手写笔中继无线充电来源于充电方案。核心是中继Relay / Repeater三个字笔套壳自己不带大电池它一边接收手机或无线充电板的能量一边再无线发射给插在笔套里的手写笔。测试仪器映射程控电源模拟手机输入/母线电压电子负载模拟手写笔的充电电流负载示波器看 I2C 波形和发射端驱动波形万用表量供电和分压。与原题的对应关系用来押题原题耳机充放电本届等价替换电池电压检测 (ADC)母线VBUS电压检测 / 发射电流检测 (ADC)电量LED显示在位/充电中/充满/故障 状态LED—无Hall 笔在位检测新增本届特色充电IC I2C 控制无线充电IC I2C 控制阶梯充电发射功率/电流控制、CC-CV、笔满/离位停充LTSPICE OVP 6VLTSPICE谐振/整流/OVP 仿真二、押题预测赛题分值按原题比例推演总分约 100 分题型高度对齐原题。基础题1软硬件调试环境 笔在位检测 状态显示约 45 分1.1 搭建软硬件调测环境15分排查修复调试单板电路故障虚焊/错件/短路/漏焊使系统能正常上电工作搭建 STM32CubeIDE 编译环境成功烧录 STM32F1 程序验证上电、时钟起振、串口 printf 正常输出。1.2 母线电压检测 Hall 笔在位检测20分设计/焊接输入母线电压检测电路分压采样要求能测量母线电压范围如 4.5V~6V 或题给范围现场编程实现 ADC 采样精度达到 ±30mV用程控电源步进 200mV 调试并实测记录设计/调试Hall 传感器电路编程判断手写笔是否在位开关型看电平/线性型看阈值移动磁铁/放笔验证。1.3 状态 LED 显示10分按状态点亮不同 LED笔离位灭/呼吸、笔在位待充1灯、充电中2灯、充满3灯、故障闪烁。基础题2无线充电控制约 35 分2.1 无线充电IC 通信接口调试20分完成 MCU 与无线充电控制 IC 的I2C 接口调试示波器抓取 SCL/SDA 波形并阐述I2C 协议起始位、7位地址读写、ACK/NACK、寄存器读写、停止位说明 MCU 与无线充电模块正常工作的条件与验证过程。2.2 无线充电控制编程15分基于提供的参考代码现场编程控制发射端给手写笔充电启动/停止发射、功率/频率/电流控制、按锂电阶梯CC→CV规格充电实现笔离位停充、充满停充、异物/过流保护逻辑。挑战题LTSPICE 仿真约 20 分以下三选一按概率排序谐振/逆变最贴题OVP是原题沿用最稳A 高概率发射端半桥逆变 LC 谐振回路用 MOS 阻容感设计驱动发射线圈的谐振电路仿真谐振频率、线圈电流波形B 中概率接收端整流电路用二极管桥/同步整流 滤波仿真整流输出C 稳妥沿用OVP 过压保护分立器件MOS/运放/阻容实现过压检测保护如保护点 6V输出仿真结果。三、知识点总结硬件类无线电能传输 WPT磁感应耦合原理、Qi 标准工作频率≈100~205 kHz、谐振1/2π√LC、耦合系数 k、品质因数 Q、线圈互感。发射端半桥/全桥逆变、MOSFET 驱动、栅极死区、LC 串/并联谐振、频率/占空比/移相调功。接收端接收线圈、谐振电容、整流肖特基桥/同步整流、滤波、DC 母线。Hall 传感器开关型数字 OD 输出看高低电平vs 线性型模拟输出ADC 判阈值/滞回、磁极方向、信号调理与上拉。电源管理LDO / DC-DC、母线 VBUS、掉电检测、参考电压 VREF 稳定性。保护电路OVP 过压、OCP 过流、OTP 过温、FOD 异物检测。锂电充电CC-CV 曲线、涓流/恒流/恒压/截止、阶梯充电。仪器使用示波器触发/探头 10x/带宽、万用表、程控电源步进、电子负载CC/CV/CR 模式。嵌入式STM32F1类CubeIDE/CubeMX时钟树HSE→PLL→SYSCLK、GPIO/外设配置、ST-Link SWD 烧录。ADC单次/连续/扫描、DMA、采样时间、12bit 分辨率、上电校准、均值/中值滤波、两点校准。I2C主机模式、7位地址HAL 需左移1位、寄存器读写时序、ACK、时钟拉伸、总线卡死恢复。GPIO/EXTI输入/输出/复用/模拟、上下拉、外部中断边沿检测Hall、软件消抖。TIM/PWMARR/PSC 频率计算、占空比、互补输出死区TIM1 高级定时器 BDTR、输入捕获。状态机充电状态机空闲→检测→充电→维护→故障。调试USART printf 重定向、SysTick 延时、中断优先级 NVIC。四、复习提纲可打印按点过一遍4.1 硬件单板复习提纲A. 上电前排故基础题1.1 的命根子先硬后软目视错件、反件、虚焊、连锡、缺件、极性二极管/电解电容/IC 缺口。万用表通断VBUS→GND 是否短路有短路先别上电。上电后量VBUS、3.3V、VREF 是否正常STM32 VDD/VDDA 是否到位。示波器看晶振8MHz HSE是否起振NRST 是否被拉住。BOOT00从 Flash 启动SWDIO/SWCLK 未被占用。B. 电压/电流检测电路分压Vadc Vin × R2/(R1R2)选分压比让最大 Vin 落在 3.0V留裕量别超 3.3V VREF。电流采样采样电阻 运放放大或直接测采样电阻压差。精度来源VREF 稳定性、分压电阻精度用 0.1%/1% 精密电阻、ADC 校准、滤波、软件两点校准。C. Hall 电路开关型OD 输出需上拉电阻输出接 GPIO/EXTI判高低电平即可。线性型静态输出约 VCC/2磁场使其偏移接 ADC设阈值 滞回防抖动。注意磁极方向N/S 决定输出往上还是往下偏。D. 无线充电前后级谐振频率f 1/(2π√(LC))Tx/Rx 谐振点要对齐工作频率。半桥逆变两个 MOS 上下管栅极驱动要有死区防直通驱动信号看示波器。整流肖特基压降小、恢复快输出加大电容滤波。E. 保护OVP比较器/运放 基准过压关断 MOS。OCP采样电阻检测电流超限关断。FOD监测传输效率/输入功率突变。F. 仪器操作要点示波器探头 10x、正确接地、合适触发I2C 用 SDA 下降沿触发看起始位。程控电源设步进200mV带限流。电子负载CC 模式模拟充电电流注意上下限。4.2 嵌入式开发复习提纲A. 工程与时钟CubeMX 配 HSE PLL确认 SYSCLK/APB 时钟F1 常见 72MHz。确认外设时钟已使能ADC 时钟 ≤14MHz需分频。B. ADC上电先校准HAL_ADCEx_Calibration_Start()F1 必做。采样时间选长一点高阻源尤其。多次采样 去极值均值滤波。换算记得乘分压比、用实测 VREF。C. I2C地址左移1位addr7 1传给 HAL。读写用HAL_I2C_Mem_Read/Write寄存器型器件。加超时、加错误检查准备总线恢复函数。上拉电阻确认4.7k 常见。D. GPIO/EXTI/中断Hall EXTI 双边沿 or 轮询软件消抖。NVIC 优先级别冲突。E. PWM若走分立逆变方案f TIMclk/((PSC1)(ARR1))先算准。TIM1 互补输出 死区BDTR.DeadTime从安全频率/小占空比起步。F. 状态机 主循环非阻塞别用大HAL_Delay卡死检测。每个循环都刷新 Hall / 电压 / IC 状态。G. 调试printf 重定向__io_putchar/fputc串口 115200。关键节点打印二分定位问题。