本帖最后由 qintian0303 于 2021-10-26 14:42 编辑
#申请原创# @21小跑堂 硬件篇 由于项目需要，需设计一款3.5寸液晶屏验证板。 介绍一下3.5寸液晶屏的信息，采用ILI9488芯片，供电电压2.8V，默认MCU16bit通信，分辨率480*320，带电容触摸板，液晶屏采用40pin0.5mmFPC接口。3.5寸液晶屏采用MCU16bit通信，可以说是采用该种通信方式中可以做的最大尺寸了，3.5寸以上的尺寸一般通过RGB方式通信，根据目前手中可用的MCU，可选STM32F103VCT6（或者GD32F303VCT6），选择的原因就是就是100pin的MCU带FSMC（或者EXMC），相比较目前的市场环境，优先选择国产的GD32F303VCT6，原因就是便宜。 GD32F303VCT6的外部存储器控制器EXMC支持8080接口，在其数据手册中可以看到 通过对GD32F303VCT6各引脚的功能查询，首先分配了数据接口的D0~D15。 第一步：划分验证板的主要功能模块： 本验证板主要是为了验证3.5寸液晶屏，故液晶屏显示模块作为本验证板的第一功能首先被确认下来； 其次为实现液晶屏的控制，MCU模块确认为第二部分功能模块，也是整个验证板的核心，包括其最小系统（时钟、复位、下载口等）； 接下来是触摸模块，触摸功能的实现是通过下拉中断方式加上IIC标准接口； 当然少不了供电/充电模块，主供电采用3.7V/2600mAh的18650锂电池，选用锂电池肯定少不了充电了，故选择SUM9512充电芯片，充电电流可达1A； 充电接口采用USB接口，同时预留USB通信功能，与预留的串口通信接口共同组成了通信模块； USB或者电池过来的电压是不符合系统需求的，需要通过DC-DC模块转换成满足系统需求的电压，在本验证板中，单片机系统和液晶显示的需求电压都是3.3V，故选择一个LDO基本就可以满足要求； 为了操作方便，增加一个按键模块，实现基本开关机功能，开机通过触碰开关后自锁来实现，同时短按按键可以实现显示界面的的切换，长按关机； 通过一层层的功能分析，验证板的各部分功能模块也就出来了，接下来就是各个模块的具体实现了。 第二步：各功能模块的具体设计： 模块的具体设计要采用对于关联关系要先重后轻，分线进行。例如我们都知道整个系统的运行其实就是MCU各种状态的变化，IO口的状态变化是所有控制的具体体现，故在与MCU的连接中找出比较重要的线先行进行设计，这些引脚也多是对应固定的IO口，例如USB、串口、FSMC（或者EXMC）接口。也可以结合电流的流向来依次设计。 根据第一步的功能模块的划分，我们定义一些标号，例如VCC_USB(USB供电)、BATT（电池供电）、VBAT（整合后的系统电）、VCC_MCU(LDO转化后的系统电)。 接下来进行具体的模块设计： 液晶屏显示模块：液晶屏是通过EXMC的LCD功能实现，把 LCD 当成 SRAM 设备用：首先我们了解下外部 SRAM的连接， 外部 SRAM 的控制一般有： 地址线 （如 A0~A18） 、 数据线 （如 D0~D15） 、 写信号 （WE） 、读信号 （OE） 、 片选信号 （CS） ；TFTLCD的信号包括：RS、D0~D15、WR、RD、CS、RST 和 BL 等，其中真正在操作LCD 的时候需要用到的就只有：RS、D0~D15、WR、 RD 和 CS。 其操作时序和 SRAM的控制完全类似，唯一不同就是 LCD 有 RS 信号，但是没有地址信号。LCD 通过 RS 信号来决定传送的数据是数据还是命令，本质上可以理解为一个地址信号。 故将RS连接到EXMC的A16上，具体的放到哪个地址线上就需要根据实际走线来变化了，任何一个地址线理论上都是可以的。液晶屏接口线序如下图： 这个是液晶屏的接口，里边有IM0~IM2是选择通信方式的，目前不清楚具体的控制方式就只能用一个笨方法，上下接都预留出来，实际使用时再选择具体的连接。LEDA和LEDK时背光的控制，采用两级背光控制，其中一级为固定背光亮度，一级为可调背光亮度（PWM控制）。再将供电连接上，复位上拉，显示模块就完成，具体效果看下图： 通信模块：通信模块的通信功能主要是USB和串口，均为预留功能用于调试使用，再硬件方面，接口比较简单，其中串口通过查询MCU的技术手册，选用以下两个引脚， USB选用以下引脚， USB是高速信号，要做一定的滤波处理，实际的通信模块如下： 触摸模块：触摸功能的实现实际上就是一个中断就上IIC通信，其中IIC选用引脚 供电/充电模块：充电芯片使用的是SUM9512充电芯片，这也是一个国产芯片，外围电路简洁，成本低，这里面与MCU模块没有直接交集，充电指示直接使用一个LED来完成指示功能： 供电模块实际是需要按键模块和MCU模块参与来实现供电自锁的，需要一个普通的IO口输出就可以了： DC-DC模块：基本就是一个稳压作用，LDO基本有几百毫安的供电能力，基本能满足本测试板的供电。 对于液晶屏的供电通过一个MOS开关来控制，复位不用，出现问题直接断电后重新上电，最利索方式了。
到此各个模块基本上都已经设计完成，通过PCB设计后就可以开始软件设计了。MCU的模块设计基本上就是各个模块设计说对应的引脚相连，对于单片机的最小系统，大家都是非常熟悉的了，就不进行详细的介绍了。 硬件设计思路每个人都有自己最舒服的方式，对一些关键点注意一下就可以了，**自己。大家有什么想法或好的习惯，可以回复一起交流，共同进步！ 
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