#立创EDA仪器仪表训练营#CW32点晶多功能测试笔 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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专业版 #立创EDA仪器仪表训练营#CW32点晶多功能测试笔

简介:以cw32F030c8t6为主控设计的一款《点晶多功能测试笔》。 测试笔功能:1、电压电平测量;2、对电路的通断测量 ;3、PWM信号输出;4、二极管检测等 点晶之笔,小巧便携。是一件不错的测量仪器!

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

已参加:仪器仪表训练营

创建时间: 2023-10-11 20:43:15
更新时间: 2023-11-21 21:45:27
描述

跟随立创训练营复刻的点晶——CW32多功能测试笔

 

一、主控CW32F030C8T6

把Vcc、GND、DIO、CLK、REST分别引出来,方便后续程序的烧录。这里还设计了一个复位按键,这个按键不一定要焊接上去,也可以拿个镊子将REST和GND进行短接来复位。

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二、信号输出电路

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        信号输出电路可以用于输出直流信号或直接输出PWM信号。其实就是直接输出单片机的信号,而输出直流电平则是通过PWM调整占空比(设定的信号频率是20kHz,如果是别的频率则需要自己修改直流校准值),然后经过两级的低通滤波转换出的“直流”信号。

        但是由于PWM转直流的输出电压比PWM的高电平是要低的,因此只能输出0~(+3.3V-X)的电压,并不能满足我在设计目标中提出的0~5V目标,因此增加了一个运放实现了两倍的电压输出,最终可以输出0~6V的电压,满足了目标需要。放大后的输出电压再经过一个低通滤波,就可以得到较为理想的直流信号了。(这里是运用了一个正向比例放大电路,将前端那边传输过来的信号放大了2倍)

 

三、信号输入电路

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上图(黑色方框部分)就是最基本的信号输入电路了,首先会有一颗双向TVS对后级电路进行保护,随后,信号通过模拟开关3(即COM3与NC3、NO3)可以选择是工作在信号输入还是输出状态(默认输出模式),通过模拟开关2可以选择输入信号是否进行衰减,模拟前端的设计参考了示波器的设计,输入内阻为1M,可以和示波器一样选择X1和X10的档位,默认选择X10档位,这样的设计最大程度上保证了后级电路的安全,就像在有独立开关机按键的万用表上,我们在收纳万用表时,应当把档位调整为“交流电压、最大量程”一样的道理。

 

四、BLE蓝牙传输

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为了方便测试笔与电脑或手机连接,我选择使用蓝牙BLE技术进行无线数据传输。

之所以不使用更加常用的CH340等串口转USB直接连接,主要有以下三点考虑:

① 数据线有一定的重量和硬度,需要拖着数据线操作会不如无线时灵活;

② 不建议一边插着数据线一边使用,会让表笔的浮地变成接地,进而可能在测试时造成短路;

③ 最重要的一点:安全因素!如果因为操作失误造成测试笔输入一个较高的电压,并且防护电路时效造成单片机烧毁,那这个高压极有可能沿着数据线直接输入手机或电脑,造成严重的损失!

 

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在PCB设计的时候,天线周围要保持空旷,防止其他信号噪声造成干扰导致信号传输出现BUG。

 

五、屏幕显示

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本项目采用了一块0.96寸TFT显示屏,显示屏分辨率80*160,采用ST7735显示驱动芯片,通过FPC与PCB焊接进行连接,通过SPI接口进行通信。其中R18为背光限流电阻,可以通过单片机控制BLK网络对显示屏背光进行控制,也可以通过程序控制进行PWM调光。

 

六、五向遥感开关(完成操作输入)

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本项目的用户操作部分使用了一颗五向摇杆开关,可以理解等效为五颗普通按键开关,编程起来也是作为普通按键即可。

不同方向的摇杆开关对应的功能会在程序部分进行说明。

 

七、实物

背面

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正面

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整体实物效果图

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注意!!!!!!

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焊接完成以后,在使用之前一定要将COM端和模拟地端用导线进行飞线连接!!!

程序下载以后,进行第一次使用的时候一定要进行校准!否则测出来的数据或输出的信号是不准确的!

若未进行校准就使用了,可以通过复位按键对单片机进行复位,然后再重新开机进行校准!

设计图
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