基于STM32的WiFi联网自动校准时钟设计

1个OLED模块接口,可外插IIC接口的OLED模块

蓝牙/WiFi的模块兼容接口设计,可支持HC-05蓝牙模块,或者是原子的ESP8266模块。

1个DHT11温湿度传感器模块接口

扩展板原理图设计:

OLED电路

W25Q128电路

AT24C02电路

SHT20电路

无线蓝牙兼容接口

偶然发现HC-05和原子的ESP8266模块接口几乎一样,所以这部分设计成了兼容两种模块的接口,如下图所示:

4路LED都连接到了STM32的定时器输出通道,可以用来控制亮度,另外也充分利用了扩展口留出的模拟电源和模拟地,通过简单的分压原理,可以把光照强度转换为AD电压值,还增加了OLED模块接口和DHT11温湿度传感器接口。

结构的设计

我进行了稍微的修改,把安装孔右边多余的部分去掉了,而且为了和底板一致,我把扩展板改成了圆角,但是接口和安装孔的相对位置没动,板子的TOP面:

封装的选择

元件的布局布线

元件布局方面,为了防止元器件放在背面和底板的部分元件冲突,同时也为了满足嘉立创只能单面贴片的工艺要求,我把所有的元件都放在了TOP面,BOTTOM面只放了OLED裸屏的接口,为了方便连接外部的模块,把接口都放在了板子的边缘,LED也放在了板子边缘,由于SHT20是DFN封装,为了方便后面使用风枪进行焊接,周围留出了一点空间。

板子的BOTTOM面:

3D效果显示:

我用的是AD9版本,3D效果渲染的还是挺不错的。

PCB的打样和调试:

不知道今年是不是板材降价了,各大PCB板厂都在降价,去年做毕业设计的板子时还是50元5片1010cm以内,今年就是30元5片1010以内,而且连彩色油墨费都不收了。PCB打样和SMT贴片还是选择了之前用过的嘉立创,5片全贴,一共花了191大洋!

生产工艺方面时,由于嘉立创只支持绿油进行SMT,所以只能用看着比较LOW的绿色油墨,其实我更喜欢蓝色油墨,而且和底板很搭!其他的工艺如过孔盖油、有铅喷锡,由于只是样板,就没有选择镀金工艺了,所以金手指成了锡手指,外加倒斜边,倒斜边是金手指板卡常用的一种工艺,是为了能够方便的插到插槽里面。

还要注意非常非常重要的一点:PCB板的厚度,其实这个我一开始设计的时候就考虑过,使用之前做的1.6mm的板子试着往里面插了一下,发现根本插不进,网上也没搜到PCIe的板子应该做多厚,所以就选择了比1.6稍微薄一点的1.2mm厚度。详细的生产工艺:

PCB生产进度和SMT进度:

板子拿回来一插,发现还是稍微厚了点,不能完全插进PCIe座里面,而且底板的铜柱还不能对准扩展板的安装孔。

就这么不完美的解决了,不过还是有几个管脚接触不良,如DHT11接口的那个引脚,稍微松动一点就不能用,不过已经板载了温湿度传感器,倒也影响不大。然后就试着点亮了OLED屏,先显示个uFUN的LOGO吧:

又舍不得浪费板子啊!所以把原来TX和RX连接的两根线割断,重新飞了两根线,完美解决!这线飞的可没有uFUN开发板上的那根飞线漂亮!

另外,扩展板IIC总线上的24C02读写一直没调通,不知道是物料的问题还是读写时序的问题,而同是IIC总线上的SHT20温湿度传感器就没问题。另外由于本项目中没有用到过多的中文,所以SPIFlash也没用到。

控制程序的设计:

实现思路:

这是JSON格式的,数据的解析使用了开源的JSON解析库cJSON,只有两个文件,使用起来还是比较简单的。

主要功能:

STM32RTC的使用。

OLED的驱动,支持68ASCII码显示,816ASCII码显示,16*32数字0-9和冒号:的显示,汉字“周一二三四五六日”的显示。

使用cJSON库解析JSON

JSON简介

很多API接口的数据格式都是JSON格式的,如我之前做的桌面天气预报时钟,使用的是心知天气的数据源,就是JSON格式,网上也有很多免费的API接口,可以做出很多好玩的东西,就看你的想象力了!

不足之处:

断电不能走时

程序不够精简

为了能让程序运行起来,把单片机改成大容量型号,应该从根本上精简字库,优化程序大小。

GET请求偶尔会失败

偶尔会出现发送GET请求,接收不到数据的情况,可能是内存分配的问题。

总结:

其实,有了WiFi/蓝牙模块接口和OLED屏,就可以做很多好玩的东西了,比如选择一个开放的云平台,如中移OneNET等等,然后和云台进行一些交互,如采集温湿度上传到云平台做个温湿度远程监测系统,或者是远程控制LED或者蜂鸣器,桌面天气预报等。

下面这几个界面是我去年在学校时,使用中移OneNET云平台做的一些界面:

原文标题:基于STM32的WiFi联网自动校准时钟

长沙市望城经济技术开发区航空路6号手机智能终端产业园2号厂房3层(0731-88081133)

THE END
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