序 -- 慕司板IAP15

2013 年 8 月,在为第 11 届全国大学生电子设计竞赛准备的那个暑假, 我接触了当时宏晶(STC)最新推出的 IAP15F2K61S2(对应 STC15F2K60S2)可仿真单片机, 很快就被它的各 种新颖性能所吸引:

  • 3通道捕获/比较单元(CCP/PWM/PCA);
  • 双UART;
  • 1路SPI;
  • 8通道10位高速ADC 速度可达 30万次/秒;
  • 2K RAM、61K FLASH,可将用户程序区的程序FLASH当EEPROM使用;
  • 单片机就是仿真器: 使用普通的 USB 转串口线即在 keil 中仿真;
  • 单片机就是最小系统, 无需外部时钟和复位电路: 内部集成 MAX810 复位电路、高精度 R/C 时钟,可在下载软件中直接选择时钟频率:
  • 只需要宏晶的STC15的pdf手册和最新版下载软件(V6.79,截止到2014/09/21),即可方便的开发各种应用。新版的下载软件集成了各种STC的头文件、例程、文档下载、芯片选型等,用起来特别贴心:

2013年电子大赛准备期间,我制作了第一块IAP15F2K61S2的板子, 使用了5V的IAP15F2K61S2, 标配了NRF24L01, MPU6050, 以及为了节省引脚使用的74HC595驱动的LCD1602:

之后是又用其制作了一块四轴飞行器的飞控板, 使用了贴片44引脚的IAP15, 标配了NRF24L01, MPU6050, HMC5883 以及4路半桥电机驱动:
序 -- 慕司板IAP15_第1张图片

2014年4月末,帮助学弟参加zzu第3届航模大赛时,使用IAP15F2K61S2制作了一款可用于两轮自平衡车和四轴飞行器遥控的板子,到这时,慕司板才基本定型:
序 -- 慕司板IAP15_第2张图片

序 -- 慕司板IAP15_第3张图片

2014年6月大学毕业前夕,才真正制作了慕司板第一款较为完善的PCB:
序 -- 慕司板IAP15_第4张图片

同时邀请了室友(微博:lesshst)花了一个下午写出了串口虚拟按键打游戏的小程序:

由于Micro-USB之用了两个贴片引脚焊接, 插拔几次容易脱落, 没有设计好外部晶振电路, 以及后来发现的由于CE8301自激振荡问题导致断电升压芯片发热, 锂电池电量很快耗干的问题, 所以还需要再来一版.

后来啊, 来到北京工作了, 下班后忙里偷闲, 终于到了最后这一版,是修复了已知的BUG后的定型版:
序 -- 慕司板IAP15_第5张图片

硬件方面:

  • 44引脚的IAP15L2K61S2(3.3V MCU), 实际上后来发现直接换成引脚兼容的STC15W4K61S4没有任何问题.
  • 板载500mA.h锂电池,带充电、升压、保护电路;
  • 一根安卓数据线即可实现充电、下载、仿真等各种功能;
  • 2.2寸SPI的LCD,分辨率320 x 240, 背面带SD卡槽,可扩展FLASH字库芯片;
  • 9轴传感器(mpu6050:3轴加速度、3轴陀螺仪;HMC5883:电子罗盘);
  • 2个摇杆、10个用户自定义按键,大大提高板子的可玩性;
  • 1个NRF24L01无线模块.

    程序方面:

  • 代码自适应各种系统时钟频率;
  • 主程序0 Delay_ms(按键消抖使用定时器间隙完成);
  • 增量式编码器专题

关于IAP15的仿真:
2013年8月刚拿到IAP15这个片子时,我死活仿真不到33.1776MHz,还以为是芯片Bug,当时在博客上妄下结论,但到了2014年,一个偶然的机会我才发现,原来使用PL2303(国内山寨货)只能到6M,使用CH340却是可以仿真到33.1776MHz!困扰了我一年的问题也解决了,后来又发现仿真时串口1切换到P36/P37还可以照常使用!

演示视频:
慕司板(IAP15)演示视频—-weifengdq

慕司板不仅是一款开发板,更是一款好玩的遥控器,板载锂电池很方便户外遥控航模、两轮自平衡车、四轴飞行器、水下机器人等;液晶可用来开发如俄罗斯方块、贪食蛇等小游戏;9轴传感器、2个摇杆、10个独立按键更加提升了其在体感和娱乐方面的应用,如果你们回首往事:当初学习单片机的时候,是有一个网名weifengdq(微风电气的缩写)的家伙,这就够了!

慕司板发布时的帖子:
开源电子网(还被原子哥加了酷): 慕司板(IAP15L2K61S2),开源到底
阿莫电子论坛: 慕司板(IAP15L2K61S2),将开源进行到底
21ic电子论坛: 开源慕司板(IAP15L2K61S2)

原作于 2014年10月
CSDN发表于2016年4月
weifengdq

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