多功能调试器

注：由于本人水平有限，在设计中存在的不合理部分欢迎指正

多功能调试器参数（详细内容见附件技术文档与简介文档）

1） 数字电源：支持3-20V电压调节；支持最大输出3A电流；支持限制电流输出；支持过流短路保护。
2） 调试器：支持在线烧录，调试；支持离线烧录，读取目标FLASH；在线烧录速度可达21.39KB/s，离线烧录速度可达17.19KB/s。
3） 串口终端：支持动态调节串口波特率；支持动态调节串口数据位，校验位，停止位。
4） CAN终端：支持自回环模式与正常模式调节。
5） USB通信：支持注册CDC设备；支持注册MSC设备；MSC设备电脑端读速度可达21.5 MB/s，写速度可达10.5MB/s。

多功能调试器演示视频

多功能调试器

多功能调试器硬件介绍

概述

　　多功能调试器硬件部分大概可以分为电源部分、调试部分、存储部分、无线部分、人机交互部分、主控部分以及接口部分，硬件框图如下图所示。

电源部分

　　在多功能调试器中电源部分大概可以分为电源输入以及电源输出部分。

电源输入

　　电源输入可以需要从电源TYPEC接口输入，该接口可以通过PD协议从支持相应协议的充电头诱骗出相应档位的输出（5V、9V、12V、15V、20V）。协议芯片使用沁恒的CH224K，原理图如下图所示，相较于官方提供的原理图，芯片的3.3V工作电压使用一颗宽电压LDO得到，这样的好处可以避免官方原理图中在诱骗高电压时1k电阻上分压过高，引起电阻发热的问题（芯片内部可能是一颗3.3V稳压二极管）。因此采取外部为芯片供电的方法可以解决该问题，当让也可以使用大封装的电阻解决该问题，但是电阻上的功耗依然存在，这样仅仅是发热问题改善了一些。当然，使用外部供电的成本高一些，两种方法各有取舍。

　　除电源TYPEC接口外，调试接口与设备端的USB接口也可以为板子提供5V辅助电源，但是此时数字电源输出是不能使用的。

电源输出

　　电源输出包括板上存在固定电源5V、3.3V以及REF3.3V（用于主控模拟参考电源），其中5V通过输入降压得到，其余通过5V降压得到；数字电源输出，理论上可以调节范围为2.7-22V，但是目前，我在实际调试中可调节范围为2.7-20V。

存储部分

　　多功能调试器的存储有一颗16G的EMMC，一颗32MB的FLASH以及两颗EEPORM构成，EEPROM主要是想按照网上一篇介绍EEPROM文件系统的文章实践一下。EMMC在目前使用下来我感觉很好用，驱动写起来很简单，只需按照相应的标准发送相应的命令。通过USB接口，在PC上读取这颗EMMC的速度在20MB/s左右，写入速度可达10MB/s。

无线部分

　　无线部分在硬件版本V0.0使用的是ESP-07S，该模块只支持WIFI，在硬件版本V1.0中升级到了Ai-WB2-07S，该模块相较于ESP-07S多了个蓝牙功能。

人机交互部分

　　主要分为一块带触摸的RGB屏幕（我使用的是：4.3寸，800*480），一个扬声器，功放使用ES8388+TC8002D以及一个用户按键。

主控部分

　　主控采用兆易创新的GD32H759IMK6，具体参数以及相应外围电路就不再赘述。扩展了一颗带宽16位的SDRAM，在实际使用中带宽的限制还是比较明显的，特别是将屏幕的显存放到SDRAM后并且移植了LVGL后，需要频繁访问SDRAM。如果使用32位的SDRAM，我想实际效果应该会提升不少，但是该项目中给SDRAM腾不出16位数据线了，目前是这样。如果砍掉一些功能的话，也许可以提升到32位带宽的SDRAM了，但现阶段应该不会动硬件了。

接口部分

　　接口部分主要位CAN接口，USART接口，DAP-LINK接口，用于实现CAN终端，USART终端，DAP-LINK功能。

多功能调试器开发记录

2024.10.1

十一期间有个做这个东西的想法，遂开始设计原理图，绘制PCB(非专业人员，设计可能存在问题，欢迎指正)

2024.11.06

完成硬件(V0.0)设计并在嘉立创打样，这里感谢嘉立创平台提供的免费打样

2024.11.12

完成硬件(V0.0)的焊接，并进行硬件基础测试

2025.05.01

基本完成软件的设计工作，并在设计过程中发现硬件(V0.0)的一些问题，遂设计硬件(V1.0)，并绘制一块适配的显示屏驱动板

2025.07.03

完成硬件(V1.0)与显示屏驱动板的设计，并打样

2025.08.01

完成硬件部分的焊接，并适配好硬件(V1.0)的程序，硬件(V1.0)的无线部分更换支持WIFI BT的模组，同时由于一些原因，外部FLASH芯片更换使用GD25Q256EYIG，但是软件上仅适配了基础功能，其他功能没有适配，若想使用完整功能建议使用V0.0的FLASH芯片（W25Q256JVEIQ）, 在软件上适配了该芯片的所有功能，包括安全寄存器的读写

2025.09.08

整理资料开源，目前的硬件(V1.0)存在发热问题，可更改主控0.9V电源域供电方式为SMPS(V0.0是SMPS相关方式供电，发热没有V1.0明显)