【开源】沁恒CH32V307母板+OPA4377运放模块

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Lonequier PCB

15873人浏览 · 2022-03-11 18:52:55

Lonequier PCB · 2022-03-11 18:52:55 发布

沁恒CH32V307VCT6母板

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//写在前面

南京沁恒微电子股份有限公司是一家国产通讯接口芯片和全栈MCU芯片公司。专注于连接技术和MCU内核研究，基于自研收发器PHY和处理器IP的全栈研发模式，取代传统的外购IP整合模式，提供以太网、蓝牙无线、USB和PCI类等接口芯片，及集成上述接口的连接型/互联型/无线型全栈MCU+单片机。在全国大学生智能车竞赛中多车编组队其中多车编队组的头车限定使用沁恒微电子的MCU作为主控，跟随车之一可以选用沁恒微电子的MCU作为主控，车模之间的通信模块限定使用沁恒公司的芯片制作的蓝牙模块，本次大赛推荐使用CH32V307VCT6作为主控，推荐CH573F作为蓝牙组网和通信，沁恒公司的大力赞助，已提供参赛组免费申请芯片。本期就位大家开源一款沁恒CH32V307VCT6的模板，希望能给大家带来帮助！

PCB电路3D效果图
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01.尺寸定义

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该PCB板框尺寸为100mm67.5mm，定位孔尺寸为90mm50mm，均匀分布在电路板的四脚。最上侧并突出FPC 1.0-18P的摄像头排线接口。

02.原理图

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该工程原理图，基于逐飞科技开源资料制作，模块通讯I/O口与开源例程完全匹配，只有电源部分采用自主设计。该原理图分为MCU模块、电源保护模块、主电源模块、舵机电源模块、摄像头电源模块、电磁采集模块、TFT彩屏显示模块、摄像头采集模块、蓝牙数据传输模块、蜂鸣器模块、按键模块、LED灯模块以及编码器、无线串口、电机PWM控制、舵机控制等接口。

03.PCB图展示

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PCB_TopLayer
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PCB_BottomLayer
该PCB电路绘制采用双层走线，TopLayer（顶层）走线中电源部分由于电流大，便采用局域铺铜连接，其他信号控制线依然常规走线。BottomLayer（底层）由于没有主电源线依然采用常规走线。TopLayer与BottomLayer间采用内径12mil，外径24mil过孔连接。

//模块介绍

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01.电源模块

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电源模块分了三部分：
①主电源（5V稳压）为电磁运放、TFT彩屏、蓝牙蜂鸣器、LED灯、编码器和无线串口供电。主电源电路采用了MP2225可调稳压电路，MP2225是高频、同步整流,降压,内置功率场效应管的开关型变换器，输入电压为4.5-18V，输出电压0.6-17V，转换效率高达97%。芯片最大电流输出为5A。根据R3与电位器RP1的阻值比得出不同的输出电压，其中电压计算公式为：R3=RP1/[(Vout/0.6)-1]，具体芯片工作原理可参考MP2225数据手册。
②同样，舵机的供电也是采用该电源芯片输出6V单独供电，由于舵机工作电流较大，为减少对控制部分影响，并将GND采用磁珠与电源总地隔离开。
③由于摄像头是主要的图像采集传感器，受电压影响较大，并且工作电压为3.3V，故单独使用MIC5205稳压模块供电，详情参考MIC5205数据手册。同样也用了磁珠对地隔离。

02.电源保护模块

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该保护电路采用N沟道场效应管LR7843的开关功能来实现整个电路的保护作用。

03.蜂鸣器模块

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蜂鸣器驱动电路采用NPN三极管的开关作用来控制蜂鸣器的工作。蜂鸣器的控制端与核心板的C13相连，高电平工作，低电平不工作。

04.按键、LED灯模块

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05.电磁采集运放模块

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电磁运放模块也是非常重要的一个模块，在摄像头无法很难处理的元素中也可以结合电磁采集来共同检测赛道元素，这样更有益于提高车速。该模块采用分离式独立插件安装，运放单独做在了一个小板上，插接到母板上，更有利于后期的使用，模块采用了OPA4377作为运放芯片，也是组委会推荐的方案。该模块的制作尺寸（20mm*30mm,输入与输出口间距1000mil）和I/O口位置完全和逐飞科技店铺相同，可以直接插接逐飞店铺的运放模组。