APGC - 硬件篇（1）

APGC全称Advanced Personal Gaming Console 也是对DSP2的一种延续

其电路原理图可见立创开源广场（传送门），在之后的相关驱动代码编写中会分析其硬件电路

1. 功能分析

2. PCB 3D图如下：

3. 各部分硬件分析

　　(1) 电源管理

　　采用AXP173，该芯片集成了电源部分相关的所有功能，包括充电、放电、保护、电量统计。

　　之后将电源做如下分配，其中除了LDO1以外都可以通过软件进行管理：

　　其电源部分电路图如下：

　　电路设计按照手册标准电路进行设计，BAT_NTC通过1.25*4P的座子连接电池的NTC传感器，或者可自己额外购买，达到检测电池温度，保护电池作用，如果没有NTC，则需要把TS管脚接到地，此时禁止AXP173进行温度检测，否则系统无法启动。

　　CHGLED连接到LED用来指示当前系统状态，如充电、放电、过压、电池异常等等，详细可查看AXP173数据手册第22页。

　　PWRON为开机引脚，通过一个按键下拉到地实现对整个系统的控制，当然，如同手机电源键一样长按或者其他操作也会通过I2C与IQR终端发送给主机。

　　PWROK为电压输出完毕标识引脚，AXP173 的 PWROK 可以作为应用系统的复位信号。在 AXP173 的开机过程中，PWROK 输出低电平，当各路电源的输出电压稳定达到预设值后，PWROK 会被拉高，从而实现应用系统的上电复位。该引脚也起到保护作用，当系统处于过负载或者欠电压状态下，PWROK会立即输出低电平使系统复位。

　　VBUS连接到TYPEC的电源脚，实现TYPEC充电。

　　LDO1是一直打开且输出电流较低，所以LDO1被接到了板载的RTC芯片，保证时间准确性。

 

　　(2)主控部分

　　选择STM32H743VIT6，驱动屏幕需要有屏幕缓存，为了不在额外增加SDRAM电路，选择该芯片，该芯片具有1024kBytes的RAM，可作为屏幕缓存，选用的屏幕使用320*480的RGB屏幕，通过16位并口FMC进行驱动，我们可计算单BUFF缓存所需要的字节空间为320*480*2=307.2kBytes，所以以该芯片的RAM作为缓存可以增加至双BUFF缓存，当然单BUFF缓存也是可以的。项目大体使用LVGL进行开发，之后也会说到LVGL的相关移植。

　　主控部分的硬件电路图与普通的小系统电路别无二致，只是添加了SD卡座、SPIFLASH、LED、WS2812、无源蜂鸣器，外部按键等等，此处不在赘述具体可去立创开源广场查看全部原理图。

　　(3)远传部分

　　远传部分使用的是亿佰特的射频模块（E220-400MM22S）,该模块通过SPI进行通信，发射电流大概在100mA左右，发射功率为22dBm，通信距离在5dBi的天线增益下可达到6000m，且封装mini（10*10mm）、价格感人（￥6.9）

　　该部分电路按照其数据手册设计，其硬件电路如下图所示：

 　　其中TXEN与RXEN表示发射与接受的使能引脚，高电平有效，BUSY为状态指示，接到控制器IO口。

 
　　(4)GPS部分

　　GPS模块采用杭州中科微的ATGM336H-5N31只需较少的外围元器件便可搭建起通信电路，支持BDS/GPS/GLONASS 卫星导航系统的单系统定位，功耗较低，在连续运行的状态下电流小于25mA。其电路设计图如下所示：

 

　　(5)外部扩展接口部分

　　通过将USART通过极其先进且优雅的3.5mm耳机孔引出使的设备具有了一定的可扩展性，提供插入检测等。其原理图如下图所示：

　　其可通过串口外扩摇杆、MAX30102心率测量、温湿度测量等一系列传感器和外设，当然需要自己绘制扩展板的PCB，在扩展版上使用较为简单的单片机如103、411等进行数据处理与计算之后发送到该终端。

4.板子的焊接

　　板子整体使用四层板设计，顶层与底层走信号线，2层噗底层，3层走电源。

　　焊接时先焊接AXP173的部分，AXP173买默认输出3.3V的，在测试时可以先将电池的NTC引脚连接到地，禁用温度监测，之后插上电池，长按开关几秒之后启动，看DCDC1输出电压是否为3.3V，之后再插入USB，观察充电灯是否亮起，若亮起，则证明电源部分无误，继续焊接其他部分，其他部分正常焊接即可。