STM32F103RBT6开发板电路设计详解

11 下载量 127 浏览量 更新于2024-12-20 1 收藏 655KB ZIP 举报
资源摘要信息:"stm32f103rbt6开发板-电路方案" 1. 开发板概述:本开发板基于stm32f103rbt6主控芯片,为开发者提供了一个紧凑且规范的电路布局方案。主控芯片stm32f103rbt6是一款性能强大的ARM Cortex-M3微控制器,适用于广泛的应用场景,包括工业控制、医疗设备、消费类电子产品等。 2. IO引出设计:开发板引出了除GPIO_D以外的所有IO,方便开发者进行接口扩展和功能开发。IO引出采用Px_L/Px_H的命名方式,有助于快速识别和使用对应的引脚功能。 3. 硬件排针设计:开发板的单排排针位于板子两侧,便于与外部模块或接口进行连接,提供灵活的扩展能力。 4. 插件元件设计:除stm32f103rbt6芯片以外的所有元件都设计为插件形式,这样的设计不仅方便元件的更换和维护,还便于开发者根据需要进行自定义升级或扩展。 5. BOOT引脚设计:开发板的BOOT0引脚连接了10K的上拉电阻并接地,这样的设计意味着开发板在上电复位时默认进入用户程序运行模式,而不是引导加载模式。 6. LED指示灯设计:开发板在PD2引脚连接了LED指示灯,但该引脚并未引出,可能是为了节省空间或者考虑布线的整洁性。开发者在实际使用中可能需要自行引出此LED进行相关的指示功能。 7. 原理图设计:虽然原理图的设计相对简单,但它包含了所有的电路连接和元件布局信息。开发者可以参考原理图进行电路的分析和进一步的设计工作。由于原理图的设计简洁,即使是初学者也能够尝试自行绘制,从而加深对电路设计的理解。 8. 开发板相关资源:提供的压缩包文件包含了相关的电路图和PCB布板文件,这些资源对于开发者理解和复制本开发板的设计至关重要。文件名称列表中包含有图片和PCB设计文件,方便开发者查看和使用。 9. 电路方案的意义:一个成熟的电路方案对于提升开发效率、降低设计难度和加快产品上市时间有着显著的作用。本开发板的电路方案为开发者提供了一个可靠的参考,可以在其基础上进行二次开发,快速构建自己的产品原型。 10. 应用领域:由于stm32f103rbt6强大的性能和丰富的外设支持,该开发板可以应用于多种领域,包括但不限于自动化控制、智能家居、机器人技术、医疗设备、传感器网络等。开发板的紧凑设计和灵活扩展能力使其成为研发和教学的优选。 总结:本开发板提供了一个以stm32f103rbt6为核心的电路方案,通过规范化的设计和精心布局,为开发者提供了一个高效可靠的硬件开发平台。开发者可以根据自己的需求,通过引出所有IO和灵活的元件插件设计,对开发板进行二次开发和扩展,以满足不同应用场景的需求。提供的原理图和PCB设计文件,进一步降低了开发者的门槛,使得对电路设计不熟悉的开发者也能够快速上手。
2021-04-20 上传
本设计提出一种基于WIFI的微型四轴飞行器,实现数据高速度传输,实时控制微型四轴飞行器的飞行速度、姿态,提高微型四轴飞行器的可靠性。 为达到上述目的,本实用新型采用的具体技术方案如下: 一种基于WIFI的微型四轴飞行器,包括安装主体,其关键在于,所述安装主体上包围设置有四个旋臂,四个所述旋臂处于同一水平面且整体呈“X”形,在靠近所述旋臂的端部均设有一个直流电机,所述直流电机的转轴上安装有旋翼;所述安装主体为一电路安装腔,该电路安装腔内设有微控制器,所述微控制器分别与四个所述旋臂上的电机连接,在所述微控制器上连接WIFI通信模块,所述微控制器经WIFI通信模块与飞行控制系统连通。 采用上述方案,四个旋臂处于同一水平面且整体呈“X”形,并通过设置在旋臂的端部直流电机实现飞行,其中,相邻两个直流电机的旋转方向相反,相对两个直流电机旋转方向相同,通过调节4个电机的转速来改变旋翼转速,以实现微型四轴飞行器空间6个运动自由度,即分别沿X、Y、Z坐标轴作平移和旋转运动,以及4个可以控制的基本运动状态,即上下飞行、前后飞行、滚转飞行和偏航飞行;通过WIFI通信模块,微控制器与飞行控制系统之间实现无线通讯,飞行数据实现高速度传输,飞行控制系统对微型四轴飞行器实现实时控制,减少了微型四轴飞行器和其他物体发生碰撞,提高了微型四轴飞行器的安全性和可靠性。 进一步描述,所述微控制器上连接有陀螺仪传感器、加速度及磁力传感器、LED状态显示模块以及飞行姿态显示模块。 采用上述方案,根据陀螺仪传感器、加速度及磁力传感器确定实时监测飞行器相对于标准的X、Y、Z坐标轴的偏离,同时检测飞行器的加速度和飞行方向,并结合四元数得到欧拉角,从而得出飞行姿态参数,同时通过LED状态显示模块和飞行姿态显示模块实时显示出来。 再进一步描述,为了提高数据处理速率,所述微控制器为嵌入式微控制器,所述微控制器采用LPC2124芯片。 再进一步描述,所述陀螺仪传感器为三轴陀螺仪传感器,所述陀螺仪传感器采用FXAS21002芯片,该芯片小型、功耗低,该陀螺仪传感器的芯片经SPI接口与所述微控制器相连,传输数据块,实时性好。 再进一步描述,所述加速度及磁力传感器采用FXOS8700CQ芯片,将加速度传感器和磁力传感器合二为一,大大降低了飞行器的载重,并且根据该传感器可以飞行器的加速度及方向,有效监管飞行器的飞行状态,所述加速度及磁力传感器的芯片采用SPI接口与所述微控制器相连。 再进一步描述,所述WIFI通信模块采用RN1723模块,该模块是一款独立的、内嵌2.4GHzIEEE802.11b/g模块,其集成了晶振、电压调节器、匹配电路、功率放大器等。并支持Infrastructure与SoftAp网络模式,内置网络应用程序:TCP,UDP,DHCP,DNS,ARP,HTTP客户端与FTP客户端。板载TCP/IP网络协议栈以及唯一的MAC地址。支持UART通信接口,使用简单的AT命令字与外部微处理器进行读写操作。考虑到该模块如果采用外部天线,不仅其重量增加,并且也影响飞行器的正常飞行。因此在所述WIFI通信模块的电路板上设置有板载天线,提高了WIFI通信模块的通信可靠性,并降低了飞行器的载重。 再进一步描述,由于飞行器要在空中完成各种飞行姿态,则飞行器上的所有结构器件均需要连接牢固,则在所述电路安装腔内设置有电路板固定装置,为了防尘防水,在所述电路安装腔上还设置有电路板隔离装置,其中电路板隔离装置为包裹在安装主体上的薄膜或者透明塑料板,从而延长飞行器的使用寿命,其中薄膜重量轻,不会大幅度增加飞行器载重,而透明塑料板使用时间长,不会经常更换,使用方便。 本实用新型的有益效果:通过在微型四轴飞行器上设置WIFI通信模块,使飞行器与飞行控制系统连通,实现实时控制,减少控制延时而造成的损伤;并且在电路板上设置板载天线,既提高了传输速度,并且载重小;根据陀螺仪传感器、加速度及磁力传感器确定实时监测飞行器相对于标准的X、Y、Z坐标轴的偏离,同时检测飞行器的加速度和飞行方向,并结合四元数得到欧拉角,从而得出飞行姿态参数,同时通过LED状态显示模块和飞行姿态显示模块实时显示出来;并在飞行器上设置电路板固定装置,使飞行更加可靠;在飞行器上设置电路板隔离装置,防尘防水,延长了飞行器的使用寿命。 本实用新型的工作原理:微型四轴飞行器通过WIFI通信模块与飞行控制系统连通,微控制器采集油门、航向、滚转、俯仰信号,并通过WIFI通信模块传送到飞行控制系统,飞行控制系统发出控制信号,致使微型四轴飞行器控制四个直流电机旋转,实现微型四轴飞行器垂直上升、垂直下降、向左移动、向右移动、向前移动、向后移动、翻转飞行、测向飞行、自由悬停、紧急停机等,在飞行过程中,LED状态显示模块显示无线通信状态、飞行器启动状态、紧急停机状态