论坛的变废为宝互动活动开始了,看到大家都是在进行拆卸讲解,我准备来一个DIY,重点讲述一下实现过程,也欢迎大家一起讨论,让我们的工程师之旅越来越顺!
1、引言
测试工具千千万,有专为硬件服务的万用表、示波器之类,也有各种串口调试工具,于是萌生了想要DIY一个用于各种接口测试用的工具,说实话对于单片机的这些串口、IIC接口、SPI接口、ADC、PWM等等在具体的器件测试中还是经常会用到的,串口有调试工具相对方便,当时对于一些特殊情况还是有局限的;SPI、IIC这种接口通信软件也很少,不像串口工具普遍便利,还有一个主要的原因,在进行测试成果展示时抱着电脑或者板跑很不方便,做这个趁手的工具就要考虑它的便利性,这些就为这款自用的调试工具埋下了引子。
2、功能需求分析
本测试工具的主要目的是用于测试一些特殊器件的,例如迪文屏的串口、实时时钟测试之类的,与其各种找板子在写程序调试,不如都移到这个测试工具来,所以这个工具就需要有串口、IIC、SPI、定时器、ADC等常用输出了。
做一个小小的工具也不能只有这些输出啊,还需要一个屏来进行主要功能或者阶段的显示,那就还需要一些输入器件(器件)来进行测试项目的切换,这些显示屏和按键的主要功能就是辅助测试了。
再加一点高级功能吧,有显示屏了就不如加入一个环境温度的采集(温湿度、大气压),非接触式测温也是很有必要性的,那就来一个小小的热成像(免得唯一的一个热成像仪器被大家抢来抢去,以后自己测试阶段就可以自己测了)。
当然少不了尺寸要小一点,便利性也是我们很关注的。
针对上面的功能需求,可以看一下下面的思维导图:
3、实现方案及选型
由功能需求可知,主要的测试功能其实都是单片机的一些外设,只不过将这些接口都引出来并分类了,引出的接口准备都采用PH或者ZH的插座,一来可以防反插,最主要的原因是比较常见。
热成像功能应该会是一个比较有趣的功能,考虑到经济问题以及效果的综合结果,MLX90640是一个不错的选择,因此将MLX90640作为热成像的主要器件,32*24的分辨率作为一个临时用的小工具还是足够的,进而在这里也引出显示屏幕的选择,屏幕的分辨率最好是320*240的,等比放大也会比较好实现。
屏幕的选型就要考虑热成像的要求了,在淘宝上找了好久,一款2.0吋的液晶屏进入了我的视野,插接接口MCU8080,根据经验判断,这款屏还是很符合我的要求的,如下如:
由此我们需要考虑一个问题了,这个东西准备做成一个什么样的呢?给它设计一个外壳,可是结构设计并不擅长,那就采用螺纹柱来连接,这种也是各种开发板常用的支撑结构。上面基本上就是液晶屏的显示了,所以准备把按键全部采用侧方,一个开关机的按键加上一个多功能选择的按键,设计版型如下图:
这里的考虑主要也是便利性,首先屏幕的显示肯定需要全面的支撑,符合对称性的审美要求。按键等突出部件可以在凹陷处得到一定保护,黑圈区域放置按键把持性也比较好。
接下来就是板卡的划分了,这么一款小板子对于这么多的接口来说肯定是不够的,咱们采用的单片机至少也需要100引脚,这样才会带FSMC功能,要不屏幕的刷新速率就有点不乐观了。所以接口这些座都统一放到一个接口板上,主控板主要是单片机系统和一些必要的组成(例如供电,充电,RTC,传感器等等),MLX9060传感器是个例外,它需要单独做一个传感器板,再来一个底板保护一下。主控板、接口板、底板风格保持一致,传感器板固定在接口板上。
通过结构功能划分生成了一个新的思维导图:
4、板卡设计
最主要的设计其实就是主控板了,根据上边的方案,我们进行原理图的设计,结果如下:
经过两天布局,PCB如下:
3D图可能看着效果更好一点:
其他板卡基本上就没有什么件了,示意图如下:
5、调试及效果展示
板卡的打样都是在嘉立创进行的,当时还是可以免费打样的,遥想当年真是爽歪歪。
主要的材料就是红外传感器160元(下了血本了),屏幕12元,其他器件都是以前有的,虽然说成本不低,不过还是挺满足的,最少还是和我的实际使用比较贴合。编写程序调试器件的过程也是一个学习进步的过程(每一次测试器件也需要编写一个是程序和界面),受益匪浅,在实际测试器件过程中也是非常得心应手,奥利给!
效果展示:
寄语:希望广大工程师都能有得心应手的工具,让我们的工作更便利,让我们的技术更进一步,加油!