嵌入式测试学习第 10天:主控、外设、传感器、通信模块

嵌入式常见硬件架构:主控、外设、传感器、通信模块

一、整体架构总览

嵌入式设备所有硬件,只分4大类:

  1. 主控:设备大脑(MCU/单片机)
  2. 外设:人机操作 & 执行器件(按键、屏幕、继电器、LED)
  3. 传感器:感知外界(温度、湿度、红外、人体、液位)
  4. 通信模块:和外界传数据(WiFi、蓝牙、485、CAN、串口)

工作流程:
传感器采集数据 → 传给主控 → 主控处理逻辑 → 控制外设执行 → 通信模块上传数据


二、第一部分:主控(设备大脑)

真实实物样貌

方形黑色贴片芯片,电路板上体积最大、引脚最多 的那颗芯片。

常见型号:STM32、GD32、ESP32、51单片机

实物标注解读

  • 黑色塑封本体:保护内部电路
  • 四周密集金属引脚:连接电源、走线、传感器、外设、通信模块
  • 表面丝印型号:如 STM32F103C8T6

核心概念

主控就是 MCU/单片机 ,内部自带CPU、内存、闪存、时钟、IO口。

所有数据运算、逻辑判断、设备控制,全部由主控完成。

小白通俗理解

主控 = 人的大脑

负责思考、判断、发指令。

嵌入式测试常见故障

主控虚焊、程序异常 → 设备不开机、死机、重启、功能错乱。


三、第二部分:外设模块(人机交互+执行机构)

包含器件

按键、LED指示灯、LCD显示屏、继电器、蜂鸣器、拨码开关、喇叭。

1. 按键 / 拨码开关

黑色小按钮、黑色拨码底座。

作用:人工输入指令、设置地址、切换模式。

2. LED指示灯

小型圆形/方形灯珠。

作用:电源指示、运行状态、联网状态、故障报警。

3. 继电器

黑色方形模块。

作用:弱电控制强电 ,控制灯、电机、水泵、插座。

4. 显示屏LCD/OLED 实物

小型黑白/彩色屏幕。

作用:显示温度、参数、菜单、设备状态。

外设统一作用

  1. 接收人工操作(按键、拨码)
  2. 给人看状态(LED、屏幕)
  3. 执行控制动作(继电器、蜂鸣器)

小白理解

外设 = 人的手脚、五官

负责干活、给人看、给人操作。


四、第三部分:传感器模块(感知外界)

常见真实传感器实物

  • 温湿度传感器 DHT11/DHT22

3 根针脚:VCC(供电)、GND(地)、DATA(数据)

作用:测空气温度、湿度

  • 人体红外感应传感器

白色透镜 → 感应人体移动(人来灯亮)

  • 光敏亮度传感器

感光面 → 测环境亮暗(天黑自动开灯)

  • 液位传感器
  • 烟雾传感器
  • 震动传感器

实物共同特征

小型模块、有3根排针引脚:VCC供电、GND地线、DATA信号线。

工作原理

传感器实时感知外界:温度、湿度、亮度、人体、烟雾、震动

把物理量 → 转换成电信号 → 发给主控。

小白通俗理解

传感器 = 人的眼睛、鼻子、皮肤

负责感知周围环境变化。

嵌入式测试场景

测试传感器采集是否准确、数据是否漂移、有无漏采、干扰异常。


五、第四部分:通信模块(设备对外传话)

常见真实通信模块实物

  • WiFi模块 ESP8266/ESP32

带金属天线 → 连路由器、手机 APP、上传数据到云端

  • 蓝牙模块 HC-05

板载天线 → 手机蓝牙直接连接设备(近距离控制)

  • 485通信模块

A/B 两线 → 1200 米内多设备组网(工业常用)

  • CAN通信模块
  • LoRa无线模块

实物特征

带金属天线 或 板载天线,有串口排针接口。

作用

让嵌入式设备和外面通信:

  • WiFi/蓝牙:连手机、连路由器、上传云端
  • 485/CAN:工业多设备组网、远距离通信
  • LoRa:远距离无线数据传输

小白通俗理解

通信模块 = 人的嘴巴、手机

负责把数据发出去,也接收下发指令。


六、四大架构完整工作示例

以温湿度智能设备举例:

  1. 传感器(DHT11):采集室内温度、湿度
  2. 主控(STM32):读取数据、做判断
  3. 外设(屏幕/继电器):屏幕显示温湿度,超标继电器打开风扇
  4. 通信模块(WiFi):把温湿度上传到手机APP

完美闭环:感知→处理→执行→上传


七、四大硬件架构对比总结

架构 角色 核心作用 常见器件
主控 大脑 运算、逻辑控制、调度所有模块 STM32、GD32、ESP32
外设 手脚五官 人机操作、状态显示、执行控制 按键、LED、屏幕、继电器、蜂鸣器
传感器 感知器官 采集环境物理量,转电信号 温湿度、人体、光敏、烟雾
通信模块 传话通道 设备联网、远距离数据收发 WiFi、蓝牙、485、CAN

相关推荐
Tronlong创龙8 小时前
SBC‑TLT153 嵌入式 Linux 应用开发,交叉编译与 GDB 调试实践(上)
嵌入式硬件·嵌入式开发·硬件开发·工业控制·工业开发板
巴渝小禹8 小时前
单片机死循环delay_us()计算方法
单片机·嵌入式硬件
Yiran_G8 小时前
LoRa串口模组和SoC模组怎么选?从MCU架构看无线通信方案设计
嵌入式硬件·物联网
HQB20269 小时前
CN6150|简芯维尔 6V/500mA 高速低噪声 CMOS‑LDO 线性稳压器
嵌入式硬件·硬件工程
科芯创展10 小时前
XZ3445 高集成升压/升降压DC-DC电源芯片技术解析
单片机·嵌入式硬件
艾芯微科技10 小时前
高充放电流锂电充放 SoC:ETA9885E10,便携储能、小移动电源 BOM 选型笔记
网络·单片机·嵌入式硬件·集成测试·51单片机
艾芯微科技11 小时前
钰泰 ETA6973PQ3Y|QFN3×3 2A 同步降压 Buck,I2C 可配置多档输出,动态调压 PMIC
网络·单片机·嵌入式硬件·fpga开发·集成测试·51单片机
Brilliantwxx11 小时前
【STM32】 通用定时器:输入捕获与输出比较详解 测脉宽、测频率
stm32·单片机·嵌入式硬件·mcu
意法半导体STM3212 小时前
【官方原创】LAT1703 STM32C5 LL Cordic例程
stm32·单片机·嵌入式硬件·stm32c5·ll cordic