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OV-Watch

</center> <font size=3> ## 推荐 如果觉得这个手表的硬件难做，又想学习相关的东西，可以试下这个新出的开发板，功能和例程demo更多！ **FriPi炸鸡派STM32F411开发板**: [https://oshwhub.com/no_chicken/frypi](https://oshwhub.com/no_chicken/frypi) <center>

</center> ## 简介 这是一个基于STM32F411CUE6和FreeRTOS和LVGL的低成本的超多功能的STM32智能手表~ <center>

</center> ## 系统组成 系统框图如下所示，主控使用STM32F411CEU6，操作系统使用FreeRTOS，图形库使用的LVGL。传感器部分：手势识别使用6轴MPU6050；心率血氧使用的是EM7028，EM7028的资料很少，之前自己写的局部寻峰算法来计算心率但是效果不好，现在改成了使用官方的库；海拔测量用的气压计SPL06-001；电子指南针使用LSM303DLHC；V2.2版本的蓝牙使用的HC-04模块，后面V2.3版本换成了很便宜的国产芯片KT6328A，它开着蓝牙可以实现低功耗，大力推荐。 <center>

</center> ## 功能说明 大致功能表如下图所示： <center>

</center> 1. 电源部分：手表使用的是3.7V锂电池，通过TPS63020提供3V3电源，V2.2版本之后，充电口留了两个焊盘，用来接触磁吸充电口。特别注意，V2.0版本使用的无线充电，使用了芯片T3168，但是用无线充电的话，加上线圈和多的器件，体积就非常大了，同时还有散热问题。 1. 蓝牙部分：V2.2用的是HC-04（邮票孔封装），后面的V2.3版本改成了用国产芯片KT6328A。 1. 辅助功能部分：计算器：当时做带浮点数的计算器做得很烦，字符串处理很麻烦。现在这个计算器是通过一个数字栈和一个符号栈实现的，具体看代码。 1. NFC部分：V2.0版本的IC卡复制器模块介绍详见：https://oshwhub.com/no_chicken/ICka-fu-zhi-qi.在V2.2版本中，为了精简减小体积，仅有UID卡，可以被外部读卡器读写。而在V2.0版本中，用的是RC522和一张UID卡组成的，可以自行复制外部IC卡，然后也可以被外部读卡器读写如下图所示： <center>

</center> ## V2.3版本更新的功能说明 1. 心率部分，硬件增加LED矩阵，增强PPG信号强度. 1. 双板改为贴合，不做4层板因为立创不能做盲埋孔. 1. 蓝牙改为KT6328A. 1. MPU6050电路更改，V2.2的AUX接地了，导致之前的功耗高了，现在待机功耗几百uA. 1. 删除NFC部分，因为以前的设计NFC会被PCB铺铜以及屏幕铁皮屏蔽. 1. 供电部分进行低功耗设计，TPS63020的PS/SYNC端口拉低，设置Power Save模式。在参考手册中，低电流状态下，以往的效率只有60%，power save模式可以达到90%。 1. 加入游戏（2048，记忆方块，MPU6050相关游戏）。 1. 修改了一些bug。 ## V2.3新版本实物图 <center>

</center> ## 软件部分设计细节： ### 1.低功耗设计 手表的模式分为3个。第一个是正常的运行模式，手表正常运行；第二个是睡眠模式，MCU进入STOP模式，MPU6050仍在记步数；第三个是关机模式，TPS63020直接关闭使能，此时无3V3供电，只有Vbat有供电。 在最开始的时候，手表从睡眠到唤醒使用的是MPU6050的运动功能，打开中断，唤醒，但是这样尝试过，有个问题就是需要抖动幅度很大才能触发中断。所以最后还是用的RTC定时中断，然后定时检测当前手势状态，如果有抬腕动作则唤醒。 MPU6050不能直接使用DMP库，初始化后功耗很高，需要进行一些改动，才能让功耗下来，具体看工程代码。 蓝牙使用了KT6328A后，不建议关闭蓝牙使能，他的待机功耗很低。 最后接3V3测试，运行模式70-80mA，待机模式1mA左右，关机模式基本不耗电只有RTC在工作。当然后面没有测试电源接到Vbat端经过DCDC供电的情况，这个功耗就完全看DCDC的效率的。 ### 2.心率血氧 血氧部分暂时还没有写。 心率计算本来使用的官方的库，但是计算太慢了，后面改为自己写的一个简易的峰值检测的算法。EM7028的PPG信号如下图所示 <center>

</center> ### 3.数据存储 目前使用的外部的EEPROM进行数据存储，主要用于存储设置等，详细可以看`Datasave.c`文件。 ### 4.页面切换逻辑 为了实现页面切换，可以返回上次的界面，这里使用了一个栈来存储页面对应的，例如，使用`user_Stack_Pop(&ScrRenewStack);`弹出上一个界面，然后进入到新的界面再使用 `user_Stack_Push(&ScrRenewStack,(long long int)&ui_HomePage);`入栈一个界面的指针地址。注意不能直接在push操作使用类似`ui_HomePage`入栈，它是会动态变化的，这是个很大的坑。 ```c //key1 pressed if(keystr == 1) { user_Stack_Pop(&ScrRenewStack); if(user_Stack_isEmpty(&ScrRenewStack)) { ui_MenuPage_screen_init(); lv_scr_load_anim(ui_MenuPage,LV_SCR_LOAD_ANIM_MOVE_RIGHT,0,0,true); user_Stack_Push(&ScrRenewStack,(long long int)&ui_HomePage); user_Stack_Push(&ScrRenewStack,(long long int)&ui_MenuPage); } else if(ScrRenewStack.Data[ScrRenewStack.Top_Point-1] == (long long int)&ui_HomePage) { ui_HomePage_screen_init(); lv_scr_load_anim(ui_HomePage,LV_SCR_LOAD_ANIM_MOVE_RIGHT,0,0,true); } } ``` ### 5.计算器逻辑 计算器的逻辑就是很经典的计算器问题，经典的就是开两个栈，一个存放符号，一个存数字，然后进行出栈计算等等操作，以`1+2*6/3`为例，具体的过程如下动图所示。但是会有一个问题就是小数点，这个动图展示的只是整数计算的逻辑，带小数点的详细见代码。 具体整数计算的过程是： 1. 遍历表达式，当遇到操作数，将其压入操作数栈。 2. 遇到运算符时，如果运算符栈为空，则直接将其压入运算符栈。 3. 如果运算符栈不为空，那就与运算符栈顶元素进行比较：如果当前运算符优先级比栈顶运算符高，则继续将其压入运算符栈，如果当前运算符优先级比栈顶运算符低或者相等，则从操作数符栈顶取两个元素，从栈顶取出运算符进行运算，并将运算结果压入操作数栈。 4. 继续将当前运算符与运算符栈顶元素比较。 5. 继续按照以上步骤进行遍历，当遍历结束之后，则将当前两个栈内元素取出来进行运算即可得到最终结果。 <center>

</center> 6. LVGL在windows在vscode的仿真配置参考参考链接: [https://blog.csdn.net/weixin_49337111/article/details/136536375](https://blog.csdn.net/weixin_49337111/article/details/136536375)。已经更改好的可以跑的代码放在了`lv_sim_vscode_win`这个文件夹中，应该可以直接使用vscode打开。仿真文件也放在了附件里了。 <center>

</center> ## 硬件设计说明 PCB分为两个板，一个Core板，一个Back板，Back板包括了传感器部分和蓝牙模块。V2.3版本的两个板子是贴合在一起的，详见上面实物图。 ## 注意事项 焊的时候很烦，0402太小了，热风qiang吹的时候尽量用高温小风，免得把器件吹走了。 ## 软件代码仓库 代码github传送门: [https://github.com/No-Chicken/OV-Watch](https://github.com/No-Chicken/OV-Watch-V2.2) 如果没有梯子可以用我copy过去的gitee的仓库： [https://gitee.com/kingham/OV-Watch](https://gitee.com/kingham/OV-Watch) ## 演示视频 V2.2版本视频地址： [https://www.bilibili.com/video/BV1hh4y1J7TS](https://www.bilibili.com/video/BV1hh4y1J7TS) V2.3新增功能视频地址: [https://www.bilibili.com/video/BV19g4y1N7YR/](https://www.bilibili.com/video/BV19g4y1N7YR/) ## 交流QQ群 qq群1：572216445 qq群2：912218004