【训练营_进阶班】基于51内核单片机的物联网开发板 - 嘉立创EDA开源硬件平台

# 成品展示图 






# 设计想法 ###### 本来是想只做一个可以上传温湿度的物联网两路插座就算了，但是忍不住就画成开发板了。毕竟自己是个学生嘛，能省点就省点，或使那天我需要一个物联网的开发板呢，那我就可以省一笔钱出来去找小姐姐喝奶茶了。这样不是更香吗？ # 目录 #### 一、功能描述 #### 二、器件选型 #### 三、PCB设计 #### 四、阿里云平台的项目创建 #### 五、PCB打样 #### 六、焊接 #### 七、程序调试 #### 八、配网 #### 九、设计心得 # 一、功能描述（新手作品，如以下描述有不对的地方，欢迎老手指导） ##### 1、本开发板的主控是STC15W4K56S4单片机，也是8051内核的单片机。 ##### 2、通过EMW3080的WIFI模组接入阿里云实现联网远程控制，板载有两个继电器，可以控制两路开关的通断。 ##### 3、有一个DHT11温湿度模块，可以通过WIFI远程控制来采集温湿度的参数上传到阿里云，实现远程观察。 ##### 4、有一个光敏传感器，可以采集光照的强度，来实现随光照强度的变化，来控制其他功能，从而实现自动控制。 ##### 5、有CH340E芯片，可以通过micro USB接口直接下载程序。 ##### 6、有4个LED灯，和三个按键，后期可以通过LED和按键来实现人机互动。 ##### 7、另有主控的所有I/O口都通过排针引出，以便后期开发使用。 ##### 8、还有一个有源蜂鸣器，可以作为报警，或按键提示。 ##### 9、预留有5V、3.3V的电源接口。 # 二、器件选型 ##### 1、主控STC15WK56S4:由于这款单片机具有较高的性能价格比，良好的控制性能和灵活的嵌入特性。                                                                                                                            2、EMW3080WIFI模组：经过阿里云官方认证的通信模组，安全可靠。可以直接使用阿里云配套的物联网软件，省去后期繁琐的软件开发。 [EMW3080](http://www.mxchip.com/product/wifi_product/69)是基于MX1290V2 SOC的单3.3V供电的、集成Wi-Fi和Cortex-M4F MCU的嵌入式Wi-Fi模块，最高支持62.5M主频和256K RAM，强大的浮点运算，Memory、外设接口资源丰富，能满足大部分应用需求和多云的要求，AT指令调试。  #####      P9和10为TXD和RXD，用来进行串口通信 ，19 引脚为 BOOT 使用。低电平有效。 #####      23 引脚为 EASYLINK 使用。低电平有效。 #####      11引脚是RESET引脚，叫做复位引脚。低电平有效。 #####      标注为电源和GND的引脚，正确连接电源（3.3V）和GND，WIFI的供电尽量与系统的3.3V供电分开，选择单独供电， 其余引脚全部悬空。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ##### 3、AMS1117-3.3降压芯片：有两个分别给主控和WIFI供电。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         4、门极和反相器：防止单片机上电复位时，造成继电器扰动。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       5、CH340E芯片：串口程序下载，无需外部晶振，降低开发成本。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           6、DHT11温湿度传感器：具有超快响应、抗干扰能力强、超长的信号传输距离、数字信号输出、精确校准等特点。                                                                                                                                                                                                                                                                 7、破板式mirco usb：主要是这款usb焊接简单。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         8、自恢复保险丝：主要是防止元器件短路烧坏供电设备。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         9、光敏传感器：用LM393芯片作为比较器，加了一个滑动电阻，可通过调节滑动电阻的阻值来调节灵敏度。电源开关：为常闭开关方便程序下载。                                                                                                                                                                                                                  # 三、PCB设计 ##### 1、在交工程设计作业时，我已经完成了这次PCB的全部设计。当我交完作业后，看了一下其他同学的PCB布局后，感觉自己的PCB布局太乱了，没有什么逻辑。索性又重新布了一次PCB布局，这次布局在上次的失败经验上，把3.3V和5V的器件尽量布开，减少电源线的交叉；严格遵守电源线要先进滤波电容再进系统、强电与弱电之间的距离要大3MM、强电低下不走线等规则。                                                                                                                                                                                                                              1. 布局时加了网络颜色，这样能更好地识别线的网络。对我这种新手来说，加了网络颜色，在电源线、信号线等，在布局方面有极大的帮助。                                                                                                                   2. 在WIFI底下挖了槽，这样能更好的给WIFI散热。WIFI和继电器的位置都没有覆铜。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      3. 全部按键、USB接口都布在边缘上，这样方便使用。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            4. 有可能走大电流的线都进行了加粗。 # 四、阿里云平台的项目创建 ### 首先注册阿里云账号，并且进行实名登记。然后登陆阿里云生活物联网平台：living.aliyun.com 第一步，创建项目  ## 第二步，创建新产品                                                                                                   ### 第三步，功能定义  ### 第四步，设置人机交互界面  ### 第五步，新增调试设备   ### 第六步，阿里云物联网平台设置初步完成 # 五、PCB打样 PCB打样是参照立创EDA发布在B站教程视频来操作的，不会的同学可以到B站搜索立创EDA的官方视频。 在嘉立创PCB打样，每一块板都要加上自己客编的，如果对板子的美观有要求的，可以指定客编添加的位置。 #### 步骤：1、在想添加的位置上，写上JLCJLCJLC，这几个字母。  ##### 2、在下单时，选择指定位置添加客编的选项。   # 六、焊接 ###### 在家里焊接，工具缺乏，一开始就把主控芯片焊坏了。我是以主控芯片开始焊的，刚开始烙铁沾锡太多了，造成芯片的引脚连在一起了，连续搞了两个小时，也没搞好就放弃了。重新焊一个   ###### 经验总结，焊接引脚比较密集的芯片，可以加多点助焊膏，烙铁的锡一定要掌握好，能可少也不能多，温度在300度左右就行了，不要太高。 在焊接USB接口的时候，锡一定不能加多，加多了后会渗进接口里面，一旦渗进去，USB接口就要换一个了。  #### **整体焊接效果图**  # 七、程序调试 #### 整个项目里，程序调试，是我花费时间最久的部分。这个并不能代表这个程序有多难，只是我个人的编程基础太烂了，纯属于我个人的原因。下面说一下，我整个程序调试部分的步骤，仅供参考，有好多地方我个人也不懂。 ## 步骤： ### 一、WIFI模组的AT指令调试 #### 1、调试软件：格西烽火串口助手 2、打开格西烽火，选择串口号，波特率115200，其它设置都是默认。这要特别注意，调试串口的线是直接连接WIFI的TXD和RXD。 ####   #### 3、在直接激励管理器里，设置自己的三元组信息，三元组信息在阿里云平台申请获得。   #### 4、把自己的三元组信息，写到WIFI模组里面。  #### 到这里WIFI部分就设置完成了。 ## 二、给主控芯片调试与烧写程序 #### 1、主控的编程软件是KEIL，对于KEIL的使用就不进说明了，下面我就简单说一下，对范例程序的几处修改。 #### 修改自己的三元组信息  #### 修改与自己功能定义里面一致的标识符   ###### 2、程序烧写，烧写软件是STC-ISP,烧写要特别注意时钟频率，本程序使用的时钟频率是22.1148MHz，最高波特率为115200以下的。到这里，整个项目的操作就算是完成了。  # 八、配网 ### 本次项目的配网方式为一键配网，配网前要在阿里云物联网平台设置配网方式。 ### 步骤： #### 1、设置配网方式   #### 2、长按配网键，进入配网模式 3、打开手机云智能APP，扫配网二维码  # 九、设计心得 ###### 我是一个名副其实的萌新，客编是8开头的。7月份我在B站无意中，看到LCEDA的基础班暑假训练营公告，正好我也打算在暑假学习这款软件，所以，我毫不犹疑就报名了。在基础班里我完成了所有学习任务，顺利拿到了结业证书，并且获得鼓励奖。考虑到现在才8月份，离开学的时间还有点长，我有决定报名了进阶班。 ###### 今年本就是特殊的一年，我也特殊了，在一个暑假里，参加了两次LCEDA的训练营；也许，这就是缘分吧。 ###### 再过几天，进阶班的训练营，也即将结束了。在这两个训练营里，虽然这段时间只有一个多月，却构成了我大学生活里，难以割舍的一部分。在这段时间了里，我每天都过得很充实，学会了PCB从设计到生产的整个流程，；学会了焊接技巧；学会了串口调参软件的使用；学会了物联网的经典套路流程；还学了一门三维建模软件，也对自身的不足有了更深的了解。也让我明白了，在一件事情里最重要的是坚持。 ###### 不管能不能拿奖，至少我实践过了，自己得到了锻炼，学到了知识，就够了。 ###### 最后，感谢整个暑假训练营的所有老师。感谢你们牺牲自己的下班时间，留在公司直播为我们上课。在这里，我要说一声你们辛苦了。也要感谢在群里，不耐烦地指导我、帮助过我的同学。更要感谢立创EDA，为我们提供一个这么好的学习条件。也祝立创EDA早日实现梦想，成为全球工程师的首款EDA工具。