STM32F103 单片机控制模拟开关矩阵 CH446Q

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  昨天测试了模拟开关矩阵 CH446Q，CH446Q的工作电压为 5V，前面测试使用了 STC32 这款5V工作电源单片机。那么 CH446Q是否可以被3.3V 工作的单片机控制呢？下面使用这款 STM32F103 单片机，它的 IO口的电压为 3.3V。测试它是否可以对 CH446Q 直接进行操作。

▲ 图1.1.1 测试CH446Q的 STM32F103单片机测试版

二、测试方案

  设计 STM32F103 的实验电路板，利用它的四个 IO 端口, 输出控制 CH446Q 的 串行控制端口。利用一分钟制版方法，快速得到测试电路板。其中包括一个跳线，使用 0 欧姆电阻进行飞线。一分钟后获得测试电路板，焊接之后用于后面的测试。

▲ 图1.2.1 测试STM32F103电路板原理图

▲ 图1.2.2 测试STM32F103电路板PCB版图

AD\Test\2023\TestCH446QSTM103.SchDoc D:\zhuoqing\window\ARM\IAR\STM32\Application\Test\2023\TestCH446STM32F103\Core\Src\main.c

▲ 图1.2.3 测试STM32F103单片机实验电路板

  为了便于实验，将 CH446Q单独制作一个测试电路板。这样就便于更换外部的控制器，测试它的不同特性了。一分钟快速制版之后，便焊接得到测试电路了。

▲ 图1.2.4 CH446Q的测试版原理图

▲ 图1.2.5 CH446Q的测试版PCB 版图

AD\Test\2023\TestCH446QOnly.SchDoc

▲ 图1.2.6 测试电路板

三、测试结果

  配置STM32F103的输出端口，利用 GPIOB 的这四个IO口，输出CH446Q的串行控制信号。使用 5芯的扁平电缆将 STM32的实验小板 与 CH446Q的实验板连接在一起。输出控制信号，将 CH446Q 的 X2，Y1连接在一起。可以测量它们之间的电阻变成了 100欧姆左右，这与昨天测试是相同的。由此可以看到使用 3.3V 的单片机，控制CH446Q是没有问题的。串行控制软件也是从 STC32 单片机上直接移植过来的，下面测试一下对应的延时时间是否可以缩短。

D:\zhuoqing\window\ARM\IAR\STM32\Application\Test\2023\TestCH446STM32F103\Core\Src\main.c

  在主程序中，周期将 X0与Y0相连，延时 1ms 之后，再与Y1相连。Y0,Y1 分别连接 0V 和 5V。这样便可以在 X0 处接收到一个时间宽度为 1ms 的低电平脉冲。这说明 CH446Q 被正确的操作。对控制函数中的延时函数，都改成空函数。减少延迟。经过测试，CH446Q依然能够被正确的控制。

▲ 图1.3.1 X0对应的1ms的脉冲信号

※总  结 ※

  本文测试了 CH446Q是否可以被 3.3V 单片机正常操作。通过STM32F103单片机，可以正常操作 CH446Q 模拟开关矩阵。

参考资料

[1]

模拟开关矩阵的开关电阻之间的差异性 : https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/134650429

[2]

模拟开关矩阵工作电压与导通电阻 : CH446Q : https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/134645173

[3]

CH446Q 模拟开关矩阵导通功能测量 : https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/134638168

[4]

CH446Q 模拟开关矩阵芯片 : https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/134624565?csdn_share_tail=%7B%22type%22%3A%22blog%22%2C%22rType%22%3A%22article%22%2C%22rId%22%3A%22134624565%22%2C%22source%22%3A%22zhuoqingjoking97298%22%7D

基于开关矩阵的面包板

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一、前言

  近期可以看到一款2023年 Hackday 大奖作品，这款无跳线面包板利用了模拟开关矩阵实现了面包板所有插孔可编程互联。这样便可以方便构成测试电路。为了测试通过 CH446Q 模拟开关芯片连接形成的电路实验的性能，下面制作了两块测试电路板。准备利用他们对于一些典型模拟和数字电路进行测试。

二、电路设计

  测试板上只是放置了 CH446Q 模拟开关矩阵芯片。通过三个 8PIN 的接口将 16条X通道与8条Y通道连接到面包板上。下面通过快速制版，得到两块测试电路板。其中的跳线都使用 0 欧姆电阻实现。接下来对焊接后的电路板进行测试。为后面基于这两个模拟开关矩阵构成实验电路做准备。现在电路中还没有焊接引出XY通道的扁平电缆。这是三个扁平电缆的焊接位置。

▲ 图1.2.1 核心电路板的电路原理图

▲ 图1.2.2 快速制版PCB版图

AD\Test\2023\CH446Interface.SchDoc

▲ 图1.2.3 焊接后的电路板

  制作把 8PIN的扁平电缆转换成 100 mil 间距插针的转接板，这样便可以将开关矩阵引入面包板进行测试。两块开关矩阵核心板总共需要六个转接板。

  给面包转接板焊接排针和扁平电缆，与模拟开关模块连接。这样便完成了开关模块的制作了。下面制作基于 STM32F103的核心控制板。前天测试过控制板的制作。

AD\Test\2023\SwitchMatrix8PIN.PcbDoc

三、控制器

  模拟开关矩阵控制器使用 STM32F103单片机，它设计有三个连接端口。原则上可以连接三个模拟开关矩阵。利用单面制版方法，一分钟后得到测试电路板。焊接之后，进行下面的测试。借助于控制板，验证前面开关矩阵板的功能。 

▲ 图1.2.4 控制器的原理图

▲ 图1.3.2 控制器PCB版图

AD\Test\2023\CH446QDoubleSEt.SchDoc

▲ 控制板焊接后的电路板

四、测试结果

  利用 STM32F编程，对焊接制作的电路板进行测试。验证所有接口都可以正确与芯片接通。这为后面的电路测试打下了基础。接下来便可以在此基础上测试一些典型的模拟电路和数字电路。

▲ 图1.4.1 测试模拟开关结果

※总  结 ※

  本文记录了模拟开关矩阵测试电路板的制作和测试，下面将会测试它用于建构数字和模拟电路的功能。

参考资料

[1]

CH446Q 模拟开关矩阵芯片 : https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/134624565?csdn_share_tail=%7B%22type%22%3A%22blog%22%2C%22rType%22%3A%22article%22%2C%22rId%22%3A%22134624565%22%2C%22source%22%3A%22zhuoqingjoking97298%22%7D

[2]

CH446Q 模拟开关矩阵导通功能测量 : https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/134638168

[3]

模拟开关矩阵的开关电阻之间的差异性 : https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/134650429

[4]

模拟开关矩阵工作电压与导通电阻 : CH446Q : https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/134645173

[5]

使用STM32F103控制CH446Q模拟开关矩阵 : https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/134660709?csdn_share_tail=%7B%22type%22%3A%22blog%22%2C%22rType%22%3A%22article%22%2C%22rId%22%3A%22134660709%22%2C%22source%22%3A%22zhuoqingjoking97298%22%7D

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