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#1 2020-08-15 09:17:17

迪卡
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F1C200S-PDA 硬件原理分析

本帖用来说明F1C200S-PDA的硬件原理。
为了追求简单,只有一个type-c口,再加上f1c200s的io口只有那么几个,所以硬件电路极其复杂。
再此进行分析说明,也非常欢迎大家一起探讨。

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#2 2020-08-15 09:36:04

有梦的地方
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

不介意BGA, 用X3就不复杂了。

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#3 2020-08-15 10:21:04

sea18c
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

迪卡是要榨干了F1C200S

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#4 2020-08-18 22:20:25

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

-723400202f7150cf.jpg-3e101ff0bea1ee57.jpg-2620cc4a2dc992dc.jpg

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#5 2020-08-19 09:53:33

XIVN1987
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

板子很精致,,赞

最近编辑记录 XIVN1987 (2020-08-19 09:53:41)

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#6 2020-08-20 11:35:43

wenunit
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

先顶了。。好东西。

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#7 2020-08-20 21:14:53

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

迪卡告诉你如何将24个IO塞到只有18个IO的N76E003上面
我们现在的需求是这个样子的
QQ图片20200820210658.jpg
我们先把固定不能动的画上
QQ图片20200820210758.jpg
单片机的RST复位脚只有在烧录bootloader时候才用的上,所以把F1C200S的复位脚和单片机的RST连到一起,
当烧录完N76E003后,单片机的RST脚只做IO就可以了。这样只负责控制主控是否复位。用于上位机控制复位F1C200S进入fel状态。
将检测电池电压的ADC先定下来, 毕竟支持ADC的脚不多,还有背光的PWM也先定下来,电容屏中断也找一个带中断的脚接上。
还有RY1303电源控制脚也得固定,不能复用,要不来回开关电源,可就真成了“开关电源了”
QQ图片20200820211057.jpg
初始化LCD用的SPI接口的CS脚,去和ICP烧写单片机的DAT脚复用,
尽量保证复用的脚是屏幕部分的,因为烧写bootloader时候,可以不接屏幕
因为实在不够用了,CS脚在对屏幕失效的时候,SPI的MOSI和CLK是可以复用干别的事,当作输出用。
先把对SOC的中断和SPI的MOSI复用吧。
分配到现在还剩余2个IO
QQ图片20200820211259.jpg
先看一下大概的功能,只看网络标号可能看不出来干啥用的。
QQ图片20200820211400.jpg
最后分完了。
QQ图片20200820211433.jpg

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#8 2020-08-20 21:44:46

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

写帖子时候,不能看到图片,不好说明,在此说明一下。

CH340->MCUTTL    MCUTTL->CH340
是我标注串口的习惯,免得TX RX搞反了,我直接标注谁到谁。
这个串口的用途是,
1.更新MCU的固件
N76E003出厂不内置bootloader,所以需要先用ICP烧写一下。之后就可以用串口进行烧写了。
2.调试MCU程序使用,看串口信息来调试MCU程序(在PDA已经封装成整机的情况下)
3.PC上位机通过该串口,获得版本号或是状态,可以设置让soc复位,或者让soc复位到fel模式,只要MCU能控制采集的东西,都可以搞。

BAT_ADC
单片机的ADC脚去采集电池电压,当然是电阻分压出来的,不用太精确,别太没电了就行,有个采集,在界面上可以显示下电量。
LCD_CS LCD_SDA LCD_SCL LCD_RST
这4个脚是初始化LCD显示屏用的,LCD默认是MIPI模式,需要通过SPI接口去初始化变成RGB模式。我也不懂为啥屏厂对SPI脚的命名方式和I2C一样
ICP_DAT   ICP_CLK   ICP_RST
这3个脚是烧录单片机用的,ICP烧录接口,包括复位
在这里,LCD_CS和ICP_DAT复用了,但没有问题;在烧录bootloader的时候,屏幕排线是不插的。
SW  A  B
这3个脚是滚轮编码器的3个脚,我接了中断脚。这个滚轮编码器真是漂亮啊,但是也真贵 9块钱一个!
CTP_EINT
这个脚是电容屏触摸中断脚,我已经用单片机试过了,如果你用手摸电容板的话,这个脚会一直脉冲输出,哪怕我以最快的速度点一下屏幕,都好几十个中断。
长按一会就好多万。
我是通过单片机转一下这个中断,再到F1C200S。F1C200S的SOCEINT检测到中断后,先I2C读N76E003,到底是哪个脚发生了中断。
TWI0_SDA  TWI0_SCK
这两个脚就是上面说的,F1C200S要I2C去读单片机,到底是什么中断发生了。还可以通过I2C去读电池电压等,去设置屏幕PWM背光,亮屏关屏等MCU可以干的事。
SOCEINT
F1C200S只剩下这一个中断脚了,所以我这相当于用N76E003做了一个中断控制器。emmmm....(N76E003AQ20:"你是想累死谁!!")
EMMC_EN
这个脚用来控制EMMC的使能,因为F1C200S复位后,如果识别到sdio里又固件,就直接运行了,我们的操作就是让F1C200S访问不到SDIO设备。这样F1C200S就能复位进入到fel模式了。
CTP_RST  WIFI_INT
CTP_RST这个就是电容屏的复位脚了,其实不接也行,但有人说,有时候万一它不好用了,复位一下就好了。
WIFI_INT是ESP8266在下载固件时候需要用到的,其实不接也行的,软件驱动方面改一改,我就没有接,也没有改,就能跑起来,啊哈哈。
LCD_PWM
背光调节
CH_USB
看过上面功能图的应该知道,这个脚是用来控制USB的交叉开关的,
1.可以将GL852给F1C200S用,PC还能继续使用串口去看F1C200S的串口终端。
2.可以将GL825给PC用,这样所有USB设备都由PC控制,F1C200S是slave模式。当然,模式的切换我是考虑用一个隐形的IO,毕竟1片N76E003可以模拟很多个PCF8574
SOC_RESET
F1C200S的复位脚,在烧写时候,复位也无所谓,不用管SOC,之后MCU就控制F1C200S复位就好了(N76E003:"mmp,还让我当复位芯片")
RY1303_EN
这次更改,我的电源直接从BAT上取,控制1.2 2.5 3.3的电压输出和关闭,(MCU是独立供电,不受影响)

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#9 2020-08-20 21:52:53

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

关于PDA的结构,还是采用叠PCB板的方式,在最顶部和最底部使用电梯里常见的亚克力广告贴,
这样边缘看起啦不太好看,那就选了装修用的U型不锈钢条做包边处理,对于开孔,只需开一个USB,一个type-C,一个编码器即可。
根据难度,买一台手动钻台,当手动雕刻机用。
上一U型条的图片,
O1CN01AOfNWn25YuUua0yCV_!!59757539_jpg_400x400.jpg

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#10 2020-08-21 09:08:48

stackoverF
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

请问楼主用的是哪家的屏幕,可否提供链接:)

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#11 2020-11-15 21:30:29

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

emmm,鸽了两个月,我又回来了,
再回首原理图,发现了一些,还是再改一改。

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#12 2020-11-15 21:38:11

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

最难搞定的就是IO的分配,每个小功能倒是能确定的了。
一个一个来。先从电容触摸屏开始。
##############
####电容触摸#####
##############
QQ截图20201115213155.png
I2C接口是连接F1C200S和N76E003和AXP199还有这个电容触摸的,还有摄像头!!!。
供电取自N76E003的供电,因为主控有掉电状态,考虑可以双击触摸屏来启动相关操作。
N76E003的供电直接来自电池然后LDO3.3

CTP_EINT是触摸中断,当你的手点到屏幕时,会持续触发中断,你快速的点一下,就能达到几十甚至上百个中断。
我将中断连接到N76E003,而不是给F1C200S,因为F1C200S只有1个脚可以用来做中断了。
N76E003也起到中断控制器的作用......任务艰巨,不仅管按键,还管电源,还管中断。
CTP_RST是电容触摸的复位,这个无关紧要,但还是加上,所以给到了AXP199去控制。

最近编辑记录 迪卡 (2020-11-15 21:51:50)

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#13 2020-11-15 21:48:08

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

##############
#####显示屏#####
##############
QQ截图20201115214023.png
显示屏部分呢,用的是一个MIPI+RGB的显示屏,按照配置接法是RGB模式。
供电来自AXP199的3.3V,和SOC的3.3V共用,
这个屏需要初始化,
涉及
LCD_CS
LCD_SCL
LCD_SDA
实际上呀,他是按照SPI走的,但屏厂为啥按照I2C的命名就不懂了。不管它,反正按照屏厂的初始化代码拉IO就行了。
LCD_RST是复位屏控制器的,这种无关紧要的我就给到AXP199去控制。
QQ截图20201115214126.png
背光,一定要注意输出端用的电容耐压值,
这个升压能达到50V,!!!
电源来自AXP199的IPSOUT,背光控制由N76E003来控制,因为AXP199的PWM的高电平是2.5V.

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#14 2020-11-15 21:56:09

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

##############
#####摄像头#####
##############
QQ截图20201115214917.png

摄像头的电源也是AXP199的3.3V和SOC共用。
直接用OV5640好了,因为之前群里有人说调通了。

I2C接口,就贯穿整个板子...不用解释,地址有没有重复的没有确认过,不过摄像头、触摸屏、AXP199应该不会重吧。
CSI_RST复位,也同样扔给了AXP199。

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#15 2020-11-15 22:01:15

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

##############
#####存储#####
##############
QQ截图20201115215626.png
画了3个,一个是TF卡槽,一个是SD NAND ,一个是EMMC。
我打算是用EMMC,3个封装打算重叠画,
QQ截图20201115220054.png
测试过EMMC速度很快,哈哈。
关于sunxi-fel模式,我需要屏蔽掉flash,那么我打算将CMD拉低
我就用N76E003去开漏输出,拉低CMD。
电源就是AXP199的3.3V和SOC共用

最近编辑记录 迪卡 (2020-11-15 22:03:17)

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#16 2020-11-15 22:05:55

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

##############
#####接口#####
##############
QQ截图20201115220338.png
整个PDA,只有两个接口哈,
一个是type-C,
用来充电,
串口调试F1C200s
串口调试N76E003
给F1C200S烧录程序
给F1C200S的emmc烧录程序,更新固件。
USB连接F1C200S做数据传输。

一个是大口USB,
就是F1C200S的USB做host模式。
我这次不给F1C用hub了,这样就节省了4个交叉开关,而且USB可以接USB转以太网!!!!

电源输出部分做了控制电压输出。

最近编辑记录 迪卡 (2020-11-15 22:08:14)

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#17 2020-11-15 22:14:40

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

##############
#####电源管理#####
##############
QQ截图20201115220859.png

3路DCDC电压固定,给F1C200S用
1路LDO是3V给AVCC用。
啊!!关于LDO3的分配我还没有分配好,

PowerKey是按键,连接N76E003开漏输出,用来操作开关机。
PowerOK是开机结束,电压输出稳定标志,由N76E003捕捉。
IRQ是中断,由N76E003负责。
那8个IO,到后面再分析。

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#18 2020-11-15 22:23:31

迪卡
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

##############
#####USB HUB#####
##############
QQ截图20201115222056.png
hub只给PC用,一个CH340,一个蓝牙USB声卡,一个连接到交叉开关到F1C200S。
QQ截图20201115222237.png

使用CH340的RTS来决定是连接的F1C200S还N76E003

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#19 2020-11-15 22:34:23

stephone
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

太久没上来了,冒个泡:lol

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#20 2020-11-17 13:27:20

willX
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

这个牛逼了,感觉迪卡的硬件功力响当当啊。加油!

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#21 2020-11-18 09:52:48

Gentlepig
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

原理图用kicad画的?pcb用ad画?

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#22 2020-11-23 09:22:05

frog007
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Re: F1C200S-PDA 硬件原理分析

太厉害了, 学习了

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