rgb珠子电压rgb珠子如何区分正负极）
工欲善其事必先利其器。学习单片机不仅需要书本的理论知识，还需要实际操作的硬件平台。不然的话，一切都是空中楼阁。除了硬件平台之外，还需要软件开发工具，用于软件开发的是Keil、IAR等。所开发的程序需要下载器将该程序下载到Flash，此时下载器也是必要的。同样，在项目开发中，可能会遇到各种各样的问题。需要调试器。
OWL Micro F1开发板是“芯知识学堂”设立以来首次发售的开发板，主控芯片采用ST的STM32F103C8T6的处理器，板搭载详细功能如下图所示。
◆传感器连接器：
板上接口默认使用搭载了MLX90614红外测温传感器的GY-906模块，从板上背面直接连接，但是考虑到现在MLX90614传感器不足，以及后续用户进行其他实验的便利特意预约了4路（0AD）C接口。这里需要说明的是，这里的PA0、PA1、PA2、PA3、SCL2、SDA2、PA和板两侧的单列针上的PA0、PA1、PA2、PA3、PB10、PB11针脚连接着，请参照原理图。
传感器接口的电源部经由p-MOS管SI2301作为传感器电源的控制开关，图中SI2301的一条腿是G极（栅极），两条腿是S极（源），三脚架是D极（漏极）。
在这里，p？MOS软管的导通和切断条件为p？MOS如果软管的G极和S极中间的电压差低于阈值，p？MOS软管的S极和D极导通。相反p？MOS管的S极和D极断开。
p-MOS根据软管的动作原理
STM32的GPIO端口输出为低电平时，p？MOS软管SI2301的GS电压差是VGS=？变成3.3V，此时SI2301成为导通状态。
STM32的GPIO端口输出高电平时，p？MOS软管SI2301的GS电压差是VGS=0V，此时SI2301是断开状态。
◆BOOT设定：
STM32F103）可以选择多个启动模式。微控制器内部Flash（最一般使用）、RAM、允许读出系统代码、程序指令并执行启动模式的理解，该“不同地址”的选择在向芯片供电（通电）之后通过自动读取BOOT0和BOOT1的销级的高低来确定芯片。这里的“不同地址”实际上是通过地址映射来实现的，并且芯片总是从启动存储器区域执行程序。举相似的例子来帮助理解。例如，询问对应的存储区域0，保存了房间号码。这个房间号码由BOOT0和BOOT1决定。房间1是内部Flash，房间2是RAM，房间3对应系统代码，在芯片上接通电源后在大厅取得房间号码，找到对应的房间号码，执行对应的程序。
开发板用引脚+短盖配置BOOT0和BOOT1，硬件的原理图如下图所示。
B0/B1与PCB板上的H短连接时，意味着拉B0/B1，此时B0/B1是高电平（1）。
B0/B1与PCB板上的L短连接时，意味着下拉B0/B1，此时B0/B1是低电平（0）。
STM32F103的启动模式与BOOT0、BOOT1的关系如下表所示。
启动模式选择BOOT0BOOT1从启动模式0任意Flash启动（默认）10系统代码ISP从启动11RAM启动
一般程序存储在Flash空间中，默认情况下Flash开始执行。ISP模式用于直接使用USB行进行串行下载。RAM主要用于调试（需要先配置相关资源）。
◆SWD下载端口
STM32支持调试功能没有差别JTAG和SWD的两个调试接口。JTAG接口是ARM初始的调试接口标准，需要20针。SWD接口只需要6个引脚。我们的开放板只支持SWD调试接口（5脚架），不支持JTAG接口。
◆复位按钮
微控制器软件复位和硬件复位这两种方法是一般的，STM32F103硬件复位信号一般加低电平有效上拉电阻（即另一端是高电平），保证一般是高电平，如下图所示：
◆ rgb 三色灯
流水灯一直是低入门学习微控制器最简单、最经典的例子，体现了微控制器最基本的功能：控制引脚输出的高低水平。该开发板上搭载有1粒rgb三色灯，三色灯采用共阳极接法，正极为3.3V，负极以1个限流电阻与STM32F103的GPIO口连接，如果控制STM32F103的对应销输出低电平，则点亮对应的灯，输出高电平，则能够关闭对应的灯。通过一定的逻辑组合，可以实现流水灯的效果。
◆功能按钮
rgb像灯一样，大部分开发板上都集成了独立的按钮。从测试代码功能来看，实际上
可以使用，按钮的使用方法也很多。这个开发板也不例外，搭载4个功能按钮用户可以使用。通常的按键和弹拨的瞬间，如下图所示，有抖动处理。
按钮抖动过程一般为5ms-10ms，如果有抖动则需要关掉抖动，否则容易导致误操作。抖动去除方法分为硬件抖动除去和软件抖动除去。软件抖动在后续的软件部分中进行说明。这里主要说明硬件抖动。该开发板的关键部分主要由一个上拉电阻和一个容量构成硬件消抖电路，其原理图和实物图如下所示。
◆可充电电池
备用电池的作用主要是STM32电源关闭时内部RTC总是正常工作。否则，断电后RTC的数据将丢失，重新启动后默认时间开始计数。一般开发板上都有备用电池，经常使用的是CR1220按钮电池。因为我们板的空间比较紧凑，我们在选择备用电池时，也考虑电池的尺寸，MS621选择这个容量5.5mAh的可充电锂电池，作为STM32的备用电池，其动作电路和实物图如下图所示：
在存在外部电压3.3V的情况下，外部3.3V也可以通过电流限制电阻R13以及整流二极管D5向STM32VBAT供给电力，并且向MS621充电。当外部3.3V段开始时，STM32由MS621供电VBIT引脚。
◆OLED连接器
OWL Micro F1开发板设计OLED模块的接口，接口的通信方式是IIC通信，与传感器接口的电源相同，OLED模块的电源部分也作为OLED模块的电源开关p？MOS）采用软管SI2301，虽然前面已经说明了控制原理，但是这里不后面叙述。OLED为了更好地支持模块，OLED在接口的正对面设计了4pIN的排母，该排母的所有销连接到GND，用户可以用于实验。
OLED模块选择中景园电子的0.91英寸OLED模块、IIC接口、分辨率128*32像素。实物图如下。
OLED关于模块的使用，在后述的软件部分中详细说明，但在此不说明。
◆无源蜂鸣器
在单片机的应用设计中，很多方案被用于蜂鸣器，大部分都是使用蜂鸣器提示和报警。比如，按钮，开始工作，工作结束，故障等等。
有源蜂鸣器如果直接连接额定电源，则可以与发声联系。无源蜂鸣器和电磁扬声器一样，通过声音输出电路进行发音。
有源蜂鸣器和无源蜂鸣器：
有源蜂鸣器内部有振动源，通电后会响。无源蜂鸣器由于内部没有振动源，所以不能用直流信号鸣叫时，必须使用一定频率的方波驱动（一般频率为2KHz-5KHz；有源蜂鸣器一般比无源蜂鸣器高，主要是因为内部有多个振动电路。
该开发板集成了无源蜂鸣器，电路设计的参考图如下所示。
由于蜂鸣器的工作电流一般较大，STM32的GPIO端口不能直接驱动，所以要用放大电路驱动，一般使用三极管放大电流即可。
晶体管的基极必须串联电阻，保护基极。即，保护STM32的GPIO端口。
基极和发射极需要串联电阻，即R11电阻，该电阻在输入为高阻态时确保切断三极管，配置的三极管受到噪声信号的影响起到误动作的作用。当输入信号不确定时，通过施加下拉电阻，可以有效地接地三极管的基极不浮于空中。
D41N4148二极管的作用主要是续流，因为蜂鸣器是感性元件，所以感性元件突然停电时会产生大的反感应电位，可能对电路中的其他电子元件造成损伤，所以将该二极管并联连接的目的是绕过该感应电位而起到保护作用。
◆锂电池充电电路
OWL Micro F1开发板上搭载了“单节锂电池充放电管理”的芯片TC4056A。它在完整的单节锂电池中采用恒定电流/恒定电压线性充电器。关于这个芯片的详细参数，请参照包含电池温度检测、缺压关闭、自动再充电、充电、指示充电完成的2个LED状态销的手册。可编程充电电流可达到1000mA。
锂离子电池的充电管理电路如下图所示。
在上面的图中，D3主要用于表示锂电池的充电状态，插入USB后，由于TC4056A的作用开始锂电池的充电，灯D3总是点亮，当锂电池满足时D3总是熄灭。R15是用于规定TC4056A的最大充电电流，是IBAT=（（VPROG/RpROG）*1200，VPROG预充电阶段时的电压为0.1V，此时电流IBAT=（0.1/1200）*1200＝0.1A。VPROG恒定电流充电时的电压为1V，此时电流IBAT=（1/1200）*1200＝1A。
锂电池因为采用了带保护板的铝包装电池，所以没有在板上追加充电保护电路。更换电池时，必须注意选择带保护板的电池。不那样做的话，有可能会发生意想不到的事情。
◆升压电路
考虑到我们的OWL Micro F1板需要适应锂电池的供电应用，标记为3.7V的锂电池的电压范围实际上是3.0V-4.2V，但是对于大多数一般的LDO或DC-DC电源芯片来说，需要得到稳定的3.3V输出电压的情况下输入电压应至少高于3.3V 100mV。锂电池电压小于3.4V时，无法获得稳定的3.3V电压，部分部件可能无法正常工作。
因此，我们OWL Micro F1开发板在电路设计中，先升压，然后再降压。当然，也有人会怀疑为什么内部不直接使用同步升压、降压一体化的电源芯片，这不是更省力吗。这个确实没有问题，也可以省去麻烦，但是我们先升压然后选择降压的方案也是为了得到经常使用的电压5V电压。这样的话，用户需要进行其他实验5V的时候就方便了。
那么，首先来看将锂电池升压到5V的电路吧。
升压芯片采用SDB628，该芯片的输入电压范围为2-24V，最高输出电压为28V，最大输出电流为2A，详情请参照芯片手册。
该芯片的可调整的输出电压的式是VOUT=VREF*（1+R1/R7），VREF的典型值是0.6V，根据原理图可以得到输出电压VOUT=0.6V*（1+88.7 K/12K）＝5.035V。大家如果需要其他电压的话，只要根据公式计算来改变R1和R7的值就可以了。
另外，在锂电池的输出端子中，追加了p-MOS软管SI2301作为锂电池的输出。细心的伙伴们可能发现了同样的SI2301，但是使用方法和以前的传感器电源控制和OLED电源控制有点不同。我们的设计是不是错了。
其实，我们这里的设计没有错，只是改变了使用方法，笔者分析了一下这部分工作的原理，大家就明白了。
当外部USB插入时，MOS管SI2301的一只（G极）和两脚（S极）之间的电压差等于SS 34的两端的电压，仅为零点数螺栓，由于不满足SI2301的D极和S极导通的条件，此时锂电池仅处于充电状态而不放电后极电路的电源完全从外部USB供给，即外部USB在给锂电池充电的同时，也向后极电路供给电力。
当外部USB被拔出时，MOS管SI2301的一只（G极）通过下拉电阻R33降低到GND，此时MOS管SI2301的两脚（S极）的电压也基本上变成GND电压，MOS管SI2301的D极和S极成为非导通状态，但是MOS管SI2301内部寄生二极管的作用MOS在管SI2301的D极和S极之间直接形成通路，由此MOS管SI2301的两脚（S极）的电压接近电池的输入电压，其一腿（G极）通过下拉电阻降低到GND的电压，生成G极和S极的电压差，该电压差比SI2301的G极阈值高，由此MOS软管SI2301的D极和S极导通。
看了这个电路的动作原理，这部分电路是不是有问题呢！？另外，图中的J6实际上是用短盖连接的，这里主要提供在进行低功率应用的电路电流测量时的便利性，其他方面不太起作用。
◆降压电路
OWL Micro F1开发板的降压部采用ME6211C33M5GLDO，该LDO的输入最大电压为6V，输出电压为3.3V固定，输出最大电流为500mA。包装采用SOT-23-5，相对节省空间，应用原理图如下图所示。
PCB板上的5V和3.3V分别设有上图的D7和D8的灯，板上的位置如下。
◆电池电量检测
OWL Micro F1开发板上的电池电量的检测主要采用相对粗糙的直接测量电池电压的方法，该方法与某些专用的电量芯片相比比较简单，但无法检测电池的实际电量主要应用于对电池电量检测精度要求不高的情况。
将两个电阻分压后的电压直接送入STM32的AD端口采集，计算出分压后的电压后，根据分压比例计算出电池的电压。开发基板上的电池电压是AD端口采集的电压的2倍。
◆外部时钟电路
时钟是微控制器的脉搏，虽然考虑到其重要性，但是微控制器需要基本的时钟拍，即时钟基准，否则定时会紊乱，完全混乱，系统会崩溃。一般来说，STM32F103芯片需要提供外部时钟源。一般情况下，如下图所示，使用8MHz无源石英晶振。
实际上，STM32F103芯片内部也有主时钟源，也是8MHz，但一般不使用外部晶体振动，主要考虑稳定性。另外，为了使用RTC（实时时钟、日历），需要提供32.768KHz的时钟源，芯片内部提供的时钟是32KHz，因为不能得到准确的时间而不是2的N次方，所以为了得到正确的时间，需要使用外部的32.768KHz的晶体振动电路设计如下图所示。
◆串行下载/调试
OWL Micro F1开发板上集成有USB旋转TTL级别的芯片CH340E，如果有该芯片，用户可以直接使用ISP串行端口下载程序，同时也可以用于串口通信的实验。CH340E的应用电路如下图所示。
CH340E此芯片的外围电路与其他同类芯片相比，简直是简单不滴的！
ISP要进行下载，首先将BOOT0设定为高电平，将BOOT1设定为低等级。也就是说，将板上的B0和H短连接，将B1和L短连接，就可以进入STM32F103下载模式。如下图所示
另外，在这里，BOOT引脚等级只在系统复位后MCU被读出，因为启动模式被决定，所以实际上不会马上进入ISP下载模式。因此，在对STM32F103进行ISP下载的情况下，需要对STM32F103进行一次手动复位。我们开发的板上设计了复位按钮，可以简单地重置STM32F103。
我们可以通过FlyMcu免费的软件下载STM32F103程序。软件接口如下图所示。
ISP下载操作的流程如下。
USB插入线条，连接电脑，安装CH340驱动。FlyMcu打开软件，搜索串行端口，并找到我们的设备COM标语。加载程序的hex文件。STMISP选项中单击“开始编程”。显示“开始连接”提示后，手动按开发板的“重置”按钮。
FlyMcu等待软件显示为：
程序下载成功后，将BOOT0设定为0，将BOOT1设定为0，如果将板复位或重新电源，程序将正常执行。
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