新UFUN试用体验 + 测试各部分的功能
第一次接触到uFun,感觉很小,和公交卡差不多大,只有4*6cm,但是自身却震撼了我,PCB板采用四层板,沉金工艺,蓝色油墨。大点的芯片座子主要放在了正面,阻容主要分布在了背面,但是板子能干的事情还挺多的,板子资源还是相当丰富的。下面我将谈一下uFun板子的体验。
一.uFun的初心
首先我们得感谢板子的设计者张工,为中国的电子行业做出自己的贡献,为当代大学生提供更多的实践机会,经过几次的设计验证,还有一些厂商的支持,最终我们的uFun终于面向社会去出售了;每一个器件,每一条PCB走线,每一个过孔的摆放都是经过认真考虑的,对学生和初级工程师来说有非常高的学习价值;我正好赶上uFun做活动,有幸免费申请到uFun开发板,并写下自己与uFun的缘分,希望我的这篇文章,能对那些刚拿到板子的朋友有一些帮助,另外有哪里不对的,也请大家指出,同时也希望能和各位大佬多多交流。
二. uFun开发板的外观设计
我们先来一波照片吧
主控是常见的STM32F103RCT6,供电采用的Micro-USB接口,可以直接使用电脑的USB口供电,单从这一点可以看出,板子的功耗非常低,毕竟只是一块学习板,没有功率太大的元件,如LCD等。uFun 留有丰富的扩展接口,接口使用 mini PCIE插座,扩展板不需要对应的连接器,可以极大的降低扩展板的成本。用户可以自由的扩展液晶,测量,通讯模块。
从背面视图我们可以看到电容按键,复位按键,蜂鸣器,三轴加速度计等,还有一些接口留给用户自己使用
主控MCU:STM32F103RCT6,LQFP64封装,STM32系列大容量产品,256KB Flash + 48kB SRAM,内存空间足够使用了,主频72MHz,外设也还算丰富,51个可用IO,8个16位定时器,3路SPI,2路串口,1路SDIO等等。对于新手入门32位ARM单片机是一个很好的选择,学习资料非常多,学习过程中遇到的问题基本都能在网上找到答案。
串口芯片:CH340,板子自带了USB-TTL转换芯片,对于没有调试器的朋友,可以方便的通过串口1来下载程序,同时,也是程序调试的好帮手。
传感器:LIS3DH,ST公司的MEMS传感器,三轴加速度计,支持IIC或者SPI协议,本板子采用的是IIC协议接口。
触摸按键:TTP224N,4通道触摸芯片,上下左右4个触摸按键直接画在了板子上,可以做出很多好玩的东西。
Mini-PCIe:据张工介绍,这个座子并不是按照PCIe的协议来设计的,所以使用不了PCIe接口的模块,如4G模块SIM7600CE。它只是空余IO的引出,但是板子并没有配备PCIe的转2.54mm排针的转接板,所以并不是很方便的扩展外部器件,如液晶屏,传感器模块等。不过大家可以自己画扩展板哈,就是扩展板的结构尺寸不好把握,如果后续能开源PCB文件就好了。
TF卡座:采用的是自弹式TF卡槽,内部直接连接了STM32的SDIO接口,可以直接通过官方固件库来驱动。
RGB灯:RGB采用的全彩共阳极LED,通过控制3路PWM波,从而调出各种颜色,当然,如果能采用那种外部是玻璃封装的就更好了。
LED灯:LED采用的反贴红色光,发光在反面。是我孤陋寡闻了,这种封装的我是第一次见,放置在了触摸板中间的正下方,晚上可以方便的操作触摸按键,这一点的设计还是很有创新的,白天看不太出来,晚上可以试一下。
蜂鸣器:HY-8540,贴片无源蜂鸣器,比传统的直插式蜂鸣器要稍微小一点。
RTC电池:使用的是贴片超级电容,相比于贴片电池座+纽扣电池的方式,体积要小的多。
拨码开关:BOOT设置,没有使用跳线帽+排针的方式,毕竟跳线帽这小玩意容易丢。我见过一种比这更小的贴片拨码开关,不过得用镊子才能拨,这里采用大封装的,可以直接用手拨动。
AD滤波电路:由于我的模电比较菜,所以这部分电路没有看太懂,还有各个阻容值的计算过程,很适合学习。
Micro-USB接口:USB使用了和普通安卓手机一样的USB接口,而不是Mini-USB,之前看有朋友在试用过程中,不小心把端子从板子上直接拔掉了,我在使用中没有遇到这个情况,所以大家在拔USB线的时候,温柔一点,如果焊盘被拔掉了,那就玩不了。
外部IO:留出了SWD调试端口,标准2.54mm排针,可以方便的通过J-Link或ST-Link调试器下载程序和调试。
其他:ESD,磁珠,防反接保护等等这些板子上都有设计。
三.uFun能给我们带来哪些新体验
ARM学习、嵌入式操作系统、物联网、加速度传感器、TF卡操作、电容触摸按键、USB转串口、I2C接口、PWM控制、蜂鸣器控制、LED控制、超级电容使用等,这些对于当前找工作都是非常热门的技能,熟练掌握后,可以平滑过度到日后的工作中。二阶低通滤波设计及分析、小信号高增益带通滤波电路设计、运放电路分析都是大学课程中非常有价值但又令学生非常困惑难以理解的内容,uFun针对这些课程设计了实用电路,通过分析、计算、仿真、实践,可以让学生更好的了解理论与实践的结合过程,真正激发学生对硬件设计精髓的兴趣。0欧电阻、磁珠、退耦电容、肖特基二极管、三极管、LDO、静电防护、晶体选择及使用技巧。以及如何在紧凑的空间中进行PCB设计。
四.uFun功能的测试
板子上电时刻,首先我烧录了Demo程序,修改了波特率115200,在程序启动时刻,打开串口,我们就可以看到一些输出信息,当中有时间,SD卡的信息,还有AD的采样值,还有三轴加速度的示数。还有彩色的LED灯在及时的闪烁,通过按键,我们可以控制屏幕上的输出,当我们按下上键时,屏幕上就会显示上键被按下,同理其它三个键也是这样的。
五.总结
虽然Demo程序的下载遇到了一些小问题,不过uFun开发板的开箱体验还是很不错的。在后面的篇章中,我将会详细的介绍uFun的各项功能设计。