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比赛期间完全忘记在嘉立创这边提交文档辣！啥也没白嫖到=(

2025全国大学生电子设计竞赛E题国一 PCB开源

坚定信念，终能圆梦！

题主参加了三年电赛控制题，2025年终于和两位实力强劲的队友一起曲折地拿下了国一。几年来，题主承担过主控软件、硬件和机器视觉的工作，每年都吸取上一年的经验教训对作品做出改进。2025年，针对电赛控制类题目的需求，题主和队友一起设计了多块核心PCB，已经迭代多个版本。现

全功能电源板

关于控制题的硬件设计，题主感受到的一个巨大的痛点，就是电源的问题。控制题需要独立使用电池供电，并控制各种电机，常常对电压提出了复杂的要求，例如有些无刷电机需要24V高压，有些电机又需要12V，使用的锂电池只有12V左右；又比如有时使用树莓派、JetsonNano等卡片电脑，需要5V的大电流电源。此外主控核心还需要5V的独立供电。前两年题主一直是使用购买的成品电源模块，将成品模块焊接到底板上或用螺钉端子接线的方式使用，一直感觉很累赘，有点冗杂。
针对这样的需求问题，题主在2025年暑期全新设计了一块多路电源板，应对各种降压、升压等需求。经过实际焊接和使用测试，确认没有问题，焊好的两块板子也在作品上跟着小队一起去过大连了。

主要功能包括：

3路的BUCK降压
使用TPS5450 BUCK芯片。一路用USB-A口引出，默认5V，用来给树莓派一类的卡片电脑供电；第二路用螺钉压接式接线端子引出，默认5V，可以给主控板供电；第三路设计为可调，可以给舵机一类的功率负载供电。TPS5450相当于TPS5430的升级版，宽电压输入，支持24V以上【6S锂电池一样可以放心使用~】，最大可以跑5A电流。如果电流较大的话记得自己贴散热片！
一对正负压输出
使用MC34063A DC-DC控制器芯片，这个芯片可以通过改变外围电路接法实现BUCK、BOOST、BUCK-BOOST（也就是INVERTING，负压）三种拓扑，最大电流1.5A，TI家的这个芯片标称耐压40V，有一些其他厂商的耐压会低一些。
这里用两片MC34063A分别构建BOOST和BUCK-BOOST，产生对称的两路正负压，后级再使用TPS7A4701和TPS7A3301这两个一正一负的低噪声高PSRR的大电流LDO，最后输出。初期考虑的是给精密的模拟电路供电，后来发现并没有太大实际作用，只是为了给10cm×10cm的电路板的空白处塞上东西=)
ps：这两个LDO性能很好，可以用来给精密或高速系统供电的。
注意！！！！！
DCDC芯片最大耐压40V，是指芯片的VIN和VOUT引脚相对于芯片的GND引脚之间的电压，因此设计负压BUCK-BOOST电路的时候要注意，输出负压的绝对值和输入正电压的值相加不可超过40V。如果用的是国产货，更要注意最大耐压值，可能只有20V左右，超过耐压芯片会击穿损坏。题主在测试阶段已经由于疏忽这一点而损坏一块电路板了，好在这部分功能并非电赛所需的重要功能。

STM32H750主控母板

题主的队伍使用淘宝店WeAct家的STM32H750VBT6核心板，针对这块核心板设计了拓展母板，引出各种接口，包括多路串口、IIC、SPI、CAN、定时器编码器、模拟信号放大+ADC采样、舵机PWM、针对触摸LCD屏的接口、针对IMU模块的串口+母座、直流有刷编码器电机接口×2，以及一个电池电压采样接口。
这块核心板题主已经迭代至少四个版本，目前的这一版本是队友耄哥完成的重新设计。

OLED拓展模块

带有一块I2C OLED小屏幕、按键和一块EEPROM（CAT24C256）的小拓展板，按键用的是一块IIC控制的GPIO拓展芯片（PCF8574）来读取的。屏幕、EEPROM和GPIO拓展芯片是挂在同一个IIC总线上的，三者地址不同。这是一个很方便的小模块，按键调参、参数显示、掉电保存功能集成在一起了。

LCD触摸屏拓展模块

带有一块大LCD电容触摸屏的拓展板，屏幕采用SPI通信，触摸IC使用IIC通信。电赛大伙很喜欢用串口屏，但是有些串口屏的厂商提供的上位机编程环境很烂，而且串口屏也会多占用一路串口，有能力的同学可以选择使用STM32主控直接和这样一个LCD触摸屏交互，减少系统冗杂，增加可靠性，尤其是使用触摸屏调参这种场合。

祝之后参与电子设计竞赛的大伙比赛顺利！！！