【RA】基于瑞萨MCU的智能控制设备 - 嘉立创EDA开源硬件平台

1.课题说明

    基于瑞萨MCU的智能控制设备，原理图设计上主要以一个功能板的形式进行开发，预留未使用到的io口，可以方便后续进一步diy，增加自由度；开发板预留透传接口，后续可以选择性接入BLE透传模组或者WiFi透传模组等等；
    本设计一个版本将基于这个功能板设计一个智能控制器，实现本地控制设备的开关（例如开关灯，将传统的墙控转换为智能控制设备，解放双手）；
     1、第一阶段，会以离线版本，搭配OLCD显示屏+按键+电机驱动电路，实现本地的定时开关灯
     2、第二阶段，会增加BLE透传模组，实现一个更倾向于低功耗的无线控制器
     3、第三阶段，会接入WiFi透传模组，实现语音、APP控制等。
    会先从第一阶段，进行设计开发，后续会持续更新第二版本，第三个版本，当前设计的最大优势是开发板功能可扩展性较强，三个版本可以使用同一个开发板已经固件进行开发设计，由功能选择模块，进行选择。如有问题或建议，欢迎随时沟通

2.进度安排

1. 4/11 - 4/15 确认大概课题的方向，具体需要实现什么。
2. 4/16 - 4/18 设计原理图以及pcb文件。
3. 4/18 - 4/22 提交审核，下单元器件，以及申请打板。
4. 4/23 - 4/26 计算外壳尺寸，绘制3D外壳，提交3D打印订单。
5. 4/26 - 4/30 焊接电路板，安装RA keil5开发环境。
6. 4/31 - 5/4 软件开发以及调试。

3.实物图

图1 实物模块说明

图2 正常工作中

4.部分功能模块说明

4.1 OLED显示模块

0.96 寸OLED 驱动IC 为SSD1306；

图3 oled屏幕 图4 原理图

1. GND 电源地
2. VCC 电源正（3～5.5V）
3. SCL OLED 的D0 脚，在IIC 通信中为时钟管脚
4. SDA OLED 的D1 脚，在IIC 通信中为数据管脚

4.2 SG90电机

这里通过pwm驱动SG90电机

图5 SG90舵机 图6 驱动pwm波形

4.3 BLE透传模组

HC05模块，是一款高性能主从一体蓝牙串口模块，可以同各种带蓝牙功能的电脑、 主机手PDA 、PSP 等智能终端配对，该模块支持非常宽的波特率范围： 4800~1382400 ，并且模块兼容 5V 或 3.3V 单片机系统，可以很方便与您的产品进行连接。使用比较灵活、方便。

图7 HC05 蓝牙透传模块

1、LED 配对状态输出；配对成功输出高电平，未配对则输出低电平。
2、KEY 用于进入AT状态；高电平有效（悬空默认为低电平）。
3、RXD 模块串口接收脚（TTL电平，不能直接接RS232电平!），可接单片机的TXD
4、TXD 模块串口发送脚（TTL电平，不能直接接RS232电平!），可接单片机的RXD
5、GND 地
6、VCC 电源（3.3V~5.0V）

4.4 模式选择模块

预留模式选择开关，可通过不同mode的组合，初始化不同的功能。

图8 模式选择

4.5 下载、烧录、复位电路

图9 Type-c 驱动电路 图10 CH340驱动电路 图11 复位电路 JLINK下载电路

5.软件主流程说明

图12 程序流程图

6.硬件说明

6.1 焊接说明

• 由于ic引脚较密集，以及type-c引脚挨得比较近，焊接过程中很容易导致锡粘在一起，建议合理使用锡浆+焊油可以很好的解决这个问题。

图3 （第一次焊接没有锡浆+焊油，导致引脚全部焊在一起，赶紧连夜买了锡浆+焊油） 图4（拯救后）

8.3D外壳

图8 3D外壳爆炸视图

图8 3D外壳正面视图

9.遇到的问题

1. 在5v供电的时候， rtc时间不准，1s产生一次中断，但实测的时候发现并不是，原因还需要排查
2. 在5v供电的时候，oled iic串口通讯会卡死住，导致主程序无法进行，最开始一直在排除代码逻辑上，以及硬件电路设计的问题，但后面直接在开发板上验证发现在3.3V供电的时候，才能正常驱动，这个问题真的很让人头疼，如果有遇到类似的问题的朋友，可以交流交流。
3. 焊接上如前面所说，焊接密集的脚位时，可以借用一下焊油焊锡，真的挺好用的。

10.收获

很感谢有机会能参加这次立创EDA & RA 训练营活动，确实这个过程中，收获了很多。

1. 进一步熟悉和了解了立创eda的工具开发和使用。
2. 新接触了瑞萨MCU的一个开发过程，
3. 从起初的电路设计到焊接到调试再到软件的实现，中途有遇到一些问题，积累了一些经验，可以避免以后踩不必要的坑，也有可能会再掉进去出不来的那种。