02｜零基础电学：电压、电流、供电、共地和万用表

小车调试中，很多“程序问题”其实来自供电不足、没有共地、信号电平不兼容或接触不良。学会基础测量，能让你在改代码前先排除硬件条件。

这篇只讨论低压电子实验中的基础概念。任何不确定的供电、裸露导体、发热或异味，都应立即断电并请老师或有经验的同学检查。

本篇目标

本篇不是要求你推导复杂电路，而是学会在上电前辨认电源、信号和地，在上电后安全测量一个已知低压电源点，并根据读数决定继续还是立即断电。

一次有效测量必须同时写清被测两点、万用表挡位、预期范围和实际读数。“这里有电”不是完整结论。

电压必须在两个点之间测量。说“这个点是 3.3 V”时，通常隐含了“它相对于 GND 是 3.3 V”。如果参考点不同，同一个信号的含义也可能不同。

万用表测电压时应并联在被测两点之间。直流电路中，黑表笔通常接参考地，红表笔接被测点。

电流流经回路，因此测电流时，万用表要串联到回路中。把电流挡像电压挡一样直接跨接在电源两端，可能形成近似短路。

⚠️ Warning

不熟悉电流挡时，不要自行测量大电流电机回路。先使用电源显示的电流值，或在老师指导下选择合适量程、表笔插孔和测量方法。

欧姆定律描述电压、电流和电阻的关系：

$U = I R$

电功率可用下面的关系估算：

$P = U I$

功率最终可能转化为机械能、光、声音和热。驱动芯片、电机或导线异常发热，说明能量消耗超出预期，不能只靠“再试一会儿”判断是否正常。

电机电源负责提供较大的能量，逻辑电源负责让芯片工作，控制信号负责传递高低电平或脉冲。它们可能使用不同电压，不能只看插头相似就互换。

“模块由 5 V 供电”不代表它输出的每个信号都适合 3.3 V 主控。判断兼容性要查看原理图、模块说明和芯片数据手册中的输入输出电压范围。

主控输出高电平时，接收端要知道这个电压相对于什么参考。如果两块板没有共同参考，接收端看到的电平可能漂移，表现为偶发错误或完全无响应。

共地不是把所有电源正极连在一起，而是按设计连接共同的参考地。多路电源系统还要考虑反向供电和地线电流路径，不能只凭“地都一样”随意连接。

通断挡适合在断电后检查导线、焊点或地线是否连通。蜂鸣只说明电阻较低，不代表这条线路在带载时一定可靠。

测电阻前必须断电。电路中其他并联支路会影响读数，因此板上测量值不一定等于元件标称值。

❗ Important

如果电源立即进入限流、板上电压明显下降或器件快速升温，应立即断电。不要通过提高限流来“看看能不能恢复”。

这些只是排查入口，不是直接结论。每次仍应通过测量缩小范围。

示例中的“预期范围”不能凭经验硬填。不同板卡、芯片和测量位置可能不同，必须回到当前原理图或数据手册。

下一篇将把这些电气条件与程序连接起来，解释单片机怎样用 GPIO 和 PWM 控制电机驱动器。