STM32应用-第6节-Lora

接上文，用USB-TTL分析了Lora模块基本功能后，就需要继续开始原理图设计了。毕竟USB-TTL难以实现模块的不同状态的配置和切换。

 STM32F103C8T6

主芯片采用常用的STM32F103C8T6，并未采用L系列。一来考虑到对芯片的熟悉程度，二来系统耗电瓶颈可能未必在MCU这里，三来考虑成本问题，因此选用了最常用的STM32F103C8T6。

电源设计

这里主要参考VDDA的电源设计，用磁珠隔离，并用1uF和0.1uF去耦。

其中磁珠可以选择常用磁珠。

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MCU设计

MCU采用STM32F103C8T6，其中Y1为RTC时钟，而Y2为主时钟。

L1为VDDA的供电电路，实际为滤波磁珠；LORA_AUX连接到WKUP，软件设计时，可以用个LORA_AUX输出高电平，实现MCU唤醒。 BAT_VOLT连接到PA1, PA1和ADIN1复用，可以用来电压采集。

U2_TXD和U2_RXD用作调试串口，用来调试打印。而ADXL345采用SPI接口，用作备用功能。ADXL345为低功耗加速度传感器，可以用在振动监测或者触发监测上。

PB10, PB11复用为I2C2_SCL和I2C2_SDA，用来连接SHT20温湿度传感器，用来读取系统温湿度。

PB12连接SHT_CTL，用来开启或者关闭温湿度传感器，平时不使用时，关闭SHT_CTL，而需要采集温度时，再开启传感器，采集温度。

PB14连接的GET_VOLT用来获取电压信息。同样，为了降低功耗，GET_VOLT平时为高电平，对应的PMOS开启，当使能时，打开PMOS，读取对应的电池电压信息。

PA9,PA10连接U1_TXD和U1_RXD，通过跳线，连接LORA模块。 MCU_LED1和MCU_LED2连接调试LED。PA12为SWDIO, PA14为SWCLK.

PB3连接ALARM，用来开启报警装置。报警装置为12V供电，以保证报警声音强度。

PB6,PB7为 I2C1_SCL和I2C1_SDA, 这里连接OLED显示屏，也同样用作调试。

BOOT0接地，工作在正常模式。

VBAT设计

VBAT为RTC后备电池。其中BAT54C在BAT1和3V3之间选通，当主电池有点时，VBAT从3V3取电，否则从BAT1取电。

Lora模块

Lora模块设计时，考虑到了可以单独供电用来调试Lora模块。调试时，目标板用5V供电，然后通过USB_TTL，可以分别调试LORA模块的休眠，唤醒以及两者之间的切换。

跳线帽J15用来单独测试LORA模块耗电情况，以便进行功耗计算。

 

 电池电量采集

BAT_VOLT采集电量，而GET_VOLT用来控制MOS开关采集电量。

Q3为SI2303，其封装如下：

 

1--G, 2---S, 3---D，NMOS， 导通时，电流从D流向S。 

GET_VOLT为低电平时，Q3截止，无法获取BAT电压；

GET_VOLT为高电平时，Q3导通，可以通过R13/R16分压，读取电池电压，并根据电压，换算电量。

SOT23封装信息如下：

 ADXL345

ADXL345采用SPI接口连接，用来读取设备振动数据。ADXL345还可以用来做跌落检测或者振动监测，具体都需要通过软件方法实现。

SHT20温湿度感应

SHT20温湿度感应为性价比较高的一种温湿度传感器，这里采用I2C接口，并且用PMOS控制设备电源开启或者关闭。

报警电路

报警电路采用升压模块，实现3.7V到12V升压，而且启动后，直接驱动蜂鸣器发声，具体功能还需要等待测试完成。其中ALARM驱动NMOS，因此为高电平启动。

备注：低电压控制高电压时，一定要采用NMOS或者NPN三极管，NMOS中，G>S启动，因此可以开启或者关闭D端电流。NPN中，B需要大于E和C，才能够达到饱和条件，因此，也可以控制5V或者12V开关。但是如果用错了管子（PMOS或者PNP），就可能会导致无法输出的现象，因为即使MCU输出到高电平，也无法达到需要关断输出的电压差。

硬件设计大致如上，具体功能还需要进一步调试验证。