温湿度项目V1.0——原理图设计

工程

1. 首先要有安装好的Altium Designer软件。
2. 新建工程，添加sch、pcb文件；新建原理图库和PCB库。
3. 画原理图之前应该要有自己的原理库，可以从自己的原理图库中拖元器件到原理图中。那么就要先画原理图库的元器件，再画该元器件的封装。将它们绑定。
4. 我们可以选择面向嘉立创开发，直接在商城中搜索该元器件，点击数据资料，把元器件的原理图和封装导出，再复制到自己的原理图中，复制到自己的封装库中。

一、电源模块

P1模块

1. P1是一个接线端子，外接12V电源。

U1模块

1. 7805是线性三端稳压器，可以将12V直流电转为5V直流电，一般输入电压范围不大于35V，输入输出压差2V，最大输出电流1.5A。网上说，使用7805降压时，负载电流不应太大，小于600mA最佳，还需增加散热片。比如负载电流为600mA时，7805的功耗P=（12-5）*0.6=4.2（W）。
   当然本设计负载电流小的一批，大胆用。
2. 输出端和输入端C3、C4的小电容作用主要是防自激振荡。
   ① 有了大电容C1、C2，小电容是可以省去的，因为7805的自激是低频的，大电容已经可以达到目的——尽管不是最佳。
   ② 另外，输入端的小电容，可以吸收进来的高频脉冲，对提高系统的抗扰能力有所帮助。
   ③ 输出端的小电容，可以作为电源退耦。这实际是设计冗余——必要的可靠性措施，还是有益的。
3. 输出端和输入端C1、C2的大电容作用主要是滤波。
   ① 输出端C1，并不要求加电容，加电容是出于负载的需要考虑，可以减小动态内阻。使用过程要注意负载大小，在空载时，容易损7805。所以，如果负载不是变动的（大电流的交流信号也算变动），则输出端的大电容可以省去，或用得较小。
   ②输入端C2，如果输入电压已经是稳定直流，用7805只是为了稳到所需的电压，则输入端的大电容可以省去。如果输入是半波整流来的，输入端电容就该较大，以确保进入的电压超过输出额定电压2.5V以上。

U2模块

1. AMS1117-3.3是输出电压为3.3V的正向低压差稳压器，将5V直流电压转成3.3V直流电提供给电路。
2. 输入端的5V以及经过7805的处理是稳定的直流，所以可以省去输入端的电容。
3. 输出端的10uf电容主要是提高纹波抑制，确保输出终端的稳定性。输出端0.1uf电容和U1模块的C4电容作用类似，设计冗余，可以不加。

小灯

1. 这个LED1灯的设计主要是用来查看电源情况的，不多赘述。

二、传感器模块

1. 如上图，传感器模块原理图来自官方的文档的推荐示例图。其中R4和R5的阻值是自己选的。
2. SCL和SDA是HS3003的I2C通讯口，接上拉电阻，这里的阻值选10K，防止经过单片机电流过大烧坏单片机，但也要保证通过的电流能驱动外设和IO口。
3. 这里的C11电容是芯片内部比较器基准电压的滤波电容。有了它能增加基准电压端的稳定性，抗干扰（滤除尖峰脉冲等）。
4. C12电容作用是防自激和滤波的作用，滤除电源的杂波和交流成分。

三、主控芯片部分

1. 主控芯片是最常用的STM32F103C8T6，首先将它的电源和地都接上。
2. Header4是最常用的2.54mm*4排针底座，是预留的Jlink烧写口，可以使用SW模式仿真和烧写程序。
3. Y1是一个常用的外部8M晶振，用来代替内部晶振，为芯片提供最高72Mhz的频率。
4. C9和C10这两个电容，和晶振构成三点式电容振荡器，C9=C10，需要和晶振的参数相匹配。具体的电容选择有公式计算，可以看相关资料。
5. 芯片电路中并联了许多电容，主要作用是退耦，必须将其分布在各个I2C的电源引脚边上才能起到相应的作用，原理图上是画在一起的，PCB布线时应放到I2C电源引脚旁边。这些电容对保证单片机以及外围器件运行的可靠性非常重要。

四、屏幕部分

1. 屏幕部分的原理图较为简单，选择使用0.96寸的OLED屏幕作为屏幕。只需要通过接口连接起来就行。这里的SDA和SCL接在硬件I2C引脚上，准备在程序中使用硬件I2C。

其他

1. 因为目前设计资源还有很多富余，可以添加按键或者引出来的端口，后续想要改装利用资源会很方便。也可以不添加。
2. 本设计用不到按钮，这个是给后续玩单片机使用的，可不添加。

完整原理图

不是专业画图的，设计中有问题，大家可以多多建议，谢谢家人们。