画连接与测量图 · 电子系统基础

需求清楚了，现在画图。要画两张：连接图和测量图。

第一张：系统连接图

用第一章的方法，画出「感知 → 处理 → 执行 + 电源 + 反馈」。

画图三规则（复习）：

按信号流向从左到右
方块里写功能，不写型号
电源单独一条支路，标注每段电压

自动浇花器的连接图：

信号链：
  土壤湿度传感器 ──→ 单片机（判断 <30%）──→ 继电器 ──→ 水泵
         ↑                  │
  水位传感器 ────────────────┘（保护：空了就禁止启动）
                            │
                            └──→ LED 报警

电源：
  USB 5V ──→ 水泵（5V 直接用）
         └──→ 稳压 3.3V ──→ 单片机 + 两个传感器

注意水泵和单片机的供电分开画——水泵启动时电流大，这一分开，就提示了「要不要加大电容」的问题。

第二张：测量图（这一张多数人不画）

在连接图上标出「调试时该测哪些点、期望值是多少」。

测量点表

| 编号 | 测什么 | 期望值 | 异常说明什么 |
|---|---|---|---|
| TP1 | USB 输入电压 | 5.0V ±0.25 | 低了说明适配器或线有问题 |
| TP2 | 稳压输出 | 3.3V ±0.1 | 0V→稳压坏或短路；偏低→带载能力不足 |
| TP3 | 湿度传感器输出 | 干 2.5V / 湿 0.8V | 恒定不变→传感器坏或没接好 |
| TP4 | 继电器控制脚 | 待机 0V / 浇水 3.3V | 一直高→程序逻辑错 |
| TP5 | 水泵两端 | 待机 0V / 工作 5V | 有电压不转→水泵坏或堵转 |

为什么这张图价值巨大：

画的时候你会被迫想清楚每个节点的信号应该是什么样——这本身就能提前发现设计问题
调试的时候你有明确的对照，不用现想「这里应该是多少伏」
出故障时能顺着编号快速定位

没有期望值，测出来的数字毫无意义。

画图时会暴露的三类设计问题

① 电压不匹配

画到这里发现：传感器输出 0–5V，但单片机的 ADC 只能接受 0–3.3V。
超过 3.3V 会损坏引脚。
→ 需要加分压电阻。

这类问题在画图时发现，成本是零；在烧了芯片之后发现，成本是一块板子。

② 电流不够

单片机的一个 IO 口最大只能输出 20mA，而继电器线圈要 70mA。
直接驱动会烧引脚。
→ 需要加三极管或用继电器模块。

「单片机不能直接驱动电机和继电器」是最常见的新手错误之一。

③ 缺保护

继电器线圈断电瞬间会产生反向高压（几十甚至上百伏），可能击穿驱动三极管。
→ 需要并联一个续流二极管。

所有带线圈的器件（继电器、电机、电磁阀）都需要这个保护。

画图自查

□ 每个方块写的是功能吗？
□ 电源单独画了吗？每段电压标了吗？
□ 大电流器件和单片机的供电分开了吗？
□ 所有模块共地了吗？（图上要能看出来）
□ 每个接口的电压范围匹配吗？
□ IO 口驱动能力够吗？（继电器/电机是否加了驱动）
□ 感性负载加续流二极管了吗？
□ 测量点表里每一项都写了期望值吗？

练习：给你选的题目画出连接图和测量点表（至少 5 个测量点，每个都要有期望值）。