项目简介

• 这是一块从去年这个时候开始设计的控制板，在半年前设计好了，准备电赛使用，在此之前大大小小经过了4个版本，只可惜电赛没能用上。因为自己改动了很多，看了很多优秀的开源作品，为自己减少了很多弯路，所以开源出来，让更多没有指导的学生一些参考。在本设计目的是尽可能一块板完成电赛所能用到的所有功能，使用的是STM32F103RCT6，单片机的引脚几乎全部用完。
• 支持功能：
  双路稳压、板载daplink、双编码器电机（带隔离）、双舵机、TFT彩屏、陀螺仪、磁力计、4路按键、1路LED、外接FLASH存储、有缘蜂鸣器、两路ADC（1路外接、1路电源）、一路DAC输出、电源排针引出、1路IIC引出、超声波、循迹、3路串口（一路通过跳线帽接daplink）。

单片机资源分配

硬件介绍

电源部分

• 接口采用XT60和普通接线端子，可根据自己的电池焊接所需的接口。
  
  
• 两路电源都采用MP2225，分别将VCC转5V，5V转3.3V。
• VCC提供给电机使用，可以根据电机的额定电压接入不同电压的电池，5V提供给两路舵机使用，3.3V提供给板载器件及单片机使用。
• 若舵机电压不为5V可根据以下公式更改为所需电压，5V与USB之间有1N5819串联，即使更改成大于5V时插上USB也不会对电脑USB口造成损害，只有USB供电时，5V电压测得可能为4.7V为二极管正常压降。
  
• 此处用了两个电阻并联代替公式的一颗R2，如果可以买到合适比例的电阻可以自行更换，Vout为你要输出给舵机的电压，这里搭配的为5V
  
• 板上还额外提供了5V、3.3V、GND的外接接口

下载部分

• 此项目板载daplink，使用CH552下载daplink固件。固件可以参考梁山派下载器。
  https://oshwhub.com/lengyuefeng/a7c57e6d86bd47789178df3fda9219dc
• 通过跳线帽接着RCT6得串口UART1以及SWD，不想焊接CH552或者损坏时可先焊接Type-C旁边的排针，通过排针进行程序下载或是串口通讯。若发现daplink有检测到单片机，但无法下载程序，可将连接下载器和单片机MCU_RST的跳线帽拔出，下载器不接复位没有任何影响。
  

单片机部分

• 单片机使用的为STM32F103RCT6，滤波电容尽量靠近了电源引脚，晶振部分进行了包地处理。
  

电机部分

• 电机使用编码器电机，使用两片AT8236控制，使用了EL357进行隔离控制，编码器经过了三极管的隔离（具体为啥我也忘了，觉得没必要可以不焊三极管连接的电阻并且将1，3脚短接。
• 控制方面这里使用了TIM3的四路PWM进行控制编码器电机，
  
• 测速方面使用了TIM2和TIM5的编码器模式测速
  
• 舵机部分可根据舵机的电压更改一级稳压电路的的反馈电阻，通过TIM4的两路PWM控制
  

屏幕部分

• 屏幕采用的是0.96寸SPI协议裸屏焊接版，分辨率为80*160，价格也就3、4块钱一片，比直接买OLED便宜，且外围电路简单，满足显示要求，若想显示复杂的内容，建议直接用串口显示。注：焊接之前看清丝印的引脚顺序和屏幕上的引脚顺序，避免焊反！！！
  
• 控制方面使用软件SPI（没用硬件SPI是因为单片机资源有点极限，加上只打算显示数据，不需要刷新很快）
  

陀螺仪部分

• 陀螺仪使用的是MPU6050，资料多，网上已经有很多开源资料及教学可以查看，因ST的硬件IIC功能并不是非常完美，加上不需要多快的检测频率，所以使用软件IIC控制更为合适，使用过程中数据的零漂问题并没有发现很好的解决方案，但是实际使用中，只有启动时有少量零漂，后趋于稳定零漂可忽略不计。注：没有风枪或者加热台要谨慎焊接。
  

磁力计部分

• 磁力计使用的是QMC5883，和陀螺仪共用1路IIC，我个人用的不多，大家可以选择性焊。注：没有风枪或者加热台要谨慎焊接。
  

FLASH部分

• 存储部分用的是一颗W25Q128，使用的硬件SPI2通信，不需要掉电存储的也可不焊。
  

基础输入输出部分

• 板载了一颗LED可用来状态显示，4路按键输入，1路有缘蜂鸣器（可焊接无缘，但是我只需要单纯响，有缘更好控制）。
  

AD/DA部分

• 使用ADC1的通道5来测量电池电压，通道6用来外接电压检测，同时外接了1路DAC进行电压输出，两通道ADC都进行了电阻分压，在计算时，ADC读取到的电压需要11倍，地平面进行了0R电阻分割。
  

串口部分

• 此项目引出了3路串口，UART1通过跳线帽连接了板载的daplink，UART2和UART3可分别用来给无线模块和OPENMV/K210通信，当串口不够用时，可将板载daplink的UART1的跳线帽拔出使用。
  

循迹部分

• 因为单片机的资源紧张，普通的循迹模块会使用很多引脚，所以采用并转串的方案，板载接口只使用了3根数据线，控制十分简单无需担心，搭配含有并转串的循迹模块使用感很好（如果只是三路循迹则不需要）。
• 这里推荐https://oshwhub.com/xaiomao/infrared_track 的方案，16路循迹成本不高，而且使用光敏二极管检测光源，可以任意更换自己所需的颜色检测，相比比较网上卖好几倍的价格，此方案十分友好。
  

超声波部分

• 此处使用的是简单的IO功能控制，接入超声波模块可以用来避障测距，但最近几年电赛没有用上超声波模块，拿来学习还是不错的。
  

外接IIC部分

• 此处预留了硬件IIC接口，也可当普通的GPIO或是软件IIC使用，可接入OLED显示、24C0X作为存储、或是其他传感器，但使用时想要注意引脚顺序。建议使用4P的排线引出，根据传感器引脚顺序接好在端子上，再将接线端子插入传感器。
  

此项目包含了大部分常见模块以及常见的引出接口，没有多余的引脚引出，但是可以将没有使用上的串口、DAC、ADC、IIC等接口当作普通GPIO使用。

焊接顺序

• 我的焊接顺序为:先焊接电源部分，使用电池或者数控电源接入，用万用表测量电压情况（5V、3.3V）是否正常，若不正常，查看电源芯片是否方向错误、电容电阻是否放错、电阻的阻值是否用错。电压正确时再焊接单片机最小电路及复位电路，可以再焊个LED方便测试，使用下载器连接下载跳线帽处，写个LED闪烁下载测试，查看单片机是否工工作正常。若无法识别单片机，可以打开手机摄像头的的微距（眼神好可以直接看），查看引脚是否有短路虚焊。程序正常运行可以继续焊接陀螺仪磁力计，这俩比较难焊，建议热风枪或者加热台焊接（磁力计用的不多，可以不焊）。然后写个IIC的程序测试一下，能读到数据剩下的可以大胆焊接了，焊接经验丰富的可以直接一口气焊完。

程序部分

• 因为准备去实习忙着到处投简历，程序没时间整理，有公司收的话应该就有时间整理了。

模型图

实物图