设计一个调试工具原型

输入：设计一个一体化调试工具，包含以下模块：带12V输入和输出电压范围为0至12V的可调电源;万用表(仅需电压测量、电阻测量和短路测试);逻辑分析仪;PWM发生器以及一个简单的单通道示波器，采用小屏幕显示。

本项目所用的设备

硬件组件

•STM32MP1

•Microchip ATtiny24A

软件应用与在线服务

•KiCad

•speedup.ai

方框图

主要功能模块

万用表拓扑结构

一个接地且非隔离的模拟前端，围绕小型本地MCU：

•3针螺丝端子用于DMM_NEG、DMM_POS和SCOPE_IN

•受保护的万用表路径

•高精度分压器用于外部电压测量

•直接低量程感知用于电阻/连续性分辨率

•开关激励源用于欧姆值和连续性测量

•受保护的万用表路径

•高精度分压器用于外部电压测量

•直接低量程感知用于电阻/连续性分辨率

•开关激励源用于欧姆值和连续性测量

•受保护的示波器路径

•固定衰减器 + RC带宽限制接入MCU ADC

•受保护的示波器路径

•固定衰减器 + RC带宽限制接入MCU ADC

可调电源拓扑结构

混合式可调输出：

•降压路径：12V总线 → TPS54331降压器 → 二极管或门限 → 保护输出节点

•12V旁路路径：12V总线 → P-MOSFET旁路 → 保护输出节点

•输出保护：受保护节点 → TPS259470A eFuse → 螺钉端子

•控制：小型MCU通过3.3V电源实现使能、设定值PWM、旁路选择及故障/状态监控

PWM发生器拓扑结构

本地数字前端基于STM32G431设计：

- 8个受保护的逻辑分析仪输入

- 1个受保护的PWM输出

- 1个共享的2x7探针头，带DGND返回

- 与控制模块连接的单线3.3V管理链路

输入通道在进入MCU前使用4.7k电阻串联 + ESD钳位 + 100k下拉电阻 + 74HC4050缓冲器。PWM采用三态缓冲器供电，处于禁用状态时为低电平，外部引脚默认不激活，具有较弱的下拉功能

完整项目导出至Kicad

原理图导出至PCB

以上功能基于我个人的调试习惯设计而成。如果您希望设计更符合您测试习惯的工具，欢迎尝试

本文编译自hackster.io