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工程

  1. 首先要有安装好的Altium Designer软件。
  2. 新建工程,添加sch、pcb文件;新建原理图库和PCB库。
  3. 画原理图之前应该要有自己的原理库,可以从自己的原理图库中拖元器件到原理图中。那么就要先画原理图库的元器件,再画该元器件的封装。将它们绑定。
  4. 我们可以选择面向嘉立创开发,直接在商城中搜索该元器件,点击数据资料,把元器件的原理图和封装导出,再复制到自己的原理图中,复制到自己的封装库中。

一、电源模块

在这里插入图片描述

P1模块

  1. P1是一个接线端子,外接12V电源。

U1模块

  1. 7805是线性三端稳压器,可以将12V直流电转为5V直流电,一般输入电压范围不大于35V,输入输出压差2V,最大输出电流1.5A。网上说,使用7805降压时,负载电流不应太大,小于600mA最佳,还需增加散热片。比如负载电流为600mA时,7805的功耗P=(12-5)*0.6=4.2(W)。
    当然本设计负载电流小的一批,大胆用。
  2. 输出端和输入端C3、C4的小电容作用主要是防自激振荡。
    ① 有了大电容C1、C2,小电容是可以省去的,因为7805的自激是低频的,大电容已经可以达到目的——尽管不是最佳。
    ② 另外,输入端的小电容,可以吸收进来的高频脉冲,对提高系统的抗扰能力有所帮助。
    ③ 输出端的小电容,可以作为电源退耦。这实际是设计冗余——必要的可靠性措施,还是有益的。
  3. 输出端和输入端C1、C2的大电容作用主要是滤波。
    ① 输出端C1,并不要求加电容,加电容是出于负载的需要考虑,可以减小动态内阻。使用过程要注意负载大小,在空载时,容易损7805。所以,如果负载不是变动的(大电流的交流信号也算变动),则输出端的大电容可以省去,或用得较小。
    ②输入端C2,如果输入电压已经是稳定直流,用7805只是为了稳到所需的电压,则输入端的大电容可以省去。如果输入是半波整流来的,输入端电容就该较大,以确保进入的电压超过输出额定电压2.5V以上。

U2模块

  1. AMS1117-3.3是输出电压为3.3V的正向低压差稳压器,将5V直流电压转成3.3V直流电提供给电路。
  2. 输入端的5V以及经过7805的处理是稳定的直流,所以可以省去输入端的电容。
  3. 输出端的10uf电容主要是提高纹波抑制,确保输出终端的稳定性。输出端0.1uf电容和U1模块的C4电容作用类似,设计冗余,可以不加。

小灯

  1. 这个LED1灯的设计主要是用来查看电源情况的,不多赘述。

二、传感器模块

在这里插入图片描述

  1. 如上图,传感器模块原理图来自官方的文档的推荐示例图。其中R4和R5的阻值是自己选的。
  2. SCL和SDA是HS3003的I2C通讯口,接上拉电阻,这里的阻值选10K,防止经过单片机电流过大烧坏单片机,但也要保证通过的电流能驱动外设和IO口。
  3. 这里的C11电容是芯片内部比较器基准电压的滤波电容。有了它能增加基准电压端的稳定性,抗干扰(滤除尖峰脉冲等)。
  4. C12电容作用是防自激和滤波的作用,滤除电源的杂波和交流成分。

三、主控芯片部分

在这里插入图片描述

  1. 主控芯片是最常用的STM32F103C8T6,首先将它的电源和地都接上。
  2. Header4是最常用的2.54mm*4排针底座,是预留的Jlink烧写口,可以使用SW模式仿真和烧写程序。
  3. Y1是一个常用的外部8M晶振,用来代替内部晶振,为芯片提供最高72Mhz的频率。
  4. C9和C10这两个电容,和晶振构成三点式电容振荡器,C9=C10,需要和晶振的参数相匹配。具体的电容选择有公式计算,可以看相关资料。
  5. 芯片电路中并联了许多电容,主要作用是退耦,必须将其分布在各个I2C的电源引脚边上才能起到相应的作用,原理图上是画在一起的,PCB布线时应放到I2C电源引脚旁边。这些电容对保证单片机以及外围器件运行的可靠性非常重要。

四、屏幕部分

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  1. 屏幕部分的原理图较为简单,选择使用0.96寸的OLED屏幕作为屏幕。只需要通过接口连接起来就行。这里的SDA和SCL接在硬件I2C引脚上,准备在程序中使用硬件I2C。

其他

在这里插入图片描述

  1. 因为目前设计资源还有很多富余,可以添加按键或者引出来的端口,后续想要改装利用资源会很方便。也可以不添加。
  2. 本设计用不到按钮,这个是给后续玩单片机使用的,可不添加。

完整原理图

在这里插入图片描述
不是专业画图的,设计中有问题,大家可以多多建议,谢谢家人们。

http://www.hkea.cn/news/892985/

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