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基于ESP32的桌面小屏幕实战[2]:硬件设计之充电管理

时间:2024-11-06 15:10:42浏览次数:1  
标签:EDA 桌面 引脚 ESP32 原理图 立创 3.4 充电

1. 硬件基础知识

1.1 原理图设计、PCB设计、PCB(电路板)、PCBA(电路板+元器件)分别长什么样?

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1.2 高低电平

一般可以理解为输出电压=VCC就是高电平,输出电压=GND(一般是0V)就是低电平,分别用1和0来表示,这个是理想值。
但实际上它也有一个范围,比如你的单片机供电压(VCC)=5V,那么datasheet里会说明
高电平最低要达到多少伏,比如给出的是3.7V,那么在3.7~VCC的范围内,单片机都会识别成高电平。
低电平会说明最高能达到多少伏,比如0.8V,那么GND~0.8V这个范围内的电压都会被识别为低电平。

1.3 常见术语

GPIO:通用的数字输入/输出接口

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I2C:一种双向、串行、同步的通信协议

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SDA:数据线
SCL:时钟线

SPI:串行外围设备接口

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1.4 电阻、电容、封装

电阻的作用:限流、分流、分压
电容的作用:滤波、旁路、去耦、储能
封装:封装不同,尺寸不同,影响到焊接难易

2. 绘制原理图的准备工作

2.1 下载手册

在“立创商城”搜索“TP4056”,可以看到TP4056的数据手册。我们可以参考手册内容绘制原理图。

用同样的方法,下载好其他手册,就可以开始绘制原理图了。

2.2 如何绘制原理图?

  1. EDA下载与工具介绍
    img
    考虑到上手成本,本项目用立创EDA
    嘉立创EDA官网下载专业版

  2. 从外设选型记录的编号,把器件放入EDA

    官方提供符号和封装的,直接使用;官方没提供的,自己创建

  3. 外设方案由Datasheet、论坛、TB、搜索确定

  4. 绘制原理图

3. 绘制原理图(以充电管理为例)

3.1 导入文件

(1)打开立创EDA,导入专业版

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(2)无需解压,直接选择

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(3)导入

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(4)选择工程路径

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3.2 确定主控芯片的最小系统

乐鑫官网的“硬件-->芯片-->ESP32-->32图标”找到ESP32

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在“ESP32模组”中找到“ESP32-WROOM32E/32UE”

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点击后,进入技术规格书。在第23页,有“外围设计原理图”

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3V3是电源
EN引脚是复位端,当EN引脚接地时,芯片复位

下图所示区域是晶振部分,本项目可以删掉它

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TXD0和RXD0是烧录口

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IO0用于切换芯片的正常模式和下载模式。下载时,需要将此引脚拉低,正常运行时,保持默认电平即可。

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3.3 外设接口说明

3.3.1 TP和I2C

INT和RST用普通的IO口即可。

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确定SCL和SDA连接的引脚,需要在《ESP32­WROOM­32E ESP32­WROOM­32UE 技术规格书》中找哪个引脚是固定有I2C功能的。

在“表3:管脚定义”的“功能”栏中找I2C,没有找到。那就去ESP32的datasheet中找。《ESP32­WROOM­32E ESP32­WROOM­32UE 技术规格书》的第30页提供了链接。全局搜索一下I2C,找到下图所示内容。

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说明ESP32只要支持GPIO的管脚,就能支持I2C。ESP32的datasheet中说明:ESP32 共有 34 个 GPIO 管脚。本项目选用IO32和IO33,因为它们离端子更加近,走线方便一点。

不用IO34和IO35的原因:
在ESP32的datasheet的附录“A.4. IO_MUX”表格中显示,IO34和IO35只支持输入,不支持输出。

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3.3.2 墨水屏 SPI

在ESP32的datasheet中可以看到,ESP32一共有4个SPI引脚。SPI0和SPI1被用在模组内部的flash里。所以本项目用SPI2和SPI3。

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从上表中可以看到,只要支持GPIO的管脚,就支持通用SPI。所以就可以选择走线方便的引脚。

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3.3.3 蜂鸣器 GPIO

普通的GPIO,选择走线方便的即可。

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3.4 充电管理

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3.4.1 放置芯片

在立创商城搜索TP4056

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可以看到编号。在立创EDA中搜索这个编号,可以看到原理图和封装。点击放置就能直接用。

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这个型号的芯片典型应用如下图所示(TP4056的datasheet有这张图)

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3.4.2 给PROG接一个1.2kΩ的电阻,封装是0603

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放置上去

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为什么要接1.2kΩ的电阻?

TP4056芯片的数据手册中有说明,推荐1.2kΩ

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3.4.3 接2个发光二极管

在立创商城中搜索LED,找到封装接近0603的LED,选个红色的

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在立创EDA中搜索C19171390

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放置上去

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换个颜色再找一个,在立创商城里搜索“LED 发光二极管 绿色 0603”

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在立创EDA中搜索C7371905

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注:按空格键可以更改器件方向。

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ctrl+c和ctrl+v加2个限流电阻

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3.4.4 接电容

过冲可能会击穿,电容的耐压值一般选择2倍以上。5V供电,耐压值应选择10V。

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3.4.5 接地、接电源

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3.4.6 USB 端子

项目中用的是C692421

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3.4.7 连线

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把红框中的+5V改为VUSB

3.4.8 电源端子

电源端子用来接电池。本项目中用的是C2905009

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3.4.9 电池焊盘

电池焊盘官方没有提供,需要自己创建

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画方框加一个引脚

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在新弹出的窗口中选择“异性焊盘”

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在弹出的窗口中点确定。

测量一下刚刚画的尺寸,是1.026mm。后续可以根据实际需求确定大小。

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下面关联封装

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回到原理图,在库中找到电池焊盘。注意:要把刚才的元件和封装图保存。

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放置焊盘

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可以看到刚刚画大了,需要调整一下。最后画成资料中的样子就行,

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这样,充电管理的原理图就画好了。下篇文章将绘制主控、墨水屏、TP、USB转串口、蜂鸣器、稳压的原理图。

标签:EDA,桌面,引脚,ESP32,原理图,立创,3.4,充电
From: https://www.cnblogs.com/xing9/p/18403956

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