<div class="document"> <h1>    一、项目简介</h1> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">        基于R7FA2E1A72DFL芯片的桌面电子时钟设计，通过四位0.56寸共阴极数码管进行时间、温度等显示，采用DHT11温湿度传感器采集环境温湿度，复位按键、串口电路、SWD下载电路全部引出，方便下载调试。</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </h3> <h1>    二、板载资源</h1> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/nOzRbP91nNuJJuANXcACXg6XBeZrOmskQ8wmFwhJ.png" alt="板载资源"></p> <p>图2-1 桌面电子时钟资源正面图解</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/nDnK30HlISviJrgSbuvIpY8JTkQ8OxtAUWaCedAS.png" alt="板载资源背面"></p> <p>图2-2 桌面电子时钟资源背面图解</p> <p>        1、主控芯片：R7FA2E1A72DFL；</p> <p>        2、电源接口：TYPE-C，2Pin插件；</p> <p>        3、LED：一路电源指示灯，一路充电状态指示灯；</p> <p>        4、按键：一个复位按键，一个BOOT按键，四个功能按键；</p> <p>        5、调试接口：SWD下载调试接口、串口下载调试接口，均采用2.54排针接口进行引出；</p> <p>        6、外设：一个0.56寸共阴极数码管，一个DHT11温湿度传感器，一个无源蜂鸣器；</p> <p> </p> <p> </p> <h1>    三、优势特点</h1> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/bjxHJlYKmmr6O4hapl7PYqr3TG3z91u0FWhaaaJn.png" alt="bjxHJlYKmmr6O4hapl7PYqr3TG3z91u0FWhaaaJn.png"></p> <p>图3-1 桌面电子时钟板尺寸图</p> <p>        1、板载外观小巧，尺寸仅为70mm*35mm（2755.906mil*1377.953mil）；</p> <p>        2、下载、调试接口齐全；</p> <p>        3、采用电源切换电路，断电也可以通过锂电池供电继续工作；</p> <p>        4、价格便宜，功能完善；</p> <p>        5、使用嘉立创优质PCB以及正品元器件，保障产品质量；</p> <p> </p> <h1>四、电路解析</h1> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/eP0E0gz5DEC2eXHn2vKzQ6Bp9ZYEv0HkX0No3vJb.png" alt="" width="1170" height="825">图4-1 桌面电子时钟原理图</p> <h2><strong>4.1、电源电路</strong></h2> <p>      电源电路主要由TYPE-C接口以及电源指示灯组成，采用2Pin的TYPE-C接口，简单方便，易于焊接，R1作为电源指示灯的限流电阻，LED1作为电源指示灯，闭合开关会点亮进行提示。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/6jRC5F2m1bBiyEM7W7ukiKSkfU4RyLVhN10eMfCv.png" alt="6jRC5F2m1bBiyEM7W7ukiKSkfU4RyLVhN10eMfCv.png"></p> <p>图4-2 电源输入部分</p> <h2><strong>4.2、主控电路</strong></h2> <p>      主控单片机使用的是R7FA2E1A72DFL，工作电压在1.6V到5.5V之间，最大时钟频率为48Mhz，最大支持128-KB的FLASH，16-KB的SRAM，12位的AD转换控制器。芯片内部集成有晶振，可以无需外部晶振，同时集成触摸功能，无需触摸芯片即可实现触摸功能。</p> <p>      在电源输入部分加入100nf电容进行电源滤波，VCL引脚用于稳定内部电源的平滑电容，需要将该引脚连接应该4.7uf的电容到VSS引脚。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/BzmUMlWfUFI2xbxkCgRfO3ItyTtqX4eFLWKrzJaZ.png" alt="" width="1026" height="661">图4-3 主控电路部分</p> <h1><strong>4.3、复位电路</strong></h1> <p>      复位也叫重启，按键RST按键，主控的RST引脚被拉低，系统进入复位状态，松开RST按键，主控的RST引脚恢复高电平，系统重新进行工作状态，完成复位。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/BN84bDR2U7g9kakXDj5ChaMhTDvLi5uZEqysXOZD.png" alt="BN84bDR2U7g9kakXDj5ChaMhTDvLi5uZEqysXOZD.png"></p> <p>图4-4 复位电路部分</p> <h2><strong>4.4、启动模式选择电路</strong></h2> <p>      当BOOT1按键没有按下时，BOOT引脚为高电平，单片机进入Single-chip模式，也就是正常工作模式，当按下按键时，BOOT引脚低电平，单片机进入SCI-BOOT模式，也就是程序下载模式，所以我们可以通过这个按键控制单片机进行程序下载或者正常运行。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/0gdLzAZsyO89FD0kzrE1NaPyc31bbN5C4lbe4Rf5.png" alt="0gdLzAZsyO89FD0kzrE1NaPyc31bbN5C4lbe4Rf5.png"></p> <p>图4-5 启动模式选择电路</p> <h2><strong>4.5、触摸控制电路</strong></h2> <p>      R7FA2E1A72DFL主控芯片是带有触摸功能的，在触摸线上加入560欧的阻尼电容以及适当的电容来稳定触摸信号，其实足够灵敏和准确。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/AssegqoVkmkhF1ZzVKc78kPppv6FPFvGxYczJZwR.png" alt="AssegqoVkmkhF1ZzVKc78kPppv6FPFvGxYczJZwR.png"></p> <p>图4-6 触摸控制电路</p> <h2><strong>4.6、独立按键电路</strong></h2> <p>      采用四个按键作为时钟控制或者其余功能使用。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/deZ8ZdjduJzSHlqhwK2TRQcdfi9oeCqxD19UhWnE.png" alt="deZ8ZdjduJzSHlqhwK2TRQcdfi9oeCqxD19UhWnE.png"></p> <p>图4-7 独立按键电路</p> <h2><strong>4.7、DHT11温湿度传感器电路</strong></h2> <p>      采用DHT11温湿度传感器检测环境温湿度，DHT11是单总线通信方式，需要在总线外接一个上拉电阻，当总线闲置时，其状态为高电平。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/lUfPLvUapJFqVmXNhSUAUO5uTIfR2YbLrlYNsn2z.png" alt="lUfPLvUapJFqVmXNhSUAUO5uTIfR2YbLrlYNsn2z.png"></p> <p>图4-8 DHT11温湿度传感器电路</p> <h2><strong>4.8、无源蜂鸣器驱动电路</strong></h2> <p>      通过NPN三极管控制无源蜂鸣器的负极，R7为限流电阻，R8的作用是在芯片刚上电或断电的时候提供一个可靠的电位，防止干扰，这里的电磁无源蜂鸣器是感性负载，加入D1二极管作为续流二极管防止烧坏。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/AhYv9LdlxhOfnEkEDlQ08KKDGPSlZMWSs5romwu1.png" alt="AhYv9LdlxhOfnEkEDlQ08KKDGPSlZMWSs5romwu1.png"></p> <p>图4-9 无源蜂鸣器驱动电路</p> <h2>4.9、四位数码管驱动电路</h2> <p>      采用0.56寸共阴极数码管用于显示时间、温湿度等信息。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/KnG34mXKvIPMnUg5acNHabkJJf4ek0qa9NtFAdCJ.png" alt="KnG34mXKvIPMnUg5acNHabkJJf4ek0qa9NtFAdCJ.png"></p> <p>图4-10 四位数码管驱动电路</p> <h2>4.10、锂电池充放电部分</h2> <p>      首先是电源切换电路，通过一个P沟道的mos、一个下拉电阻以及一个二极管组成电源切换电路，当TYPE-C接口接入时，5V过来，MOS管G极电压为5V，经过一个1N5819肖特基二极管，此时VCC电压是4.4V，也就是S极4.4V，不满足导通条件，电池电源过不来。当TYPE-C接口断开，G极被下来到低，S极由于体二极管的存在，会有将近3.5V左右的电压，满足条件，此时MOS管导通，由电池来给后续电路进行供电，由于1N5819肖特基二极管的存在，电流不会反向倒灌回去。</p> <p>通过一个TP5056锂电池充电芯片给电池进行充电，当TYPE-C接口接入时，同时会给锂电池充电，确保电量充足。LED2作为充电状态指示灯，R11是充电电流反馈电阻，通过改变R11的阻值，可以改变整体的充电电流。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/LyywErdMXTLPXAygtrjtpXzjUtzpA3KqYN7ZK9aY.png" alt="LyywErdMXTLPXAygtrjtpXzjUtzpA3KqYN7ZK9aY.png"></p> <p>图4-11 锂电池充放电电路</p> <h2>4.11、串口调试接口</h2> <p>      通过2.54*4P接口将串口引脚进行引出，用于串口下载与调试。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/Zy6hnVrlMCtSO83QkQVWVbg03fKK49uB1ZCAdBMA.png" alt="Zy6hnVrlMCtSO83QkQVWVbg03fKK49uB1ZCAdBMA.png"></p> <p>图4-12 串口调试接口</p> <h2>4.12、SWD调试接口</h2> <p>      通过2.54*4P接口将SWD引脚进行引出，用于SWD模式下载与调试。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/yPwUXc3iaGgkyxSBRHHue3wiLUBsdOwojqQrvZon.png" alt="yPwUXc3iaGgkyxSBRHHue3wiLUBsdOwojqQrvZon.png"></p> <p>图4-13 SWD调试接口</p> <h2>4.13、M3铜柱接口</h2> <p>      通过四个M3的螺丝孔用于固定板子。</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/sPsoN6p0wDhm9givj0a3OxXgfYkIXekgZBiZohk9.png" alt="sPsoN6p0wDhm9givj0a3OxXgfYkIXekgZBiZohk9.png"></p> <p>图4-14 M3铜柱接口</p> <p> </p> <p> </p> <h1>五、注意事项</h1> <h2>5.1、在绘制原理图中应注意：</h2> <p>1、按模块电路划分进行绘制，注明电路功能；</p> <p>2、在图纸属性上填写刚才名称等信息；</p> <p><strong>5.2、在采购物料中应注意：</strong></p> <p>1、先筛选有库存物料，再筛选价格排序进行购买；</p> <p>2、尽量购买同一仓库物料，选择靠近的货仓，缩短交货时间；</p> <p>3、购买有多个订单时，可以通过绑定订单方式，节省运费；</p> <h2>5.3、在PCB Layout中应注意：</h2> <p>1、走线优先走直角，需要拐弯的地方以钝角或圆弧为主；</p> <p>2、添加丝印标识，注释说明接口功能；</p> <p>3、JLCJLCJLCJLC指定客编丝印可藏在器件下，成板美观；</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/HrN35l1U7i3Kg1NgLoTYN0M1TMa2oz7m3vjFqZrS.png" alt="HrN35l1U7i3Kg1NgLoTYN0M1TMa2oz7m3vjFqZrS.png"></p> <p>图5-1 PCB布局参考图</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/ARxcZ6RHaxAreUx7zMuVrdLPtNu7yxWZADo9b9hQ.png" alt="ARxcZ6RHaxAreUx7zMuVrdLPtNu7yxWZADo9b9hQ.png"></p> <p>图5-2 PCB走线参考图</p> <h2>5.4、在焊接中应注意：</h2> <p>1、在进行焊接时，可在嘉立创EDA的工具栏中点击焊接辅助工具，实时交互方便 焊接；</p> <p>2、在焊接顶层时，主控芯片建议优先焊接，避免其他器件影响焊接；</p> <p>3、焊接排针时可用一块空板或者洞洞板顶住，防止斜焊，影响使用；</p> <p>4、焊接顺序应遵循从低到高原则进行，避免影响小器件的焊接；</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/CtTlpHfbcvALrWzCg2nOp4nK1zGWds7ORlKyEZKs.png" alt="CtTlpHfbcvALrWzCg2nOp4nK1zGWds7ORlKyEZKs.png"></p> <p>图6-3 PCB空板-顶层</p> <p><img src="https://image.lceda.cn/pullimage/5WuzqPyrdvjlv2KOhXFxbimD8rQrmmusXgPsWP7h.png" alt="5WuzqPyrdvjlv2KOhXFxbimD8rQrmmusXgPsWP7h.png"></p> <p>图6-4 PCB空板-底层</p> <h2>5.5、在调试中应注意：</h2> <p>1、上电调试前应检查焊接是否有虚焊短路等问题，检查无误之后才可上电测试；</p> <p>2、使用USB转TTL串口烧录工具将程序下载到单片机，USB转TTL线的RXD端接单 片机的TXD端，TXD端接单片机的RXD端；</p> <p> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> </div>