開(kāi)源MP3工程分享附PCB文件

ID:463985 · 發(fā)表于 2020-7-14 17:54

這個(gè)工程準(zhǔn)確的時(shí)間是從2019 8初開(kāi)始的，中間很多事耽擱，一方面是做這件事本身不太重視吧，感覺(jué)簡(jiǎn)單，可能只是做一個(gè)板子，但是硬件的事誰(shuí)知道呢（就像我有同學(xué)說(shuō)，昨天剛還好的代碼今天就不行了），我遇見(jiàn)的大多數(shù)情況，其實(shí)是自己不用心所致，所以呢我希望把這些經(jīng)驗(yàn)分享出來(lái)，如果對(duì)你有觸動(dòng)，想必也會(huì)減少你的損失。

由于這里時(shí)間有限，有些工作做得不是很細(xì)致，像是原件的選用，某些驅(qū)動(dòng)的移別人寫的比較亂這里就也就直接拿來(lái)用了。另外呢由于每個(gè)人的習(xí)慣不同，代碼的風(fēng)格也會(huì)有較大的差異所以，整體的代碼風(fēng)格可能不是很一致，這里希望讀者能夠理解。

首先看一下我初始時(shí)候的構(gòu)想：

大概的形式如下

其實(shí)這個(gè)和最終的實(shí)物的排版方式已經(jīng)很接近了，除了沒(méi)有加電源模塊，lcd也最終放棄了橫屏，由于驅(qū)動(dòng)的管腳有限所以就沒(méi)有選用需要驅(qū)動(dòng)管腳較多的橫屏 LCD，而是選用SPI的LCD，這樣省下了不少的管腳可以利用（最終貌似沒(méi)有用到），mcu也放棄st32f103c8t6（64K flash）專用引腳數(shù)更多的身體stm32f103rgt6（1M flash），儲(chǔ)存更大便于集成FAT，和更多的調(diào)試框架（直接用正點(diǎn)原子的usmart之類的）。

外置接口：

Uart SWD 耳機(jī)口 microusb(或可以用于USB通信) microSD

集成的功能如下

外設(shè)最終沒(méi)有集成FM和藍(lán)牙，相信以后的工程會(huì)集成更多的功能。

起初我的設(shè)想就是直接開(kāi)源，可能大家對(duì)整個(gè)項(xiàng)目感興趣很少，但是，pcb原理圖，或者是驅(qū)動(dòng)代碼等總會(huì)對(duì)大家有幫助你的。

原件的選擇

由于這里還是在驗(yàn)證階段，原件選用的原則就比較的隨意了，不用考慮原理圖，pcb布線事（最后發(fā)現(xiàn)這里是一個(gè)大坑），這里其實(shí)主要的選擇是 LCD的尺寸，以及解碼芯片的選擇，由于是市場(chǎng)上有很多的解碼芯片，有的甚至直接插上內(nèi)存卡都可以播放歌曲例如BY8001-SSOP24（淘寶有賣），但是這里希望能夠編程，并且獲得更多的功能，所以這些芯片是放棄的，另外屏幕的尺寸選擇主要兼顧顯示和性能，象stm32f1系列主頻不是很高的，越大的屏幕刷新一次的時(shí)間就越長(zhǎng)，這樣對(duì)其他硬件的影響就比較大。最終選擇如下：

（以上也算的打廣告了了吧，關(guān)鍵是我沒(méi)有網(wǎng)店啊）

LCD使用2寸屏（178*200）主要是2.4寸有點(diǎn)大，1.8又感覺(jué)很小折中之舉吧。

解碼芯片使用VS1053B：這個(gè)可以直接給音頻數(shù)據(jù)然后直接播放直接減輕了mcu的壓力。

關(guān)于flash我不知道很早的的時(shí)候買了兩個(gè)W25Q128所以這直接就選用了（還是16腳的），雖然有點(diǎn)占地方但是驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單就直接上了。

管腳的分配

這次的的管腳的分配是根據(jù)最小系統(tǒng)板的管腳進(jìn)行配置的（之后發(fā)現(xiàn)真傻，只是方便了初期的驗(yàn)證），最小系統(tǒng)板的資源分配如下：

管腳分配如下：

驗(yàn)證板將會(huì)在電路模擬中展開(kāi)。

電路的模擬

初期只是為了驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)能力所以還是在stm32f103c8t6上做驗(yàn)證，可能你會(huì)問(wèn)這么簡(jiǎn)單還要做驗(yàn)證？關(guān)鍵是我真的沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，不論是電源的選用還是管腳的驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題，最終驗(yàn)證還是發(fā)現(xiàn)了一些管腳驅(qū)動(dòng)能力的問(wèn)題，所以在管腳分配的時(shí)候標(biāo)記出來(lái)，防止畫原理圖的時(shí)候分配管腳出問(wèn)題。下面是驗(yàn)證板的樣子：

由于是手動(dòng)焊接的樣子確實(shí)有點(diǎn)挫，

二期工程里主要包含的是原件的選擇（更為細(xì)致），原理圖，PCB，封裝圖庫(kù)的完成以及第一次打樣測(cè)試（這個(gè)真的是第一次打樣的經(jīng)歷）過(guò)程，由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有錄制視頻，現(xiàn)在手里的只有一堆的電路，器件的手冊(cè)材料，以及驅(qū)動(dòng)代碼等。

貌似我github上傳的是這期的工程如果你要參考的話，我會(huì)在GitHub上更新然后區(qū)別一下版本，以及工程記錄文件。

原件的選擇（細(xì)分）

下面是有關(guān)器件的選擇以及圖片型號(hào)以及原件來(lái)源：

電阻以及電容的選擇：

晶振：3.726kHz 8MHz 12.228Hz

Mcu：stm32f103rgt6(1M flash 72MHz )

解碼芯片：VS1053B

儲(chǔ)存：MicroSD

LCD：2.0寸

按鍵：方形按鍵

LED：直接使用小的led是

耳機(jī)孔：

其他雜項(xiàng)：

原理圖及封裝圖

下面只是一些展示如果想要所有的文件工程的話呢請(qǐng)到文章的末尾找到筆者在GitHub上上傳的文件。

LED：

MicroSD：

耳機(jī)孔：

注重原理而不是電路的連接，另外多的是使用功能而不是電路的具體電流電壓屬性，由于數(shù)字的路的工作電壓的范圍變動(dòng)允許值還是比較大的，所以這里除了對(duì)電源于有要求外其余大要求不是太大，這里的電源包括了mcu的電源，LCD電源（由于LCD的背光是耗電比較大的），還有就是對(duì)于VS1053B 的專門的電源，包括1.8v的以一個(gè)IOVCC（通過(guò)電阻分壓大概3.0v）。

其實(shí)在這里比較困難的是我不確定原子給的原理圖是否可以直接用，但是由于他們出了模塊所以這里就直接使用了一些電路配置，本工程沒(méi)有使用外放說(shuō)以電路上又有一些改進(jìn)，這里在Vs1053B的配置過(guò)程中有一個(gè)管腳讓我比較長(zhǎng)困惑的是它的功能，那就是GRUND，手冊(cè)上說(shuō)在不使用的時(shí)候不能接地，但是在網(wǎng)絡(luò)上查找相關(guān)的資料以后得到的結(jié)果是，其實(shí)這是耳機(jī)的公共地，也就是耳機(jī)的地線。

下面是我電路的配置。

電源（供電給MCU 以及其部件）：通過(guò)AMS1117-3.3將5V的USB輸入轉(zhuǎn)換成3.3V供電

（3.3V的濾波電解電容改為了220uf普通電容)

LCD及供電：

(這里注意圖中BlackLight+最終的限流電阻更改成了27R，3.3V的濾波電解電容改為了220uf普通電容)

MCU電路配置：

（我已經(jīng)最大限度保持清晰了，想看原理圖的話還是在文章末尾在GitHub上找吧�。�

W25Q128以及MicoSD電路配置：

（開(kāi)始的時(shí)候我還以為MicroSD對(duì)電壓比較敏感呢，這里其實(shí)就幾個(gè)上拉電阻而已）。

Key（按鍵）:

這里的配置其實(shí)沒(méi)有加消抖電容，這是由于最終的排版的位置不夠索性就去掉了軟件處理一下問(wèn)題其實(shí)不大。

UART與SWD（仿真下載）：uart這里沒(méi)有考慮到使用的特殊情況直接沒(méi)有任何的限制，然后外接一個(gè)ch340用于調(diào)試，swd則是借鑒jtag的接法接的。

這就是一個(gè)jtag下載器的接法由于我用的是swd的下載方式其他無(wú)用的線路也就按照這里的接法拉高了。

具體的接法

重點(diǎn)來(lái)了這里是VS1053B的電路配置

VS1053B：包括VS1053B芯片周圍電源以及耳機(jī)接口

電源1.8V：

耳機(jī)接口：

好了就是所有的電路配置了，下面是一張全圖，很模糊的還是看我上傳的工程文件吧。

中間其實(shí)除了很多的狀況，這才是小白吧，不過(guò)初期遇到問(wèn)題越多也越好，這一樣以后遇到類似的問(wèn)題解決問(wèn)題的能力就能夠體現(xiàn)出來(lái)了，寫代碼也一樣啊，所以呀，一個(gè)問(wèn)題出來(lái)你還不會(huì)解決的時(shí)候就是你最好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。雖然這樣的經(jīng)歷是不是很友好的甚至你還會(huì)反感但是現(xiàn)實(shí)不就是這樣么。

在下面直接就是PCB圖了（貌似我github上傳的是這期的工程圖）

PCB:

以上就是最終的PCB的樣子了。但是這里的的問(wèn)題是：

1.屏幕接線的尺寸畫錯(cuò)了，本來(lái)0.4mm的尺寸我畫成了0.8mm以上了。

2.沒(méi)有關(guān)注高頻的線路的設(shè)計(jì)，也就是下圖的地方，下方直接就從晶振的下方穿過(guò)去了。

商家的選擇

其實(shí)這里商家的選擇很簡(jiǎn)單，便宜就行，我開(kāi)始的時(shí)候還專門整理一下價(jià)格以及他們的制程等，例如：

其實(shí)不必要這樣，你只要保證你的你的PCB線寬大于8mil，線距也大于8mil（因?yàn)榇蟛糠志€距為6mil），過(guò)孔大小大于8mil就好了，這三個(gè)條件其實(shí)我不用怎么調(diào)整對(duì)于我這樣的工程完全沒(méi)問(wèn)題。

另外第一次打樣我就被坑了，人家說(shuō)50塊（打印10片）我就給了，記住啊，普通10cm*10cm的板子1-10片都是30塊（普通價(jià)格，綠油的）。所以直接一次打印10片就好了。

工程打樣

由于我第一次畫板子所以直接翻車，下面是圖：

我主要說(shuō)我第一次板子的問(wèn)題：

1. 布線問(wèn)題

有注意到的是晶振和背面的信號(hào)干擾的問(wèn)題所以這里直接無(wú)法驅(qū)動(dòng)，要不是晶振干擾到了信號(hào)線或者反之，怎么說(shuō)吧，畫圖之前確實(shí)考慮的好好的檢查完的時(shí)候真是覺(jué) 得這第一次打樣就這樣（而且還被坑了20塊，8cm*5cm居然問(wèn)我要了50，第二次打樣花了30），還有就是Uart串口布線反了（Rx，Tx反了）這不是太大的問(wèn)題改一下布線就行。

2. LCD接口：

本著把所有的原件檢查了一遍的原則，還是沒(méi)有防止自己犯這種錯(cuò)誤簡(jiǎn)直了，把封裝的尺寸畫錯(cuò)了，管腳間距直接擴(kuò)大了一倍多，當(dāng)時(shí)拿回來(lái)整個(gè)心情就不好了，但是為了檢驗(yàn)線路正確還是焊上去了原件。

3. 晶振布局問(wèn)題（重要）

這個(gè)地方是很容易犯的，沒(méi)做過(guò)電路，還沒(méi)人帶過(guò)很容易犯這種錯(cuò)誤，在高速電路中要避免晶振下面過(guò)線，而且盡量頂層與底層走線靠近時(shí)不要平行，這些都是一般的規(guī)則，此次的布線本著的原則是很簡(jiǎn)單的直接將所有的器件連接到位能工作就萬(wàn)事大吉。

重畫PCB再次打樣

更改晶振的背部干擾的問(wèn)題