复核 U17 全部脚位并矫正,见附录 C

1. 结论速览

1.1 状态总览

项 结论
架构/实板 完整且在跑:网络/ADC/NAND/RTC/RS485 均通过开机标记
芯片料号 19 颗全部确认(§1.2 总表)
设计缺陷 5 处 B1/B2/B3/B4/B5(§3.1;B4/B5 为 2026-09-20 数据手册复核新核出,V0.1 已修复)
BOM/网表清理 2 项 A1/A2(§3.2,网表与实板不符,V0.1 更新)
待核项 4 项(§3.3,其中第 3 项"引脚编号实物抽查"已由数据手册证据关闭)
系统性风险 验证全为开机级、功能级盲区 →"静默功能死亡"(§1.6)

1.2 芯片料号总表

芯片 确认料号 功能 核实方式 备注
U1 CH395F 以太网 MAC+PHY(SPI2 从设备) 逐脚 手册在库
U2 RTL8305NBI-CG 5 端口 10/100 交换 逐脚 B1
U3 TPAFE5160 8ch 16 位并行 ADC 逐脚 —
U4 B0303S 3.3V→3.3V 隔离 DC-DC 丝印+脚位+手册 手册在库(B0303S.md);A2
U5 WINGTAT 48pin 子板连接器 — B2(无独立电源输入)
U6/U7 SOT-223 LDO ×2 5V→G3.3V / 5V→3.3V 逐脚 B2
U8 FOC-817SC-F RS485 DE/RE 光耦隔离 逐脚 CTR 分档待丝印核
U9/U10/U11 CA-IS3722HS ×3 双通道数字隔离器 逐脚 U11=RS485#4、U9/U10=RS232#1/#3
U12 SuperESD-CDSOT23 A/B 线 ESD 阵列 逐脚 无源
U13 TPT3232E 双路 RS232 收发器 逐脚 非 MAX 惯例引脚
U14 C2836689 RJ45 多用途数据连接器 — 模块手册待补(§3.3-2)
U15 TP8485E-SR RS485 收发器 逐脚 —
U16 SD2506API-G I2C RTC 模块 逐脚 内置晶振+充电电池
U17 STM32F407ZGT6 主控(LQFP-144) 代码/.ioc 交叉 + 数据手册逐脚复核(2026-09-20) 脚号 = 数据手册 LQFP144 编号(附录 C-C1);B4/B5
U18 AIP74LVC16245TA48 双 8 位总线收发器(子板桥) 逐脚(48 脚全对) B3
U19 GD5F2GQ5UE SPI NAND(WSON-8) 逐脚 —

其中 U4、U8、U9~U11、U12、U13、U15、U18(9 颗)为本次分析新确认;其余 10 颗原已知料号。

1.3 设计缺陷(5 处;B1/B2/B3 详情 §3.1,B4/B5 为 2026-09-20 数据手册复核新增)

# 摘要 修复
B1 RTL8305 V33IN 缺串联肖特基 + MDC/MDIO 悬空(无 SMI) V0.1 改板 + 代码 SMI 初始化
B2 3.3V 主轨 SOT-223 LDO 余量 + 板级无独立 5V 输入 V0.1:主轨改 buck + 5V 排针
B3 U18 桥:11 个悬空 GPIO → 子板输出线电平不定;另有 2 条"SPI1"名义线(实为悬空线,2026-09-20 更正)→ 子板 EXTKO1/2 ① 代码配置 13 个 GPIO(无需改板) ② V0.1 改线(更正后无需,附录 C-C6)
B4 SWD 的 SWCLK 误接 U17.104 = PA12(PA12 无 JTAG 功能,SWD 仅认 PA13/PA14)→ V0.0 实板 SWD 不通(实测:实板无法调试,飞线至 PA14 后调通);同因 SDCKE 误占 109 = PA14(两线脚位互换) V0.1 已修复:SWCLK→109 = PA14、SDCKE→28 = PC2
B5 ADC17 输入(V_ZL2)接 U17.46 = PB0——原判"PB0 非 ADC 输入脚 → 通道电气上死"已于 2026-10-09 勘误:PB0 = ADC12_IN8 是有效 ADC 脚;实际问题 = 与 LED 复用 + 代码未读(潜伏) V0.1 已改:→44 = PC4 = ADC12_IN14(代码实现该通道时用 ADC_CHANNEL_14;原文写 IN12 / ADC_CHANNEL_12 有误)

1.4 BOM/网表清理(2 项,详情 §3.2)

# 事项
A1 D1/D2 网表记"已放置",实为 DNP
A2 U4 网表料号 B0505S-1WR3,实为 B0303S

1.5 待核项(4 项,详情 §3.3)

  1. H1102NLT 共模磁环手册(T1)
  2. HR911105A RJ45 模块手册(J1/J2)
  3. STM32 封装引脚编号实物抽查(3 脚) —— 已关闭(2026-09-20,数据手册证据,附录 C-C2)
  4. X1 25MHz 晶振选料参数(±50ppm / ESR<50Ω)

1.6 系统性风险:"静默功能死亡"

当前验证链全是"开机级标记"(ADC init: 只证明 GPIO 配置成功、不证明转换功能;RS485/RS232/ADC 均无功能级测试)——串口段(U8 DE/RE 通路、U15 总线、CN1 环回)或 ADC 即使真死了,现有测试也会全部 PASS。对策:一次性上电测量清单(§5.1)+ 开机功能级断言(§5.2)。

2. 总体架构

2.1 电源树

flowchart LR
    P5["子板 5V(U5: A2/B2/C15)"] --> F1["C46/C47 + C99 470uF + L3"]
    F1 --> V5["5V 轨(C45 220uF + C49/52/53/56/57)"]
    V5 -->|"L1 磁珠"| AVCC["AVCC → TPAFE5160 AVDD×4"]
    V5 --> U7["U7 SOT223 LDO"]
    V5 --> U6["U6 SOT223 LDO"]
    U7 --> V33["3.3V 主轨(C11 10uF + 22×100nF)"]
    U6 --> VG33["G3.3V(C54/55/60-63)"]
    VG33 --> L4U4["L4 → U4 B0303S 隔离电源(3.3V→3.3V, 1W)"]
    L4U4 --> VC33["C3.3V/CGND 隔离电源域(U8-U15 串口段, CN1)"]
    V33 -->|"L6 磁珠"| VDDA["STM_VDDA(C77/C78→AGND)→ STM32 VDDA/VSSA"]
    V33 --> H1["H1.1 → 显示模块(8080 LCD)"]
    V33 -->|"U2 pin37 V33IN → 片内 LDO"| V10["AVDDL 1.0V(C3 220uF + C4-C10 7×100nF + Q1 指示)"]
    GND["GND(主数字地)"] -->|"L2 0603 电感(单点桥)"| AGND["AGND(TPAFE 模拟地,与 GND 分割)"]
    GND -.->|"U20/U21 4.7nF(AC 耦合)"| PGND["PGND(RJ45 屏蔽地: J1/J2/U14 shield)"]
    VC33 -.->|"U22 4.7nF(AC 耦合)"| PGND

四个电源/地域:

  • GND 主数字地;AGND TPAFE 模拟地,经 L2 0603 电感与 GND 单点桥(DC 连通 + 高频隔离)
  • C3.3V/CGND 隔离域:U4(B0303S)3.3V→3.3V 隔离输出,供对外串口段(U8~U15、CN1),与主数字地直流隔离
  • PGND RJ45 屏蔽地,经 U20-U22 4.7nF 与 GND/CGND 交流耦合(屏蔽不直连)
  • 3.3V 双轨:G3.3V(U6,隔离电源输入侧)与 3.3V 主轨(U7),间有 ~0.1-0.3V 偏移(随 B2 修复并轨)

2.2 六大信号子系统

子系统 路径 状态
以太网 CH395F(SPI2+DMA) → T1(350uH CM 磁环) → RTL8305NB port3 → 内部 crossbar → port0/1 → J1/J2(集成磁 RJ45) → 网线 在跑(TRAP-NET-05:CH395F PHY 与 RTL8305NBI 自协商不兼容 → 代码 ch395f_set_phy(0x08) 强制 100M 全双工后稳定)
模拟采集 15 路 AIN(10 路 → TPAFE5160 8ch+备用,5 路 → STM32 ADC,均 1k+1k 匹配阻抗+滤波)→ 16 位并口回 STM32 开机标记通过(功能级未验证,见 §3.1/B3 与 §5)
存储 GD5F2GQ5UE(WSON8, SPI1)——FatFS 卷在此 NAND 上(2026-09-20 更正:网表无 SD 卡/SDIO,原文"SD 卡(FatFS)"系误称,附录 C-C5) NAND init 标记通过
时钟 SD2506API(I2C RTC 模块:内置晶振 + 内置充电电池 + 充电电路) → 墙钟子系统 SD2506 ID 读取通过(功能性验证);内置电池掉电自动续走,代码开机写 18H=0x82 使能充电并读 battery: 标记
串口 USART1 调试口(PA9/PA10);U5 直连 UART×2(USART1 复用 + USART3 PB10/PB11);RS232×2(U9/U10 数字隔离器→U13 TPT3232E→CN1,其中 #3 复用 U14 RJ45;#1 = USART2 PD5/PD6,#3 = UART4 PC10/PC11);RS485#4(UART5 PC12/PD2——2026-09-20 更正:原文"USART5",F407 无 USART5,附录 C-C10 →U11 数字隔离器→U15→A/B→CN1;DE/RE 经 U8 光耦 FOC-817 跨界,DE = PD0;U12 = SuperESD 防静电阵列并接 A/B,对 CGND 钳位) 初始化标记通过(功能级未验证)
显示/扩展 H1(16pin) 8080 LCD 接口 → 显示模块;U18(TSSOP48) AIP74LVC16245 双 8 位总线收发器(strapping 锁定 A→B 常通):子板 EXTKI×3→PE2/PE3/PE4(脚 1/2/3;2026-09-20 更正,原误作 PC13/14/15,附录 C-C4)、11 个未配置 GPIO→子板 LED/继电器/HT/EXTKO、2 条"SPI1"名义线(实为未配置悬空线,2026-09-20 更正,附录 C-C6)→子板 EXTKO1/2 代码未读 PE2/3/4、未驱动 13 个 GPIO(子板输出电平不定,B3)

2.3 关键架构事实

  1. RTL8305NB 工作在未编程默认状态(TRAP-NET-05 反推证实):MDC/MDIO(pin25/26)悬空、无 EEPROM,靠默认 crossbar/VLAN 配置桥接 port3↔port0/1;strapping 仅用 DIS_EEE(pin29,R6 10k 上拉 = 禁 EEE;该脚为 I/O_PD 双功能脚,兼作 P0LED 指示并接 J1 模块 LED)。该拓扑实测可跑 100M,前提是默认配置恰好匹配,属脆弱平衡(B1)。
  2. 串口段为完整隔离设计:电源(U4)+ TX/RX(U11/U9/U10 数字隔离器)+ DE/RE(U8 光耦)三路均经隔离器件跨界,对外 485 口与主数字地完全隔离(仅 0.6-1pF 光浮电容耦合)。

3. 问题清单

3.1 设计缺陷(5 处,V0.1 应修;B4/B5 已于 V0.1 修复)

# 问题 影响 修复
B1 RTL8305 V33IN 缺手册要求的串联肖特基(3.3V 直连);MDC/MDIO 悬空(无 SMI) 掉电时 V33IN 可倒灌 3.3V 主轨、破坏上电时序并威胁片内 LDO;PHY 全参数锁死默认态,TRAP-NET-05 只能单边强制 3.3V→V33IN 串肖特基(BAT54/SS34,阳极接 3.3V、阴极接 V33IN,Vf 小,禁硅 PN);引 MDC/MDIO 至 STM32 GPIO(代码加 SMI 初始化:port3 强制 100F、LED 配置、VLAN 确认)
B2 3.3V 主轨 SOT-223 LDO;板级无独立 5V 输入 峰值电流/热余量存疑;单独调试必须依赖子板线缆 主轨改 buck(顺带并掉 G3.3V 双轨偏移);加 5V 调试排针 + TVS
B3 U18 桥(AIP74LVC16245,strapping 锁定 A→B 恒使能):A 侧 11 个 GPIO(H16/V15/J3/F3/R16/K3/DQM0/WAIT1/DQM1/RAS/SDCKE)未配置悬空 → 子板 LED×4/RELAY_STO/HT×5/EXTKO3 电平不定;另 2 条"SPI1"名义线(U17.77/78 = PD8/PD9,2026-09-20 更正:无 SPI1 AF、代码未配置,实为悬空线)→ 子板 EXTKO1/2 子板输出态(含继电器)随机 ① 代码显式配置 13 个 GPIO 为安全默认电平(LED 灭/继电器断/告警静默,无需改硬件)② V0.1 改线(2026-09-20 更正:该 2 线无 SPI1 AF 且无驱动源,"SPI 流量干扰"不成立,无需改线)
B4 SWD 的 SWCLK 接 U17.104 = PA12(无 JTAG 功能;SWD 仅认 PA13/PA14)→ 实板 SWD 不通(实测证实:V0.0 实板无法调试,飞线至 PA14 后调通);同因 SDCKE 占 109 = PA14(脚位互换,见 §4.6) V0.0 板 SWD 烧录/调试不可用(飞线绕过);ST-LINK 常规 2 线流程失效 V0.1 已修复:SWCLK→109 = PA14(JTCK-SWCLK)、SDCKE→28 = PC2
B5 ADC17 输入(V_ZL2)接 U17.46 = PB0——原判"非 ADC 输入脚"已于 2026-10-09 勘误:PB0 = ADC12_IN8 是有效 ADC 脚 第 17 路当时未被代码读取(开机标记照样 PASS——典型"静默死亡"),且与 LED 复用 V0.1 已改:→44 = PC4 = ADC12_IN14(代码实现时用 ADC_CHANNEL_14;原文写 IN12 / ADC_CHANNEL_12 有误)

3.2 BOM/网表清理(2 项,V0.1)

初判的"网表↔实板矛盾"4 项已全部澄清撤回(CH395F TXD、SD2506 封装、D1/D2、U4,见附录 A);遗留清理项:

# 位置 网表记载 实际状态 处理
A1 D1/D2 (SMB) 记为已放置 DNP 未贴(设计意图防浪涌,对板内电源轨意义有限) V0.1 去掉焊盘 + 网表标 DNP
A2 U4 料号 B0505S-1WR3(5V 入/5V 出) B0303S(3V 入/3V 出隔离电源) V0.1 更新料号并更换焊盘

3.3 待核项(4 项)

  1. H1102NLT 共模磁环(T1):绕组布局靠实跑反推(交叠式),手册未入库。
  2. HR911105A RJ45(J1/J2):集成磁已反证成立;pin9(LED)/pin10(strapping)/pin4,5(屏蔽) 定义待模块手册确认。
  3. STM32 封装引脚编号:已关闭(2026-09-20,数据手册证据,免实测)——按 DS8626 Table 7 逐脚核对:25 = NRST、23/24 = PH0/PH1(8MHz)、73 = PB12 全部与数据手册一致;原文"与数据手册图记忆不符"的判定系作者记忆偏差(网表脚号即手册 LQFP144 脚号,附录 C-C1/C2)。
  4. X1 25MHz 晶振:手册要求 ±50ppm / ESR<50Ω,选料参数待核。

3.4 轻微改进(非缺陷,并入 V0.1,见 §5.3)

  • T1 绕组远端 4/5/12/13 悬空 → 加对地旁路(EMI 细节)
  • TPAFE RESET 无运行时复位能力、对 3.3V 毛刺敏感 → 可改 GPIO 控制(顺带获得软复位,见 §4.5)
  • 网名 'R16'(U18 总线)与电阻 R16 撞名 → 改名防误读

4. 逐芯片详解

4.1 主控:U17 = STM32F407ZGT6(LQFP-144)

  • 全部功能引脚与代码/.ioc 一一对应(59 个已配置脚);电源脚(2026-09-20 按数据手册复核):VDD×12 + VBAT(6) + PDR_ON(143) → 3.3V(共 14 脚,PDR_ON 高 = 片内 1.2V LDO 开启 ✓);VSS×9 → GND;VSSA(31) → AGND;VREF+(32)/VDDA(33) 经 L6 → 3.3V,C77/C78 → AGND;VCAP1(71)/VCAP2(106) → C94/C79 → GND(值未标注,手册要求 1~4.7µF 低 ESR);BOOT0(138) → GND ✓;NRST(pin25)= R40 10k 上拉 + 2×100nF(C14/C74) + SW1;HSE(pin23/24 = PH0/PH1)= 8MHz + 12pF×2。
  • 封装引脚编号(2026-09-20 数据手册复核,原判定撤销):网表脚号与 DS8626 Table 7 的 LQFP144 脚号逐一吻合(NRST=25、HSE=23/24、PB12-15=73-76、VSSA=31/VREF+=32/VDDA=33、PG0-15=56/57/87-94/124-129/132、PA13/PA14=105/109 等 40 余脚全部对上)——原文"与常见数据手册图记忆不符→判定网表正确"中的"不符"系作者记忆偏差(当时未实际比对在库手册),予以撤销;§3.3-3 实物抽查项由手册证据关闭(附录 C-C1/C2)。
  • 悬空脚:U17.7 及若干未配置 GPIO——复位后高阻,正常;U18 A 侧 13 线中 11 线(H16/V15/J3/F3/R16/K3/DQM0/WAIT1/DQM1/RAS/SDCKE)为未配置悬空、无人驱动(B3,见 §4.6),另 2 线("SPI1_SIMO/SOMI" 网名,U17.77/78 = PD8/PD9)经 2026-09-20 数据手册复核更正:此二脚无 SPI1 的 AF(F407 的 SPI1_MOSI/MISO 仅可选 PA7/PB5/PC12,而 PB5 已用于 NAND 的 SPI1),代码亦从未配置 → 实为未配置悬空线而非活动信号,与 11 线同类(附录 C-C6)。

4.2 以太网段:U1、U2、T1、J1/J2、X1/X2

U1 = CH395F(QFN-32,以太网 MAC+PHY,SPI 从设备)

  • 引脚全对:SCS/SCK/SDI/SDO→PB12-15(封装 pin73-76)、INT→PE5(pin4;2026-09-20 更正:原文误作 PA0,代码 CH395_INT = GPIOE PIN5 佐证,附录 C-C3)、RSTI←NRST、VDDK 1uF(C13)、晶振 X2 25MHz+12pF×2、ELINK#/EACT#→LED1/LED2(470Ω 上拉,低有效)。
  • TXD 脚为 5.1k 下拉 = SPI 模式配置正确(初版"下拉可疑"疑虑已排除,见附录 A-9)。

U2 = RTL8305NBI-CG(QFN-48,5 端口 10/100 PHY 交换)

  • port3(pin14-17)→T1→CH395F;port0(pin44-47)→J1;port1(pin2-5)→J2;port2/4 未用。
  • 电源:V33IN(pin37)=3.3V;1.0V 核心由片内 LDO 生成(V10OUT=pin36=AVDDL,C3 220uF+7×100nF)——无需电感(手册 L269:"integrates one LDO regulator to generate 1.0V from a 3.3V input power, and needs only one external diode");RESETB(pin27)←主 NRST(与 MCU 同步复位,满足上电时序 Td>5ms 建议)。
  • B1(两项):
    1. 手册要求 1 个外部二极管(L269/L336/L985;参考设计图在库内 md 中缺失,接法以手册参考设计为准):在 3.3V→V33IN(pin37) 通路串联肖特基,阳极接 3.3V 轨、阴极接 V33IN——上电时 3.3V 正向导通给 LDO 供电(仅降 Vf);掉电时若 V33IN 电位高于 3.3V 轨则反向截止,防止 V33IN 倒灌回系统 3.3V 主轨、破坏上电时序(Ta<Tb),保护片内 LDO。选型:肖特基(BAT54/SS34),Vf 尽量小,不能用普通硅 PN 二极管。V0.0 网表缺此二极管(U2.37 直连 3.3V 轨)——V0.1 必加。
    2. MDC/MDIO 悬空 = 无 SMI 编程能力:端口速率/双工、LED 行为、VLAN 均锁死在默认值;TRAP-NET-05 的"强制 100M"只在 CH395F 侧生效,交换侧不可调——当前能跑是默认配置恰好匹配,属脆弱平衡。
  • P0LED/DIS_EEE(pin29)为双功能脚(I/O_PD 开漏):同一节点 {U2.29, R6 10k 上拉, J1.10(模块 LED 脚)}——上电时 10k 上拉给出 DIS_EEE=1(禁 EEE);PHY 初始化后 pin29 仍可拉低作 P0LED 链路/活动指示,10k 上拉兼作 LED 上拉 → J1 有 PHY LED 指示,设计正确(J2 同理:P1LED 经 R2 470Ω → J2.9;两侧上拉值不对称 10k/470Ω,对 LED 通断状态无实质影响)。

T1 = 350uH 16 脚共模磁环(H1102NLT)

  • CH395F MDI ↔ RTL8305 port3 交叉配对完整(RXP↔TXOP3、RXN↔TXON3、TXP↔RXIP3、TXN↔RXIN3),依赖交叠绕组布局 (1,16)(3,14)(6,11)(8,9)——TRAP-NET-05 证实该路径实测通流(100M),布局推断成立。
  • 小缺陷(§3.4):绕组远端 T1.4/5/12/13 悬空(无对地旁路),EMI 细节;手册未入库(§3.3-1)。

J1/J2 = HR911105A RJ45

  • MDI 直连(无外挂变压器)⇒ 模块必为集成网络变压器型(100M 实测通过反证成立)。J1.10 = 模块 LED(U2 P0LED 驱动 + R6 10k 上拉)、J1.9 = 仅 470Ω 上拉(无 PHY 驱动,LED 灭)、J2.9 = 模块 LED(U2 P1LED 驱动 + R2 470Ω 上拉)、J2.10 = GND、pin4/5 = 屏蔽对地。引脚定义待模块手册(§3.3-2)。

X1/X2/X3 晶振

  • X1=25MHz→U2(15pF×2;手册要求 ±50ppm / ESR<50Ω,选料待核 §3.3-4);X2=25MHz→U1(12pF×2);X3=8MHz→U17 HSE(12pF×2)。均正确。

4.3 电源段:U5、U6/U7、U4

U5 = 48pin 子板连接器(WINGTAT)

  • 供电入口 VDD50(A2/B2/C15 三脚并联);15 路 AIN;ST_UART0/2 直连;EXTKI/EXTKO/CLZ_LED/ERT_LED 等全部经 U18 桥;CF_P/CF_Q、CLOCK 经 U14 RJ45 复用传子板。
  • B2(其一):板级无独立电源输入——单独调试必须经 48pin 线缆。V0.1 加 5V 排针。

U6/U7 = SOT-223-4 LDO(引脚 1=GND, 2/4=VOUT, 3=VIN,与标准一致)

  • U6: 5V→G3.3V(收发器域);U7: 5V→3.3V(主轨)。
  • B2(其一):主 3.3V 轨负载 ≈ STM32(峰值 ~1A 量级)+CH395F+PHY 3.3V 群+NAND+RTC+U18+显示 H1,走 SOT-223 LDO 电流/热余量需核算(输入-输出压差 1.7V 上耗散可观);V0.1 建议主轨改 buck、G3.3V 并入主 3.3V 轨(C3.3V 轨为 U4 隔离电源输出,与输入侧 DC 隔离,不受并轨影响)。

U4 = B0303S 隔离电源芯片(隔离 DC-DC,TH 4 脚)

  • 3.3V→3.3V 隔离电源:pin1=VIN−(GND)、pin2=VIN+(G3.3V,经 L4+C50)、pin3=VOUT−(CGND)、pin4=VOUT+(C3.3V)——4 脚接线即隔离电源的标准输入/输出,正确。
  • 设计意图:对外部串口段(U8-U15 收发器/ESD 防护、CN1、C3.3V 轨)提供隔离 3.3V 电源域,CGND 与主数字地 GND 直流隔离,提升对外端口的 EMI/浪涌稳健性。
  • A2:网表/焊盘记为 PWRM B0505S-1WR3(5V 入/5V 出),实物芯片为 B0303S(3V 入/3V 出)——实板与实际供电条件(输入 G3.3V≈3.3V)相符;V0.1 将网表料号更新为 B0303S 并更换焊盘。
  • 手册在库(docs/芯片手册/B0303S.md,EVISUN B_S-1WR3 系列):B0303S-1WR3 = 3.3V 输入(2.97~3.63V)/ 3.3V 输出 303mA / 1W / 隔离 1500VDC(1min) / 开关频率 200-340kHz / 持续短路保护——实物输入 G3.3V≈3.3V 在输入范围内、4 脚接线与手册标准输入/输出一致(初版误判"3Ω 功率电阻"已撤回,见 A-1;初版"手册未入库"判定系目录扫描误报,见 A-11)。
  • 小注(非缺陷):该系列为非稳压输出(负载调节率 8% typ / 20% max,10%→100% 负载)——C3.3V 轨电压随串口段负载变化而 sag,隔离段各芯片(U8-U15)供电范围宽(3V~5.5V 类),当前负载水平下无影响;V0.1 若串口段负载显著增加需复核最低负载电压。

4.4 隔离串口段:U8~U15

隔离拓扑总览:对外 485/RS232 口与主数字地完全隔离——电源经 U4(隔离 DC-DC)跨界,TX/RX 经 U11/U9/U10(数字隔离器)跨界,DE/RE 经 U8(光耦)跨界,A/B 线 ESD 经 U12/D3-D6 钳位至 CGND。

STM32 侧引脚/AF(2026-09-20 数据手册 Table 9 复核,全部成立):RS485#4 = UART5(原文"USART5"更正:F407 无 USART5 外设;PC12 = UART5_TX(AF8)、PD2 = UART5_RX(AF8));RS232#1 = USART2(PD5/PD6,AF7);RS232#3 = UART4(PC10/PC11,AF5);DE = PD0(GPIO);调试口 = USART1(PA9/PA10,AF7);U5 直连第二路 = USART3(PB10/PB11,AF7)。

U8 = FOC-817SC-F 光耦(RS485 DE/RE 隔离)

  • 手册已入库(docs/芯片手册/光耦隔离芯片FOC-817SC-F.md,佛山市国星光电):红外 LED+光电晶体管,V_ISO=5kVrms、CTR 50-600%@IF=5mA/VCE=5V、V_CE(sat)≤0.2V、BV_CEO≥80V、隔离电容 0.6-1pF。
  • 引脚定义(手册:1=阳极、2=阴极、3=发射极、4=集电极),网表逐脚核实为标准开集电极隔离接法:
    • LED 侧(主侧电源域):阳极(1) ← G3.3V 经 R34 390Ω(LED 限流电阻,IF≈(3.3−1.2)/390≈5.4mA);阴极(2) ← ST_DIR4(STM32 PD0)。
    • 晶体管侧(隔离侧电源域):发射极(3) → CGND;集电极(4) → DIR4 → U15.2/3(DE+/RE− 并接)+ R35 1.5k 上拉至 C3.3V。
  • 逻辑正确(LED 低有效、反相输出):PD0=1(发送)→ 阴极电位=阳极,LED 灭 → 晶体管截止 → DIR4=高(C3.3V)→ DE=1、/RE=1 = 发送态;PD0=0(空闲)→ LED 亮 → 晶体管导通 → DIR4≈V_CE(sat)≈0.1-0.3V → DE=0、/RE=0 = 接收态。
  • 小注(非缺陷):817 截止频率 ~80kHz,DE/RE 慢信号充裕;CTR 裕量取决于分档——档 C(200-400%)最恶劣高温角(110°C,CTR×0.54)驱动电流仍 ≥5mA、对 2.2mA 下沉电流裕量充足;若实物为档 L(50-100%),≥100°C 角低电平略不足(最坏 DIR4 低 ≈1.3V > VIL 1.0V),可 V0.1 将 R35 1.5k 改 10k(分档以丝印核实)。

U9/U10/U11 = CA-IS3722HS 双通道数字隔离器

  • 手册已入库(docs/芯片手册/数字隔离器 CA-IS3722HS.md):CA-IS371x/2x 系列,DC~150Mbps、CMTI ±100kV/µs、施密特输入、传播延迟 8ns typ;SOIC8 窄体 3.75kVrms(WB 宽体 5kV);"H"后缀 = 失电/失信号时输出默认高。
  • SOIC8 引脚定义(手册表 6-2),三颗网表全部逐脚吻合 CA-IS3722:pin1=VDDA、pin2=VO1(通道1 A 侧输出)、pin3=VI2(通道2 A 侧输入)、pin4=GNDA、pin5=GNDB、pin6=VO2(通道2 B 侧输出)、pin7=VI1(通道1 B 侧输入)、pin8=VDDB——两通道方向相反:通道1 = B→A(pin7→pin2,RX 用)、通道2 = A→B(pin3→pin6,TX 用),恰为设计所需的 TX+RX 配对。
  • U11(RS485 通道 #4):TX:U17.113(TX)→ST_TX4→U11.3 →[隔离]→ U11.6→TX4→U15.4(DI);RX:U15.1(RO)→RX4→U11.7 →[隔离]→ U11.2→ST_RX4→U17.116(RX)。8 脚全接、两侧各取本侧电源,接法正确。
  • U9(RS232#1):U17.119(TX)→ST_TX1→U9.3 →[隔离]→ U9.6→TX1→U13.11(TIN1);U13.12(ROUT1)→RX1→U9.7 →[隔离]→ U9.2→ST_RX1→U17.122(RX)。U10(RS232#3):U17.111/112 ↔ U13.10/9,两侧同样全接、方向正确。
  • 小注(非缺陷):"H"后缀 = 失电/失信号时输出默认高——主侧(STM32)掉电后 B 侧 TX 输出默认高,且 U8 光耦 LED 同时熄灭(DIR4 被 R35 拉高 → DE=1);若隔离侧电源仍存活,收发器可能对总线驱动不定电平。如需掉电"总线静默",V0.1 可考虑选 L 后缀(默认低)或加掉电检测。

U12 = SuperESD-CDSOT23 防静电(RS485 A/B 线,无源)

  • pin1=A、pin2=B、pin3=CGND、pin4(中心 GND 焊盘)悬空——CDSOT23 双通道 ESD 二极管阵列(IO1/IO2/GND/GND-pad)的标准接法。
  • 功能:CN1 对外 RS485 A/B 线的 ESD/浪涌钳位,对隔离侧地 CGND 钳位——与被保护收发器 U15 同属 CGND 地,参考地正确;与 RS232 线 D3-D6(SMB) 保护配置对称。pin4 中心焊盘悬空为 SMT 常态,ESD 电流仍经 pin3 回 CGND,无功能影响。
  • 具体料号以丝印复核(Bourns/TE 系列,PESD0502B 类);手册已入库。

U13 = TPT3232E SOP-16 双路 RS232 收发器(第二级,→CN1 与 U14)

  • 手册已入库(docs/芯片手册/TPT3232E RS232 电平转换芯片.md):3V~5.5V、250kbps、2 驱动器+2 接收器、RS232 总线脚 IEC61000 ESD 保护(±15kV HBM / ±12kV 接触放电)。
  • 引脚定义为非 MAX 惯例(7=TOUT2、8=RIN2、9=ROUT2、10=TIN2、11=TIN1、12=ROUT1、13=RIN1、14=TOUT1;MAX232 为 7=R2OUT、8=T2IN、9=T2OUT、10=R2IN、11=T1OUT、12=R1IN、13=R1OUT、14=T1IN),网表已对照手册逐脚核实全部一致:
    • 通道1:TIN1(11)←TX1←U9.6(STM32 TX 经 U9 隔离通道);TOUT1(14)→RS232_TX1→CN1.12;RIN1(13)←RS232_RX1←CN1.10;ROUT1(12)→RX1→U9.7(→STM32 RX)。
    • 通道2:TIN2(10)←TX3←U10.6;TOUT2(7)→RS232_TX3→CN1.11;RIN2(8)←RS232_RX3←CN1.9;ROUT2(9)→RX3→U10.7(→STM32 RX)。
    • 电源:pin15=GND→CGND、pin16=VCC→C3.3V(隔离侧)。
    • 泵电容:C1=pin1-3(C68) ✓、C2=pin4-5(C71) ✓、V−(pin6)→C69→GND ✓;V+(pin2)→C70→GND——手册典型电路为 V+→VCC,稳态下两者功能等价(两端均为平整 DC 轨、电容无 DC 电流、V+ 轨电平由电荷泵拓扑确定),非功能缺陷,V0.1 可改与手册一致。
  • 泵电容 C68-C71 值网表未标(归 '{Value}' 组),实板对照手册 Table 1 核对:3.3V 供电 → C1≥0.2µF、C2/C3/C4≥0.1µF(统一 0.2µF 亦合规)。
  • CN1 线上 D3-D6 四只 SMB 二极管对 CGND 钳位(ESD/浪涌,CN1 为对外边界,保护有效);芯片总线脚自身亦有 ±15kV HBM 保护,两级防护。

U15 = TP8485E-SR RS485 收发器(3PEAK,板侧,总线上唯一有源收发器)

  • 手册已入库(docs/芯片手册/TP8485E-SR.md):3V5.5V 供电、300bps250kbps、1/8 unit load(总线最多 256 节点)、full fail-safe 接收器(总线悬空/短路/空闲时 RO 输出高)、热插拔电路(上/掉电 VCC<~2.5V 期间 Tx/Rx 保持高阻,防扰总线)、总线脚片上 ESD ±18kV HBM(按手册板级 TVS 可省)。
  • 引脚定义(SOIC-8,SN65HVD230/MAX485 族标准 8 脚布局),网表逐脚吻合 TP8485E:pin1=RO、pin2=DE、pin3=/RE、pin4=DI、pin5=GND、pin6=A、pin7=B、pin8=VCC。
  • 接线:pin1=RO→RX4、pin2=DE 与 pin3=/RE 并接 DIR4(单线控制)、pin4=DI←TX4、pin5=CGND、pin6=A、pin7=B、pin8=C3.3V(VCC)——8 脚全接、取隔离侧 C3.3V/CGND 电源,接法正确。
  • 控制逻辑正确:空闲 DIR4=0 → DE=0(驱动关断)+/RE=0(接收器开) = 接收态;发送 DIR4=1 → 驱动开、接收关。

4.5 采集/时钟/存储:U3、U16、U19

U3 = TPAFE5160(LQFP-64,8ch 16-bit ADC,ADS8688 类)

  • 参考电路完整(REFSEL 经 R29 10k 上拉 = 内部基准;REGCAP C42/C41;REFIN C39;REFCAPA/B 经 C37 短接)。
  • 模式配置全对:RANGE(pin8)=GND → ±5V;/PAR-SER(pin6) 10k 下拉 → 并口;/STBY(pin7)=3.3V → 正常工作;/CS(pin13)=GND(并口模式不使用)。
  • RESET(pin11) 电路(设计正确):'HRST' 网 = {U3.11, R16(10k)→GND, C31(1uF)←3.3V 轨}。R16 另一端在 GND 网,C31 跨接 3.3V 轨与 HRST → 标准上电复位脉冲电路:3.3V 上升沿经 C31 对 RESET 产生约 1uF×10k ≈ 10ms 的高电平脉冲,随后 10k 把 RESET 拉到 0V。RESET 为高有效(手册 L532:"set to logic high, the device is in the reset mode"),DC=0V = 正常工作。
  • 小缺陷(§3.4):无运行时复位能力(代码确实不需要);3.3V 轨大毛刺可经 C31 再触发误复位(概率低)。
  • 并口数据 DB0-15→PG0-15、/RD=PD3、CONVST=PD4、BUSY=PD7、FRSTDATA→U17.115(经 R24 4.7k 上拉)、OS0-2=PF13-15,与代码完全一致。

U16 = SD2506API-G(I2C RTC 模块,6 引脚)

  • 器件为 SD2506API 模块(非裸片):内置 32.768k 晶振 + 内置充电电池 + 充电电路(手册 L11:电池满充常温下掉电走时约 8 个月,电池寿命 5~8 年;自动电源切换:VDD<2.4V 且 VDD<VBAT 时自动转电池供电,PMF 位指示电源模式)。
  • 封装与引脚编号(已核实,设计正确):实物封装 6 个引脚,但编号不按 1~6 顺序——模块只引出手册脚号 1/4/5/6/7/8(表 1:1=TEST, 4=GND, 5=SDA, 6=SCL, 7=INT, 8=VDD;pin2/3 未引出)。网表接 4/5/6/8 = GND/SDA/SCL/VDD ✓,1(TEST,手册要求悬空)与 7(INT,未用)悬空 ✓,与手册完全一致。
  • 掉电走时(已核实,无缺陷):后备电源为模块内置充电电池(无外接 VBAT 脚),不存在"无后备电池"问题;18H 充电寄存器非易失(docs/芯片手册/SD2506API-G.md §4.8:出厂均配置 82H = EN_Charge+5K 电阻),长时掉电可能改值——代码每次上电回读校验 18H(=0x82 不写;≠0x82 经写允许窗口重置为 0x82 并回读验证,2026-09-21 修复 E-32,sd2506_init()),满足手册 L390 每次上电重置 18H 的要求;开机另读电池电压寄存器 1AH/1BH 输出 battery: 标记(sd2506_get_battery_voltage()),与手册一致。

U19 = GD5F2GQ5UE(WSON-8,SPI NAND)

  • 引脚全部验证正确(1=CS 经 R43 4.7k 上拉、2=SO、3=WP、4=VSS、5=SI、6=SCK、7=HOLD、8=VCC、EP=GND);VCC 去耦 C72/C73。无问题。

4.6 显示/子板桥:U18、U14

U18 = AIP74LVC16245TA48 双 8 位总线收发器(TSSOP-48,子板桥)

  • 手册已入库(docs/芯片手册/锁存器_AIP74LVC16245TA48.TB.md):16 位 = 2×8 位总线收发器,每字节独立 OE(低有效)+ DIR(方向)控制;电源 1.2~3.6V、I/O 5V 耐压(可对接 5V 逻辑)、TSSOP-48;手册涵盖 LVC(无总线保持)/LVCH(总线保持)两变体、打印标识同为 "74LVC16245"(实际变体以订料料号为准,对本电路功能无影响)。
  • Strapping(网表核实,工作模式锁定):1DIR(pin1)/2DIR(pin24) 经 4.7k(R38/R41)上拉 3.3V → DIR=H;1OE(pin48)/2OE(pin25) 经 4.7k(R39/R42)下拉 GND → OE=L。按手册功能表(nOE=L、nDIR=H:nBn 随 nAn),两字节均工作于 A→B 单向直通、恒使能(A 侧为输入、B 侧为输出,桥永久导通)。
  • 逐脚核实(48 脚与手册全部吻合):12 电源脚(GND=4/10/15/21/28/34/39/45、VCC=7/18/31/42,取主 3.3V/GND 轨)✓;32 个 I/O 脚与 1A/2A/1B/2B 分配完全一致 ✓;4 控制脚(pin1/24=1DIR/2DIR、pin48/25=1OE/2OE)✓。
  • 信号通路(A→B,三类):
    1. 子板→STM32(确定、有功能):EXTKI1/2/3(子板按键态,A 侧主动驱动:U5.C1/B16/A16→1A2/1A1/1A0)→1B2/1B1/1B0→ST_IN_E4/C3/D4→STM32 封装 pin 1/2/3 = PE2/PE3/PE4(2026-09-20 数据手册复核更正:原文误作 PC15/PC14/PC13,附录 C-C4)。注意:网名为历史遗留(ST_IN_C3 实为 EXTKI2、ST_IN_D4 实为 EXTKI3、ST_IN_E4 实为 EXTKI1)——这 3 线实为子板 EXTKI 按键信号经收发器传入 STM32,电平由子板按键状态决定;V0.0 代码尚未读 PE2/3/4(无 EXTKI 处理)——硬件通路完整,待固件启用(须配 PE2/PE3/PE4,勿配 PC13/14/15——那三脚在 V0.1 已被子板 LED 线 V15/J3/F3 占用)。
    2. STM32→子板(悬空、不定,B3):H16/V15/J3/F3/R16(1A37←U17.79/80/81/82/85 = PD10/PD11/PD12/PD13/PD14)+ K3/DQM0/WAIT1/DQM1/RAS/SDCKE(2A0/37←U17.86/96/97/98/99/109 = PD15/PC6/PC7/PC8/PC9/PA14)共 11 线均为未配置高阻引脚 → 所驱动子板输出 11 线(RUN_LED/TRIP_LED/ERT_LED/CLZ_LED、RELAY_STO、HT_A23/HT_A26/HT_C25/HT_C26/HT_C27、EXTKO3)电平不定 → 子板 LED/继电器/告警状态不可预测。⚠ SDCKE 占用 109 = PA14(SWD 的 SWCLK 专用脚),而 SWCLK 头网线接在 104 = PA12(无 JTAG 功能)——两线脚位互换,即 B4 的成因(§3.1/B4;V0.1 已全部理顺:SWCLK→109、SDCKE→28)。
    3. "SPI 线"耦合到子板(2026-09-20 更正:非 SPI 流量):2A1/2A2 = "SPI1 MISO/MOSI" 网名(U17.77/78 = PD8/PD9)→ 子板 EXTKO1/EXTKO2——更正:PD8/PD9 无 SPI1 的 AF(F407 SPI1_MOSI/MISO 仅 PA7/PB5/PC12,PB5 已用于 NAND 的 SPI1,同一 SPI1 外设不能同时落两组引脚),代码从未配置此二脚 → 实为未配置悬空线,原文"NAND 侧 SPI 流量会调制子板这 2 线"不成立(无驱动源);风险与 11 线同类(合计 13 条悬空线,代码配安全电平即可),无需 V0.1 改线(附录 C-C6)。

U14 = RJ45(C2836689)多用途数据连接器

  • 复用向子板传:RS232#3(TX3/RX3,RJ45 pin3/6)、CF_P/CF_Q 差分对、CLOCK。pin4/5 = 屏蔽→CGND、pin8 → GND(金属壳性耦合两地,无 DC 电源路径,无碍)。引脚定义待对照模块手册(§3.3-2)。

4.7 无源器件

电感/磁珠/其他

  • L1/L6 = 0603 磁珠(AVCC/STM_VDDA 滤波);L2 = 0603 电感,AGND↔GND 单点桥(模拟/数字地分割:DC 连通 + 高频隔离);L3 = 5V 输入滤波电感;L4 = U4 输入侧滤波电感(G3.3V→U4 VIN+)。
  • Q1 = SOT-23 NPN(1.0V 轨指示):基极经 R10(1k) 接 AVDDL,集电极→LED,发射极→GND:AVDDL 高于导通阈值时点亮。合理。
  • U20/U21/U22 = 4.7nF 跨地电容(GND↔PGND↔CGND 单点耦合)。
  • D3-D6(SMB) = CN1 线上 ESD 钳位(pin1→CGND, pin2→信号线;CN1 为对外边界,保护有效);D1/D2(SMB) = 3.3V/G3.3V 轨对地(实为 DNP 未贴,见 A1)。

电容/电阻分组速览

组 元件 作用 结论
输入 bulk C99 470uF, C46/C47, L3 5V 入口滤波 ✓
5V 轨 C45 220uF, C49/52/53/56/57 L3 后 bulk+去耦 ✓
3.3V 主轨 C11 10uF + 22×100nF(C12/15/16-21/58/59/72/73/80-93/100/102) LDO 输出+全芯片去耦 ✓ 数量充足
G3.3V 轨 C54/55/60-63 收发器 LDO 输出 ✓
C3.3V 轨(隔离域) C48/51/64-67 U4 隔离电源输出 bulk ✓
1.0V 轨 C3 220uF + C4-C10 7×100nF 片内 LDO 输出 ✓ 配置标准
晶振匹配 C25/26 15pF, C27/28/75/76 12pF X1-X3 负载 ✓
VDDA C77/C78(L6 后) 模拟电源 ✓
TPAFE 参考 C37(REFCAPA/B 短接), C39(REFIN), C41/42(REGCAP) 内部基准 ✓ 完整
RS232 泵电容 C68-C71(0603) TPT3232E 电荷泵(C1:1-3、C2:4-5、V+:2→GND、V-:6→GND) C1/C2/V- 与手册一致;V+ 储能接 GND(手册典型电路接 VCC,稳态等价);值网表未标,实板对照手册 Table 1 核
ADC 输入前端 15×(1k 串联 + 1k 到 AIN_nGND + 滤波 C) 源阻抗匹配(手册推荐做法,非分压)✓;2026-09-20 数据手册复核新增:STM32 侧 9 路中 ADC916 → PA0PA7(IN0~IN7)✓,ADC17(V_ZL2)→ U17.46 = PB0 = ADC12_IN8(2026-10-09 勘误:PB0 确为 ADC 输入脚,原判"电气上无效"不成立——实际问题是与 LED 复用 + 代码未读,B5 属潜伏);V0.1 改 44 = PC4 = ADC12_IN14 ⚠ B5
上拉/下拉 R40(NRST), R29(REFSEL), R43(GD_CS), R35(DE/RE), R22(PAR/SER), R6(DIS_EEE), R24(FIRSTDATA), R4(TXD 下拉), R44/50/53(KEY1-3), R36/37/39/54-58(strapping/LED) strapping + 默认态 ✓
4.7k×5 R24(U3 FRSTDATA 上拉) + R38/R41(U18.1/24=1DIR/2DIR 上拉 3.3V) + R39/R42(U18.48/25=1OE/2OE 下拉 GND) ADC 首数据线默认态 + 桥片模式锁定(A→B 单向、恒使能) ✓ 已按手册功能表核实
LED 限流 R1/7/8(470Ω), R59-R64(1k), R33 指示 LED ✓
地桥 U20-U22(4.7nF 跨地: GND↔PGND↔CGND) 多域地单点耦合 ✓ 常规

5. 改进方向

5.1 一次性上电测量清单(万用表 + 示波器,约 30 分钟,把全部"待核"变"已确认")

  1. U1.28 直流(应 ≈0V:5.1k 下拉,SPI 模式配置脚;异常时才需排查)
  2. U3.11 直流(0V?= ADC 复位电路正常;3.3V = ADC 静默死亡)
  3. C3.3V 轨(U4 隔离电源输出,应 ≈3.2-3.3V)/ G3.3V 轨 / AVDDL(1.0V) / 3.3V 主轨 / 5V 轨 直流;DIR4 静态电平(空闲应 ≈0.1-0.3V = 接收态;恒 3.3V = 光耦 LED 侧异常,恒 0V = 上拉异常)+ U8.1(LED 阳极,PD0 拉低时应 ≈2.1V)
  4. U17.23/24 8MHz 波形;U17.25 静止 3.3V、按 SW1 时 0V(关闭 §3.3-3) —— 已由数据手册证据关闭(2026-09-20:23/24 = PH0/PH1、25 = NRST,DS8626 Table 7),无需实测
  5. U17.73 (PB12/CS) 通信时翻转(关闭 §3.3-3) —— 已由数据手册证据关闭(2026-09-20:73 = PB12)
  6. AIN1 注入 1V 直流 → UI ADC1 值变化 + U3.14 BUSY 脉冲(首次功能级 ADC 验证)
  7. RS485 A/B 环回:发送→回显(首次功能级 RS485 验证)
  8. CN1 RS232/RS485 环回(经子板)
  9. 目视:RJ45 模块型号、C68-C71 实际值(对照手册 Table 1)、U18 印字(应为 74LVC16245;LVC/LVCH 变体印字相同,无功能影响)、U8 丝印 CTR 分档等级

5.2 软件验证链补强(消除"静默死亡"盲区)

  • 开机自检加功能级断言:ADC 注入-读回校验(利用 FRSTDATA/BUSY 握手)、RS485 回环校验(DE 拉高自发自收)、CH395F PHY 寄存器读回(确认 SPI 模式 + 100M link)
  • verify_log.ps1 增加对应 Required 标记(ADC selftest: OK / RS485 loop: OK / PHY: 100M FULL)
  • U18 桥:代码配置 13 个 A 侧 GPIO(H16/V15/J3/F3/R16/K3/DQM0/WAIT1/DQM1/RAS/SDCKE + SPI1_SIMO/SOMI 2 线)为安全默认电平(LED 灭/继电器断/告警静默)并加读回断言,同时启用 PE2/PE3/PE4(脚 1/2/3,EXTKI×3) 按键读取(2026-09-20 更正:原文误作 PC13/14/15,附录 C-C4;解决 B3①,无需改硬件)

5.3 V0.1 改版清单

改板项:

  • RTL8305 V33IN 串联肖特基(BAT54/SS34)+ MDC/MDIO(B1)
  • 3.3V 主轨改 buck + 5V 调试排针 + TVS(B2,顺带并掉 G3.3V 双轨偏移)
  • U18 2A1/2A2→EXTKO1/2 的 SPI 耦合布线改线(或确认子板未用该 2 线)(B3②) —— 2026-09-20 更正撤销:该 2 线(PD8/PD9)无 SPI1 AF 且代码未配置,实为悬空线,"SPI 耦合"不成立,无需改线(附录 C-C6)
  • T1 远端对地旁路;D1/D2 去焊盘;U4 焊盘更换(A1/A2)
  • 若 U8 CTR 分档核实为档 L:R35 1.5k → 10k(提高高温低电平裕量)
  • TPAFE RESET 改 GPIO 控制(获得软复位)

代码项(可先做,不依赖改版):

  • U18 桥:配置 13 个 GPIO 安全默认电平 + 启用 PE2/PE3/PE4 EXTKI 读取(2026-09-20 更正:原文误作 PC13/14/15,附录 C-C4;解决 B3①)
  • 开机功能级断言:ADC/RS485/CH395F(§5.2)

文档/网表项:

  • 网表按 A1/A2 勘误(D1/D2 标 DNP、U4 料号改 B0303S)后重新导出存档
  • 手册补全:H1102NLT、HR911105A 入 docs/芯片手册/(芯片手册已在库 12 份,见附录 B;B0303S 已在库)

5.4 文档补全

  • 待补手册 2 份:H1102NLT(T1 共模磁环)、HR911105A(J1/J2 RJ45)
  • 芯片手册 12 份已在库(附录 B,含 B0303S.md)

6. 最优先三件事

  1. 跑 §5.1 测量清单(电源/风险项多已随分析澄清,重点转向功能验证:C3.3V 隔离输出、U3.11 确认、RS485/RS232 环回);
  2. 代码落地 §5.2 功能级断言 + U18 桥 11 个 GPIO 配置(解决 B3、消除静默死亡盲区,无需改板,可先做);
  3. 补齐 2 份手册(H1102NLT / HR911105A)(引脚编号 3 脚抽查已由数据手册证据关闭,2026-09-20,附录 C-C2)。

完成这三步,V0.1 改版就没有未知数了。

附录 A:勘误记录(初版误判,全部撤回)

# 位置 初版判断 实际 核实依据
A-1 U4 "3Ω 4 脚功率电阻 → P0 致命短路风险" B0303S 隔离电源芯片,4 脚即隔离电源输入/输出,无短路 丝印 + 网表脚位
A-2 U8 "4 脚缓冲器,电源跨接 U4 隔离边界 → 两接地域 DC 耦合(初版 B1)" FOC-817SC-F 光耦,LED 侧/晶体管侧光耦合、无 DC 路径(390Ω 系 LED 限流、R35 系隔离侧开集上拉) 手册逐脚
A-3 U9/U10/U11 "SOIC-8 串口收发器;U11 串入 USART5 线、疑 232 泵节点污染(初版 B1)" CA-IS3722HS 数字隔离器 ×3,双侧各自供电,接法正确 手册逐脚
A-4 U12 "无供电失活死芯片 → 标 DNP/移除" SuperESD-CDSOT23 无源 ESD 阵列,本无需供电,pin1/2 在 A/B 线正是 I/O 连接 手册
A-5 U13 "非 MAX 克隆,若按 MAX 惯例则 6 个信号脚反接" TPT3232E 非 MAX 惯例,网表逐脚吻合、方向正确 手册逐脚
A-6 U15 "料号未知、疑 SN65HVD230 族、非标引脚定义" TP8485E-SR(3PEAK,与 SN65HVD230/MAX485 引脚兼容),标准 8 脚布局 手册逐脚
A-7 U18 "料号未知、行为不可预测;ST_IN_C3/D4/E4 判为来自 STM32 悬空脚" AIP74LVC16245TA48 纯电平缓冲器,strapping 锁定 A→B 恒使能;ST_IN 3 线实为子板 EXTKI 按键信号经桥传入 STM32(初版方向搞反) 手册 + 网表复核
A-8 U16 "引用 pin8 为网表矛盾;RTC 无后备电池" 模块引脚按手册编号引出(1/4/5/6/7/8,pin8=VDD 有效);模块内置充电电池,掉电自动续走约 8 个月 手册
A-9 U1(CH395F) "TXD 上拉疑似错误" TXD 实为 5.1k 下拉,SPI 模式配置正确 网表复核
A-10 D1/D2 "网表↔实板矛盾(方向)" 实为 DNP 未贴;板内电源轨无真实浪涌威胁,保护意义有限 实板
A-11 手册库存 "B0303S 手册未入库"(曾列为待核项) B0303S.md 实际在库(EVISUN B_S-1WR3 系列手册,型号表含 B0303S-1WR3:3.3V 入/3.3V 出 303mA/1500VDC),U4 核实升级为"丝印+脚位+手册"三重吻合;初版目录扫描检查误报 目录实物列举 + 手册内容

附录 B:手册清单(已入库 docs/芯片手册/)

手册文件 对应芯片
CH395F.md U1
RTL8305NBI-CG.md U2
TPAFE5160.md U3
B0303S.md U4
SD2506API-G.md U16
GD5F2GQ5UExxG.md U19
光耦隔离芯片FOC-817SC-F.md U8
数字隔离器 CA-IS3722HS.md U9/U10/U11
SuperESD-CDSOT23.md U12
TPT3232E RS232 电平转换芯片.md U13
TP8485E-SR.md U15
锁存器_AIP74LVC16245TA48.TB.md U18
stm32f405rg.md / STM32F4xx参考手册_V18英文版_1-1000.md U17(参考件)

未入库(待补,见 §3.3):T1(H1102NLT)、J1/J2(HR911105A)。

附录 C:数据手册复核矫正(2026-09-20,依据 DS8626 = docs/芯片手册/stm32f405rg.md)

2026-09-20 用数据手册 Table 7(LQFP144 引脚定义)/ Table 9(AF 映射)对 U17 全部脚位复核,并与 STM32F407-Demo.ioc(59 配置脚)、Inc/main.h 交叉;用户实测反馈:V0.0 实板 SWD 不通,飞线至 PA14 后调通。逐条矫正如下(正文对应处已同步修改):

# 位置 原判断 矫正 依据
C-1 §1.2/§4.1 "封装引脚编号(NRST=25、HSE=23/24、PB12-15=73-76、VDDA=32/33)与常见数据手册图记忆不符" 网表脚号 = 数据手册 LQFP144 脚号,40 余脚逐一吻合(含 48=PB2/BOOT1、49=PF11 合并行);"不符"系初版作者记忆偏差 DS8626 Table 7 逐脚
C-2 §3.3-3/§5.1/§6 实物抽查 3 脚(25=NRST、23/24=8MHz、73=PB12) 由数据手册证据直接关闭,免实测(25=NRST ✓、23/24=PH0/PH1 ✓、73=PB12 ✓) DS8626 Table 7
C-3 §4.2 "INT→PA0(pin4)" pin4 = PE5(代码 CH395_INT = GPIOE PIN5 佐证) DS8626 + main.h
C-4 §2.2/§4.6/§5.2/§5.3 "ST_IN 3 线 = PC15/PC14/PC13(pin3/2/1)"、"启用 PC13/14/15 读 EXTKI" pin 1/2/3 = PE2/PE3/PE4(ST_IN_D4/C3/E4);EXTKI 读取须配 PE2/3/4(V0.1 中 PC13/14/15 已被 V15/J3/F3 子板 LED 线占用) DS8626 Table 7
C-5 §2.2 "存储:GD5F2GQ5UE + SD 卡(FatFS)" 两版网表均无 SDIO 引脚;FatFs 卷在 SPI NAND 上(App/cfg/cfg_file_store_mcu.c:"NAND 上 FatFS 文件 /config.ini")——"SD 卡"系误称 网表 + 代码
C-6 §1.3/§2.2/§3.1/§4.1/§4.6/§5.3 "SPI1 MISO/MOSI(U17.77/78,活动信号,与 NAND 共用)→ 子板 EXTKO1/2 受 SPI 流量干扰;V0.1 需改线" 77/78 = PD8/PD9,无 SPI1 的 AF(SPI1_MOSI/MISO 仅 PA7/PB5/PC12,PB5 已用于 NAND SPI1),代码从未配置 → 实为未配置悬空线,"SPI 流量干扰"不成立;无需改线,并入 B3 代码侧 13 线安全电平 DS8626 Table 9 + .ioc
C-7 §4.1 "VDDA(pin32/33 经 L6)" 精确化:32 = VREF+、33 = VDDA(均经 L6 → 3.3V,VREF+=VDDA 为标准接法 ✓);31 = VSSA → AGND ✓;6 = VBAT、143 = PDR_ON → 3.3V(片内 LDO 开启 ✓);71/106 = VCAP1/VCAP2 → C94/C79 → GND(值未标注,手册要求 1~4.7µF 低 ESR,待核) DS8626 Table 7 + 网表
C-8 新增 B4 ——(初版未发现) SWD 的 SWCLK 接 104 = PA12(无 JTAG 功能)→ V0.0 实板 SWD 不通(实测:实板无法调试,飞线至 PA14 调通);同因 SDCKE 占 109 = PA14(两线脚位互换);V0.1 已修复(SWCLK→109 = PA14、SDCKE→28 = PC2) DS8626 Table 7/9 + 用户实测
C-9 新增 B5 ——(初版未发现) ADC17(V_ZL2)接 46 = PB0;2026-10-09 二次勘误:PB0 = ADC12_IN8 确为 ADC 输入脚,"该通道电气上死"不成立(实际 = 与 LED 复用 + 代码未读,仍属潜伏);V0.1 改 44 = PC4 = ADC12_IN14(代码实现用 ADC_CHANNEL_14;原写 IN12 / ADC_CHANNEL_12 有误) DS8626 引脚表(附加功能列)+ 网表
C-10 §2.2 "RS485(USART5→U11…)" F407 无 USART5 外设;V0.0 的 RS485#4 实挂 UART5(PC12 = UART5_TX / PD2 = UART5_RX,AF8)✓;完整外设对应:RS232#1 = USART2(PD5/6)、RS232#3 = UART4(PC10/11)、RS485#4 = UART5(PC12/PD2)、调试 = USART1(PA9/10)、U5 直连 = USART1+USART3(PB10/11) DS8626 Table 9 + .ioc

配套文档:V0.1 侧的完整逐脚核对见 V0.1_网表详细分析报告.md §11(含 V0.1 换脚 30 网的全部 AF/GPIO/ADC/SWD 判定与 V7~V9 新增关注项)。