#第六届立创电赛#面包板伴侣 - 立创电子设计大赛

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Alex_csc

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项目由来 之前有段时间一直用面包板来搭建电路用于快速验证想法， 但是在找电脑USB线连接面包板的工具时还是没找到比较满意的模块， <img src="//image.lceda.cn/pullimage/AkTVs6iOsZ8Lj36lm7zlcQZ8xtn5Iq6avcsFFC7s.png" alt="image.png"> 【某宝相关面包板电源板】 某宝也是又相关的产品买回来实验之后效果也不那么满意。 用Arduino开发时可以用其自带的USB进行串口烧录和通信， 但是用STC8051就没那么容易了，要自己搭建串口电路和实现冷启动下载功能。 因此呢结合上述的开发过程中遇到的难点，自己设计了一款面包板伴侣。 1、描述项目详情 （1）内部自带串口以及arduino复位下载功能可以给arduino和STC8051烧录程序 （2）自带电池提供电源，独立双路 3.3V和5V可选输出 （3）STC8051自动冷启动下载功能 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/8TPRQCBzSVK7EeYKYL9p7G0Va5KgaLjkGb2AInE4.png" alt="image.png"> 【模块结构拓扑图】 <hr> 2、描述项目所面临的挑战及所解决的问题 面临的挑战： (1)如何使用电池的充放电电路在 TYPE C输入到VCC时为电池充电同时断开USB时电池还能为VCC电源供电？ (2)STC AutoFlash的可变波特率识别 STC单片机烧录数据流0x7F? <hr> 3、描述项目硬件、软件部分涉及到的关键点 （1）、内部自带串口以及arduino复位下载功能采用的是基于CH340N的USB-TTL转换电路, 用于串口通信。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/0XtAeD3oZJVtsIRNiNoI1IDaiVZ3xINXVp3RgHHS.png" alt="image.png"> Reset功能引出用于下载Arduino nano Uno mega等开发板。 现在随着智能手机的更新迭代USB Type C接口的数据线越来越普及， 而以上3个系列的arduino硬件核心板采用的不同型号的USB接头--- nano的是USB-Mini Uno和mega使用的是USB-TypeB , 在开发过程中比较不方便， 因此在端口位置处采用了USB type C的接口， 这样出门只带一根Type C的电源线就可以实现为手机充电和下载调试程序。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/On9VJx5km14nkejmPcKE1c7NmntQRyjpPShYR3HM.png" alt="image.png"> （2）、自带电池提供电源，独立双路 3.3V和5V可选输出 由于很多模块的供电需要3.3V电压 而有的单片机需要5V电压 因为arduino本身自带3.3V电源输出口用arduino开发还好说， 但是用STC的8051就比较麻烦了， 因此供电在电源上采用了双路独立电源 输出3.3V 5V可调， <img src="//image.lceda.cn/pullimage/RehlUnaGPscdMmAVOS8hJbUH63MBXkwFqXSrKZaQ.png" alt="image.png"> 内部集成650mAh的电池以及电池充放电管理电路 便于脱离电脑供电的条件下运行 并且充电口与串口下载共用一个type C 日常开发不用刻意充电 因为在与电脑USB接口联机烧录和调试时该模块就已经开始自动充电了。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/TMVHRcnKtcUgIyPsHe8BqfWIvVr28hH5oXaZip50.png" alt="image.png"> 另外模块还集成了HM1160电池电量检测功能用于查看当前电池电量 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/TKYWq9hrgZhf6bppRuvuZDep6EVyXd75KuzAD78p.png" alt="image.png"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/7wcxrDdYheJUQ2Leey1oeDBsQjN2RIN9n1ZVDzUZ.png" alt="image.png"> <hr> （3）STC8051冷启动下载功能 由于STC8051单片机下载的时候需要进行冷启动复位， 因此在设计时特意添加了冷启动复位功能。 简单介绍下实现原理: 在使用STC-ISP上位机烧录程序时， 点击下载按键软件会通过ISP软件会以选中的波特率通过USB-TTL模块向单片机发送0x7F 的数据流， 之后单片机手动断电上电实现冷启动，上电的瞬间收到0x7F 的数据流单片机自动进入下载状态。而本模块添加一块STC15W204S单片机通过检测0x7F 的数据流控制单路mos关断100ms来实现输出电源的断电重启。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/NA9K6y8sPc1cfY7dMO23IQtcJZjMSy35kPvNZO80.png" alt="image.png"> 如果之前买过类似这种 STC TTL的应该会发现用这种下载器时而可以实现自动下载时而又不行具体原因我目前还不太清楚，不过我实验现在的这个波特率从1200到38400都可以实现，再高的波特率无法支持是因为模块内部检测0x7F的单片机运行太慢了无法检测更短的脉冲数据。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/AUyOCikgQutiuZNPMlQZAWG0dGXfV9YJC8UHRPlO.png" alt="image.png"> <hr> ** 4、项目材料清单展示** <img src="//image.lceda.cn/pullimage/ae38TlXB4iPRu0aDDdJ1Pwu6YA6jYiyQi41YZgeX.png" alt="image.png"> 5、项目图片上传 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/wUTsXZcL4vHd2P4M1L1xRRtYrfZBtkGuR6JPIcK8.png" alt="image.png"> 【项目模型图片】 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/nZ1gtTTDTBzOVkMoLhQ3NqRD6Y4i8xeFmiO7W5Nq.png" alt="image.png"> 【项目实物】 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/QpUcOOIbpXnpl8MUINps5Zmk1YiAdWghOzZvDvhg.png" alt="image.png"> 【模块背面】 * 6、演示您的项目并录制成视频上传 6.1、视频上传大赛官网 6.2、B站视频标题和链接 注意事项：①：视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内；②：视频上传：请同步上传至大赛官网和B站（<a href="www.bilibili.com" target="_blank">www.bilibili.com</a>），B站人气TOP10项目将获得1000-5000元现金奖励，其它上传项目获得100元立创商城无门槛券；③：视频标题：第五届立创电子设计大赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如第五届立创电子设计大赛：《自动驾驶》项目-团队介绍。 * 7、首次公开发布 8、开源文档 <a href="https://oshwhub.com/shinko/hm1160-dian-chi-dian-liang-zhi-shi-deng" target="_blank">HM1160单节锂电池电量管理</a> 9、参考文献 点击链接了解更多详情：<a href="https://www.szlcsc.com/go/dsxq" target="_blank">https://www.szlcsc.com/go/dsxq</a>