UINIO 系列开源硬件概览

UINIO-MCU-RP2040 核心板

UINIO-MCU-RP2040 是一款基于树莓派 RP2040 微控制器的核心板,该主控芯片采用 ARM Cortex-M0+ 双核心,运行频率高达 133MHz,片上内置有 264KB 容量的 SRAM 内存,并且能够外接高达 16MB 容量的片外 Flash 闪存(通过专用的 QSPI 总线进行连接),并且还集成有 DMA 控制器,以及 30 个 GPIO 引脚(其中 4 个可用作模拟输入)。除此之外,片上还拥有 2 个 UART 控制器、2 个 SPI 控制器、2 个 I²C 控制器,以及 16 个 PWM 通道。同时还支持 USB 1.1 设备和主机模式,以及 USB 大容量存储启动模式和拖放式编程。

设计概要

  1. Flash 存储芯片采用了更加小巧的 WSON8 封装;
  2. 添加 SOD123 封装的肖特基势垒二极管,用于防止正负级错误的反接;
  3. 预留有 2mm 的固定螺丝孔,便于安装至 3D 打印外壳,或者搭建成套的产品原型;
  4. 添加了用于全局异步复位的 RESET 按钮(低电平有效),便于在上电状态进行复位操作以及更新固件;
  5. 引出了官方 Pico 开发板没有的 GPIO23GPIO24 两个引脚资源,并且在 GPIO25 引脚采用了与 Pico 相同的测试用 LED 发光二极管;
  6. 由于 ADC 引脚内部集成有连接至 IOVDD3.3V)的反向二极管,所以采用了 FET 场效应管 DMG1012T 防止在 RP2040 没有上电的时候,这些引脚上施加的电压通过 ADC3 引脚泄露到 3.3V 电源网络;

注意: 核心板引脚顺序并不完全兼容官方的 Raspberry Pi Pico 开发板。

固件更新

UINIO-MCU-RP2040 的固件更新操作流程如下面步骤所示:

  1. 按住 BOOT 按键不放,将核心板的 Type-C 接口连接到电脑的;
  2. 等待 1 秒钟之后,松开 BOOT 按键,此时计算机会自动将 UINIO-MCU-RP2040 识别为可移动磁盘;
  3. 将等待下载的固件拖动或者复制到该可移动磁盘当中,此时 RP2040 主控会自动重启并且加载固件;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-MCU-RP2040 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

UINIO-MCU-STM32L051K8U6 核心板

UINIO-MCU-STM32L051K8U6 是一款基于意法半导体 STM32L051K8 系列低功耗微控制器的核心板电路设计,该款主控芯片采用 LQFP32 封装,基于 ARM Cortex-M0+ 架构,片上内置有 64 KbytesFlash 存储器,以及 8 KbytesRAM 存储器。

设计概要

  1. 采用 16 Pin 规格的 USB Type-C 接口;
  2. 已经将 STM32L051K8 微控制器的 28GPIO 引脚资源悉数引出;
  3. 预留有 SOIC 封装的 W25Q 型 Flash 存储器焊接位置(可选);
  4. 预留有 3215 封装 32.768KHz 频率贴片晶振的焊接位置(可选);
  5. 单独提供有 4 线制 SWD 下载接口,便于快速与 DAP-Link 连接调试;
  6. 添加了 Imax750mA 的自恢复保险丝,防止后级操作短路损毁芯片;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-MCU-STM32L051K8U6 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

  1. 《意法半导体 STM32F103 标准库典型实例》
  2. 《基于 HAL 与 LL 的 STM32F401 开发实践》
  3. 《ARM 调试工具 UINIO-DAP-Link 应用详解》
  4. 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》

UINIO-MCU-STM32F103C8T6 核心板

UINIO-MCU-STM32F103C8T6 是一款基于 意法半导体 LQFP48 封装的 STM3232F103C8T6 微控制器的核心板电路设计,该微控制器基于 ARM Cortex-M3 内核架构,主频可以达到 72MHz,片上载有 64KB 容量的 Flash 存储器和 20Kbytes 的 SRAM 存储器,并且拥有 3 组 USART,以及 CAN 接口、USB2.0 全速接口、12 位分辨率 ADC/DAC,整体上属于外设资源比较完善的高性价比主控芯片产品。

设计概要

  1. 引出了意法半导体 STM32F103C8T6 型微控制器上面的全部 GPIO 引脚资源;
  2. 单独提供有四线制的 SWD 下载接口,便于快速与 UINIO-DAP-Link 建立连接;
  3. 分别使用了 8MHz32.768KHz 两枚贴片晶振作为系统外部时钟与实时时钟;
  4. 板载 BOOT0BOOT1 两枚启动配置按钮,以及一枚 NRST 复位按钮;
  5. 模拟电源引脚 VDDA 使用了对 100Mhz 高频杂散信号存在 1KΩ 阻抗的磁珠进行单点接地;

启动配置

UINIO-MCU-STM32F103C8T6 通过板载的 BOOT0BOOT1 两枚按钮来配置启动方式,默认情况下是从片上的 Flash 闪存进行启动,具体的配置信息可以参见下表:

BOOT0 BOOT1 启动方式
0 X 片上 Flash 闪存
1 0 系统存储器/ISP
1 1 片上 SRAM 静态随机存储器

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-MCU-STM32F103C8T6 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

  1. 《意法半导体 STM32F103C8T6 标准库典型实例》
  2. 《ARM 调试工具 UINIO-DAP-Link 应用详解》
  3. 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》

UINIO-MCU-STM32F401CCU6 核心板

UINIO-MCU-STM32F401CCU6 是一款基于 意法半导体 UFQFPN48 封装的 STM32F401CCU6 微控制器的核心板电路设计,该微控制器基于 ARM Cortex-M4 内核架构,主频可以达到 72MHz,片上载有 256KB 容量的 Flash 存储器和 64Kbytes 的 SRAM 存储器,并且拥有 3 组 USART 和 3 组 I²C 接口,以及 4 组 SPI 接口与 USB2.0 全速控制器、12 位分辨率的 ADC/DAC 转换器,整体上属于高性价比、高性能的主控芯片产品。

注意:相比较于采用 ARM Cortex-M3 内核架构的 STM32F103C8T6 等产品,使用 ARM Cortex-M4 内核的 STM32F401CCU6 携带有浮点计算单元(FPU,Float Point Unit),在处理数学计算时能够大幅度提升运算性能。

设计概要

  1. 引出了意法半导体 STM32F401CCU6 型微控制器上面的全部 GPIO 引脚资源;
  2. 单独提供有四线制的 SWD 下载接口,便于快速与 UINIO-DAP-Link 建立连接;
  3. 分别使用了 8MHz32.768KHz 两枚贴片晶振作为系统外部时钟与实时时钟;
  4. 板载 BOOT0BOOT1 两枚启动配置按钮,以及一枚 NRST 复位按钮;
  5. 模拟电源引脚 VDDA 使用了对 100Mhz 高频杂散信号存在 1KΩ 阻抗的磁珠进行单点接地;

启动配置

UINIO-MCU-STM32F401CCU6 通过板载的 BOOT0BOOT1 两枚按钮来配置启动方式,默认情况下是从片上的 Flash 闪存进行启动,具体的配置信息可以参见下表:

BOOT0 BOOT1 启动方式
0 X 片上 Flash 闪存
1 0 系统存储器/ISP
1 1 片上 SRAM 静态随机存储器

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-MCU-STM32F401CCU6 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

  1. 《基于 HAL 与 LL 的 UINIO-MCU-STM32F401 开发实践》
  2. 《ARM 调试工具 UINIO-DAP-Link 应用详解》
  3. 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》

UINIO-MCU-GD32F350RBT6 核心板

UINIO-MCU-GD32F350RBT6 是一款基于 兆易创新 国产 LQFP64 封装的 GD32F350RBT6 微控制器的核心板电路设计,该微控制器基于 ARM Cortex-M4 内核架构,主频高达 108MHz,片上载有 128K 容量的 Flash 存储器,以及 16K 的 SRAM 存储器,并且各拥有 2 组 USARTI2CSPI,以及 1 组 I2S12 位 ADC12 位 DAC,同时支持 USB 2.0 FS OTG 协议,总体上属于 GPIO 引脚数量较多,但是外设资源有所取舍的主控芯片产品。

注意:相比较于采用 ARM Cortex-M3 内核架构的 GD32F103C8T6 等产品,使用 ARM Cortex-M4 内核的 GD32F350RBT6 携带有浮点计算单元(FPU,Float Point Unit),在处理数学计算时能够大幅度提升运算性能。

启动配置

UINIO-MCU-STM32F401CCU6 通过板载 BOOT0 按钮和用户选项字节 BOOT1_n 位来配置启动方式,默认情况下是从片上的 Flash 闪存进行启动,具体的配置信息可以参见下表:

BOOT0 BOOT1_n 启动方式
0 X 片上 Flash 闪存
1 0 系统存储器/ISP
1 1 片上 SRAM 静态随机存储器

设计概要

  1. 引出了兆易创新 GD32F350RBT6 型微控制器上面的全部 GPIO 引脚资源;
  2. 单独提供有四线制的 SWD 下载接口,便于快速与 UINIO-DAP-Link 建立连接;
  3. 分别使用了 8MHz32.768KHz 两枚贴片晶振作为系统外部时钟与实时时钟;
  4. 板载一枚 BOOT0 启动配置按钮,以及一枚 NRST 复位按钮;
  5. 模拟电源引脚 VDDA 使用了对 100Mhz 高频杂散信号存在 1KΩ 阻抗的磁珠进行单点接地;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-MCU-GD32F350RBT6 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

  1. 《兆易创新 UINIO-MCU-GD32 标准库开发指南》
  2. 《ARM 调试工具 UINIO-DAP-Link 应用详解》
  3. 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》

UINIO-MCU-ESP32S3 核心板

UINIO-MCU-ESP32S3 是一款采用 上海乐鑫科技 ESP32-S3 微控制器的核心板电路设计,该微控制器基于 Xtensa® dual-core 32-bit LX7 架构,拥有 45 个 GPIO 接口,主频高达 240MHz,同时具备 2.4GHz Wi-FiBluetooth5 两种物联网接入能力。片上载有 384KB 容量的 ROM,以及 512KB 容量的 SRAM16KB 容量的 RTCSRAM

设计概要

  • 完整兼容官方的 Arduino-ESP32 板级支持包;
  • 采用 LDO 低压差线性稳压芯片 ME6211C33M5G 提供 3.3V 电源;
  • 预留 TQFN 封装的 USB 转 UART 串口芯片 CH343P 位置,可以按需进行贴装,不贴装时可以采用右上角的 4 线杜邦针外接串口下载模块;
  • 预留有 2.4G 微带天线 π 型阻抗匹配电路位置,如果对于信号的收发功率没有严格要求,则可以将位号为 L1 的串联电感替换为 0R 电阻;
  • 预留有 5 个 1mm 沉头螺丝开孔,可以用于固定主板和外壳;

注意事项

  1. 上电之前不能下拉 IO9/BOOT 的电平状态,否则 ESP32-S3 将会进入下载模式
  2. IO8 引脚默认进行了上拉,因为如果其为低电平状态,则不能使用串口进行固件下载;
  3. GPIO11 默认为 SPI 接口 Flash 存储器的 VDD 引脚,需要配置之后才能作为 GPIO 使用;
  4. 外置的 W25Q128JVSSIQ 型 Flash 存储器,其 VDD 已经连接至 3.3V 电源,使用时无需再行配置,Flash 采用普通的两线制 SPI 总线进行通信;
  5. IO12IO13QIO 模式下被复用为 SPI 信号线 SPIHDSPIWP,本开发板采用两线制 SPI 的 DIO 模式,使用时需要注意将 Flash 配置为 DIO 模式;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-MCU-ESP32S3 开源项目提供有如下一系列技术参考资料:

  1. 《UINIO-MCU-ESP32 核心板电路设计》
  2. 《基于 UINIO-MCU-ESP32 的 Arduino 进阶教程》
  3. 《运用 U8G2 与 TFT_eSPI 玩转 UINIO-Monitor 显示屏》
  4. 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》

UINIO-MCU-ESP32C3 核心板

UINIO-MCU-ESP32C3 是一款采用 上海乐鑫科技 ESP32-C3 微控制器的核心板电路设计,该微控制器基于开源的 RISC-V 指令集,主频高达 160MHz,并且同时具备有 2.4GHz Wi-FiBluetooth5 两种无线接入能力。片上载有 384KB 容量的 ROM,以及 400KB 容量的 SRAM8KB 容量的 RTCSRAM

设计概要

  • 完整兼容官方的 Arduino-ESP32 板级支持包;
  • 采用 LDO 低压差线性稳压芯片 ME6211C33M5G 提供 3.3V 电源;
  • 预留 TQFN 封装的 USB 转 UART 串口芯片 CH343P 位置,可以按需进行贴装,不贴装时可以采用右上角的 4 线杜邦针外接串口下载模块;
  • 预留有 2.4G 微带天线 π 型阻抗匹配电路位置,如果对于信号的收发功率没有严格要求,则可以将位号为 L1 的串联电感替换为 0R 电阻;
  • 预留有 4 个 1mm 沉头螺丝开孔,可以用于固定核心板;

注意事项

  1. 上电之前不能下拉 IO9/BOOT 的电平状态,否则 ESP32-C3 将会进入下载模式
  2. IO8 引脚默认进行了上拉,因为如果其为低电平状态,则不能使用串口进行固件下载;
  3. GPIO11 默认为 SPI 接口 Flash 存储器的 VDD 引脚,需要配置之后才能作为 GPIO 使用;
  4. 外置的 W25Q128JVSSIQ 型 Flash 存储器,其 VDD 已经连接至 3.3V 电源,使用时无需再行配置,Flash 采用普通的两线制 SPI 总线进行通信;
  5. IO12IO13QIO 模式下被复用为 SPI 信号线 SPIHDSPIWP,本开发板采用两线制 SPI 的 DIO 模式,使用时需要注意将 Flash 配置为 DIO 模式;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-MCU-ESP32C3 开源项目提供有如下一系列技术参考资料:

  1. 《UINIO-MCU-ESP32 核心板电路设计》
  2. 《基于 UINIO-MCU-ESP32 的 Arduino 进阶教程》
  3. 《运用 U8G2 与 TFT_eSPI 玩转 UINIO-Monitor 显示屏》
  4. 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》

UINIO-USB-Serial 串行协议转换器

UINIO-USB-Serial 是一款基于沁恒高速 USB 2.0 转接芯片 CH347T 的 USB 串行协议转换工具,支持 USB 接口转 GPIOUARTI²CSPIJTAG, 可以用于调试 3.3V 电平的微控制器与外设的通信,也可以配合使用 UINIO-Signal-Translator 完成 3.3V1.8V 的高速信号转换,从而实现对 FPGA 芯片的调试与下载。

设计概要

  1. 主控芯片 CH347T 采用了易于购买的 TSSOP20 封装;
  2. 工作模式采用 P1P2 排针的跳线帽进行配置;
  3. 添加有 5 个 1mm 直径固定螺丝孔,方便与外壳进行固定组装;
  4. 分类引出了 UART1 和 UART2、SPI、I²C、JTAG 五条通信总线的排针,配置好工作模式之后就可以快速接线使用;
  5. 配合 UINIO-Signal-Translator 可以将电平信号转换为 FPGA 芯片常用的 1.8V

工作模式简介

UINIO-USB-Serial 可以支持下面的四种工作模式:

  1. USB ➞ UART:支持两路 UART 串行接口,每一路的波特率最高可以达到 9Mbps
  2. USB ➞ I²C:处于 I²C 主设备模式,支持 4 种传输速度。
  3. USB ➞ SPI:处于 SPI 主设备模式,最高频率可以达到 36MHz,并且支持 2 路片选信号线,可以分时操作两个 SPI 从设备。
  4. USB ➞ JTAG:支持标准四线 JTAG 协议,最高频率可以达到 18Mbit/s

工作模式配置

这些模式分别由 CH347TDTR1RTS1 引脚的电平状态进行控制:

排针 P1 排针 P2 工作模式
低电平 低电平 UART1 + JTAG
高电平 高电平 UART1 + UART0
高电平 低电平 UART1 + SPI + I2C (HID)
低电平 高电平 UART1 + SPI + I2C (VCP)

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-USB-Serial 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

UINIO-USB-UART 串口调试器

UINIO-USB-UART 是一款分别基于苏州沁恒 CH343P美国芯科 CP2102 芯片的 USBUART 的开源串口调试器电路设计,两款芯片都可以稳定的支持 921600 波特率通信。

设计概要

  1. 板载 RXDTXD 的信号读写指示灯;
  2. 引出了包括串口硬件流控信号线在内的全部片上资源;
  3. 增加 1206 封装的自恢复保险丝,为后级电路提供短接保护;
  4. 使用 16 PinUSB Type-C 接口,并且采用了 PCB 拼板设计;
  5. 预留有 1mm 的固定螺丝孔,便于安装至 3D 打印外壳,或者搭建成套的产品原型;
  6. 通过为 UINIO-USB-UART-CH343PVIN 引脚提供参考电压,可以调整 UART 收发的电平信号幅值。

参考技术文档

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UINIO-Storage 低速存储器模组

UINIO-Storage 是一款同时支持 EEPROMFlashMicroSD 三种类型存储器的多功能模组,采用了拼板设计,每一片模组都添加有独立的 1mm 直径固定螺丝孔,可以单独拆分进行使用。

应用介绍

  1. EEPROM 存储器 AT24Cxxx:支持 SOIC 和 TSSOP 两种封装形式,使用 I²C 总线通信。
  2. Flash 存储器 W25Qxxx:支持 SOIC 和 WSON 两种封装形式,使用 SPI 总线通信。
  3. MicroSD 读卡器:同时支持 SPISDIO 两种通信方式,独立 5V 线性稳压芯片供电,支持读写大容量 TF 卡。

注意: 针对每个模组都进行了单独的分区覆铜,其中两片 AT24Cxxx EEPROM 模组分别被配置为不同的 I²C 地址。

设计概要

  1. 每一片模组都单独添加有 1mm 直径的固定螺丝孔;
  2. 每一片模组的 3.3V 外部供电端都添加了 0.1uF 滤波电容;
  3. 已经为 EEPROM 存储器的 I²C 总线添加了 10KΩ 的上拉电阻;
  4. 为了提升 MicroSD 读卡器 在读取大容量存储卡时的电流驱动能力,单独添加了一枚 3.3V 线性稳压芯片进行供电;
  5. 配合串行协议转换器 UINIO-USB-Serial 以及相应的上位机程序,可以方便的对模组上的存储器进行读写操作;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-Storage 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

UINIO-Signal-Translator 电平转换器

UINIO-Signal-Translator 是一款基于德州仪器 TSSOP 封装的 TXS0108 以及 TXB0108 的双向电平信号转换器模组,适用于漏极开路或者推挽输出的应用,支持 1.8V2.5V3.3V5V 等常见信号电平之间的相互转换。

设计概要

  1. 输出使能端 OE 需要通过跳线帽进行配置;
  2. 分别为参考电压 A 与参考电压 B 添加了 LED 指示灯;
  3. 增加了 4 个 1mm 直径固定螺丝孔,方便与外壳进行固定组装;
  4. 转换芯片均采用易于购买的 TSSOP20 封装,可以按需使用 TXS0108 或者 TXB0108
  5. 可以配合串行协议转换器 UINIO-USB-Serial 使用,用于调试 1.8V 电平信号的 FPGA 芯片外设;

输入输出参数

  • TXB0108VCCA 端电压 1.2V ~ 3.6VVCCB 端电压 1.65V ~ 5.5V,使能端 OE 高电平有效。不能用于 I²C 的开漏输出,只适用于 UARTSPI 总线通信场景。
  • TXS0108VCCA 端电压 1.4V ~ 3.6VVCCB 端电压 1.65V ~ 5.5V,使能端 OE 高电平有效,同时支持开漏与推挽输出(推挽模式下最大数据速率可以达到 110Mbps,开漏模式下则只能达到 1.2Mbps),可以同时适用于 UARTI²CSPI 等总线通信场景。

注意TXS0108TXB0108 两款芯片只能完成逻辑电平信号的转换,其驱动能力较小,并不具备带负载能力。

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-Signal-Translator 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

UINIO-Peg-Board 洞洞实验板

UINIO-Peg-Board 是一款长度宽度均等于 10cm,焊盘间距保持在 2.54mm 的万用 PCB 洞洞实验板,可以用来方便的搭建一些接插元件测试电路。

设计概要

  1. 板框上下左右四个角上都分别制作有 3cm 的固定螺丝孔;
  2. PCB 板框的 4 个边角分别进行了 5cm 直径的圆角处理;
  3. 建议使用黑色磨砂材质的阻焊油墨,打样之后的视觉效果更佳;
  4. 工程的 Edge 目录下面是使用 FreeCAD 绘制的板框;
  5. 通过修改洞洞板 UinIO.com 丝印下面的 Version 1.0.1 版本号,可以规避 PCB 制造工厂的光绘文件重复性检查;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-Peg-Board 开源项目提供有如下一系列技术参考资料:

  1. 《PCB 基本布线规范与设计原则》
  2. 《开源 EDA 工具 KiCad 6.0 电路设计小书》
  3. 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》

UINIO-Monitor 显示屏幕模组

UINIO-Monitor 是一款同时拼接了 0.96 英寸 LCD 显示屏ST7735160×80)、0.96 英寸 OLED 显示屏SSD1315128×64)、1.3 英寸 LCD 显示屏ST7789240×240)、2.4 英寸 LCD 显示屏ST7789240×320)、1.69 英寸 LCD 显示屏ST7789240×280) 的五合一屏幕驱动电路设计。

设计概要

  1. 采用 FreeCAD 绘制了合理并且美观的板框(长度与宽度均小于或等于 10cmm);
  2. 分别提供有 4 个 1mm 直径螺丝孔,便于安装至其它结构件,快速搭建出产品原型;
  3. LCD 屏幕的外接引脚线序全部保持统一,并且重要的丝印信息会同时标注在 PCB 的顶层底层
  4. PCB 板载 0.5mm 间距的 FPC 柔性排线连接器,同时还引出了 2.54mm 间距的直插排针,便于通过杜邦线快速搭建实验电路;
  5. 由于 OLED 屏幕的功耗相对较小,因而采用了 300mA 输出的线性稳压芯片 XC6206P332MR;而功耗相对较大的 LCD 屏幕,则统一采用 ME6211C33M5G-N 线性稳压芯片;

注意事项

  1. 工程的 CAD 目录下,保存的是 FreeCAD 绘制的 PCB 板框草图文件;
  2. 工程的 3D Models 文件夹,保存的是 LCD 和 OLED 裸屏的 3D 模型 FreeCAD 源文件;
  3. 工程的 Reference 目录下提供了裸屏相关的数据手册以及参考原理图;
  4. 0.96 英寸 OLED 显示屏 同时兼容采用 SSD1306SSD1315 两款驱动芯片的屏幕;
  5. 由于 XC6206P332MR 电源正负极反接时,极易导致线性稳压芯片烧毁,所以串联 SOD-323 封装的肖特基二极管防止反接;
  6. 当使用 ArduinoU8g2 库驱动 0.96 英寸 OLED 显示屏 的时候,必须焊接上 R20 电阻,而 R19 电阻位置可以留空;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-Monitor 开源项目提供有如下一系列技术参考资料:

  1. 《基于 UINIO-MCU-ESP32 的 Arduino 进阶教程》
  2. 《运用 U8G2 与 TFT_eSPI 玩转 UINIO-Monitor 显示屏》
  3. 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》

UINIO-Logic-24MHz 逻辑分析仪

UINIO-Logic-24MHz 是一款基于英飞凌(已收购赛普拉斯 Cypress)的 CY7C68013AUSB2.0 控制器,以及 Sigork 开源固件方案的逻辑分析仪电路设计。拥有 24MHz 采样频率,以及 8 个采样通道。

设计概要

  1. 采用 USB Type-C 接口,以及 10 Pin 的牛角插座;
  2. CY7C68013A 型 USB 控制器芯片采用了体积较小的 QFN56 封装;
  3. AT24C64 微芯 EEPROM 存储器芯片同样采用体积小巧的 TSSOP8 封装;
  4. 板载 24MHz 无源贴片晶振,阻容贴片元件全部采用 0402 的小规格封装;
  5. 增加具有三态输出功能的 74HC245 八路信号收发器,提升信号采集的稳定性;
  6. 低压差线性稳压器可以灵活选用 ME6211C33M5G 或者 A6303AE5R-33ASOT23-5 封装的 LDO 芯片;

注意事项

  • LED 指示灯 D2 连接至 CY7C68013APA0 引脚,而 D3 则被连接至 PA1 引脚;
  • 需要结合 Sigork 的开源固件 sigrok-firmware-fx2lafw,并且搭配 PulseView 上位机协同使用;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-Logic-24MHz 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

UINIO-Keyboard 多功能输入模组

UINIO-Keyboard 是一款基于江苏恒沁 CH452 的 64 位键盘输入装置,采用两线制的 I²C 总线通信接口,并且外扩有日本阿尔卑斯阿尔派(ALPSALPINE) 的 3 枚 EC11 旋转编码器、以及 1 枚 RKJXV 模拟量碳膜摇杆,基本覆盖了嵌入式开发当中主流的实体输入方案。

设计概要

  1. 添加了六个 3mm 直径开孔,便于安装铜柱
  2. 键盘统一采用 3 × 4 × 2.5 规格的四脚贴片按键;
  3. 碳膜摇杆可以替换为国产的 广东控银 JP13 型摇杆;
  4. 键盘旋转编码器模拟量摇杆分别拥有各自独立的 LED 电源指示灯;
  5. 关于 64 位键盘的具体键位编码,可以参考官方的《数码管驱动及键盘控制芯片 CH452》 数据手册;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-Keyboard 开源项目提供了如下参考技术资料:

UINIO-DAP-Link 下载调试器

UINIO-DAP-Link 是一款基于 ARM DAP Link 开源固件的硬件下载调试电路设计,采用了 LQFP48 封装的 STM32F103CBT6 或者 STM32F103C8T6 微控制器作为主控芯片,同时也兼容其它 Pin to PinCortex-M3 微控制器(需要自行调整固件)。

设计概要

  1. 采用 USB Type-C 接口以及 3225 封装的贴片晶振;
  2. 提供 SWD/JTAG 转换板,以及清晰合理的符号标识;
  3. 低压差线性稳压器 LDO 调整为 ME6211C33M5G 方案;
  4. 兼容 ARMmbed DAPLink 提供的 REL v0257 最新版本固件;
  5. 预留 1mm2mm 直径固定螺丝孔,方便与外壳进行固定;
  6. 工程中的 Firmware 目录提供有已编译的最新 DAPLink 0258 版本固件的 Bootloader 以及 Interface

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 为 UINIO-DAP-Link 开源项目提供了如下一系列技术参考资料:

UINIO-Cubic-Prism 分光棱镜显示器

UINIO-Cubic-Prism 是一款基于 上海乐鑫科技 ESP32-PICO-D4 主控芯片,以及日本 TDK 株式会社MPU6050 加速度传感器的分光棱镜显示设备。

工程目录说明

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├─Documents               电路原理图以及动态 BOM 文件
├─CAD 3D 打印模型文件
│ ├─GCode Cura 切片文件,仅适用于型号为 Vyper 的 3D 打印机
│ └─STL 模型 STL 文件
├─Firmware 开源固件
├─Gerbers 用于加工 PCB 电路板的光绘文件
├─Images README 图片素材
├─Libraries KiCAD 原理图库、封装库、3D 模型库
│ ├─Uinika.3D
│ └─Uinio.Footprint
└─Tools 固件烧写工具、屏幕共享工具、图片格式转换工具

注意:该工程分别在 USB Type-CCC1CC2 引脚,添加了 R13R14 两枚下拉电阻(原始开源项目缺失),从而能够支持 USBPD 快充协议。

设计概要

  • 天线屏蔽使用 2 排接地过孔(省略了阻抗匹配电路);
  • 完全兼容 Github 上的 HoloCubic_AIO 固件及其相关工具;
  • 电路原理图进行了重绘,同时 PCB 也重新进行了手工布线,尽可能多的采用大面积铺铜;
  • 更换了 TF 卡插座为更加便宜并且比较容易购买的封装形式;
  • 同时提供有 AMS1117-3.3ME6211C33M5G 两款线性稳压器芯片的屏幕显示模组,便于拼板打样;
  • 屏幕扩展板主板所使用线性稳压芯片的 3.3V 完全隔离(多个稳压器不能像原始开源项目当中那样,被简单的并联起来使用);
  • 屏幕扩展板主板采用 10cm 长度的 8Pin 同向 FPC 软排线进行连接;

参考技术文档

UinIO.com 电子技术实验室 提供有 UINIO-Cubic-Prism 开源项目的 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》,以及如下一系列相关技术的参考资料:

  1. 《UINIO-MCU-ESP32 核心板电路设计》
  2. 《基于 UINIO-MCU-ESP32 的 Arduino 进阶教程》
  3. 《运用 U8G2 与 TFT_eSPI 玩转 UINIO-Monitor 显示屏》
  4. 《BOM 交互式物料清单与 PCB 布线在线预览》

CAD 外壳模型

工程当中的 CAD 目录,是专门为 UINIO-Cubic-Prism 重新设计的 3D 打印外壳模型,可以精确适配本项目的 PCB 板框;分光棱镜分别采用左右两个延伸柱进行固定,免去使用胶水粘结到屏幕上的麻烦。

CAD 模型被划分为上下两个部分(对应 FreeCAD 工程当中的 BaseCover 两个零件),分别用于安装主板屏幕扩展板

CAD 外壳模型的分光棱镜倾斜角度,被提高至 30° 度,从而改善水平放置在桌面时的可视角度。同时对模型底部进行了掏空处理,提升主板的散热能力,同时也便于插拔 TF 卡。

RGB 发光二极管对应的外壳位置,专门进行了削薄处理,便于启动时观察其工作状态。左右两侧预留有 2mm 直径的沉头螺丝开孔以及相应的装饰盖(需要使用胶水粘接)。

固件与工具

名称 下载地址 描述
HoloCubic AIO https://github.com/ClimbSnail/HoloCubic_AIO 兼容 UINIO-Cubic-Prism 的开源固件。
HoloCubic AIO Tool https://github.com/ClimbSnail/HoloCubic_AIO_Tool 固件烧录工具、图片与视频转换工具。
LVGL Image Converter https://github.com/W-Mai/lvgl_image_converter 基于 LVGL 的图片转换工具。
ESP32 投屏工具 https://gitee.com/superddg123/esp32-TFT/tree/master 运行在电脑上的 ESP32 投屏上位机。
天气时钟 API https://www.tianqiapi.com/ 内置的天气时钟 API 服务申请地址。

UINIO 系列开源硬件概览

http://www.uinio.com/my/projects.html

作者

Hank

发布于

2024-04-18

更新于

2024-04-18

许可协议