0 前言

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其硬件部分，包括3块PCB

  • pcb_touch
  • pcb_0.96_tft
  • pcb_gd32vf

还有其它两块PCB是扩展的其它版本的主控和屏幕，这部分我不关心。
下面分别看看前述的三块PCB分别包括什么。

1 pcb_touch

这一部分是触摸按键，PCB底层画了两块铜皮，顶层留了两个焊盘用来接线。具体原理我还不清楚。
这部分PCB就这么多，我们来看下一块。
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2 pcb_0.96_tft

这一块PCB包含的内容较多，需要仔细分析。

2.1 加速度计-BMA423

这是一个低功耗的三轴加速度计，支持IIC和SPI接口，原理图上使用的是IIC接口。
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2.2 按键触摸检测IC-TTP232-CA6

这是一个检查按键触摸的芯片，看来下图中的P1和P2就是连接前面PCB中的两块铜皮。
根据数据手册，下图中的C1和C3是用来调节触摸按键的灵敏度，然后按键的检测结果通过TPQ0和TPQ1引脚的高低电平反映出来。
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2.3 振动马达驱动-LN235N3T5G

这部分就是一个很简单的感性负载驱动电路，振动马达通过上图的CN2处接入电路，D3二极管起续流作用，下面通过一个用于感性负载的MOS管来驱动振动马达.
封装很小。
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2.4 电池电压检测-分压电路

VBAT经分压，取1/4VBAT送给单片机进行ADC采样。
电路看似简单，但让我学到了一些东西。
增加电容来降低等效电阻，弥补使用兆级大电阻带来的高阻抗。
就是说，单片机的AD采样会有电流，这个电流会对电阻的分压产生影响，使测得的电压不准确，而增加电容之后，可以减小电路的戴维南等效电阻，使测得的电压更准确。
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2.5 双电源管理电路

D1的作用是防止电池向USB反向供电；
Q4的作用是，在接入USB电源时，自动切断电池电源;
另外还有当VSYS对地短路时，Q4会自动关断，防止短路。
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2.6 IIC实时时钟-BM8563EMA

由于我没用过实时时钟，所以不能说太多。
这部分是大致是可以通过IIC设置和读取当前时间。
参考项目1-硬件分解 - 图14
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2.7 锂电池充电管理-TP4054

这部分是锂电池的充电管理，通过电阻R8设定了充电电流为100mA。
充电时指示灯LED1会点亮。
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2.8 板对板连接器(母)-DF40C-20DS-0.4V(51)

(BTB板对板,DF40系列,0.4间距,20PIN母座)
这种连接器我从前未见过，体积极小，很适合放在手表里。
引出了下列信号：

  • 电池充电信号-BAT CHG
  • 电池电压信号-BAT ADC
  • IIC信号线-SDA、SCL
  • 加速度传感器的两个中断信号-BMA_INT1\2
  • 实时时钟芯片的中断信号-RTC_INT
  • 振动马达的使能信号-MOTOR_EN
  • 两个触摸按键的信号-INT_TP0\1
  • LCD显示器的一系列信号
  • 电源-VSYS、VCC_mcu、VUSB、GND

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2.9 整板布局

  • LCD屏幕-左上方
  • 实时时钟-左下方
  • 锂电池管理-中上方
  • 振动马达-正中间
  • 触摸IC-中下方
  • B2B连接器-右上方
  • 加速度计-中下方右侧
  • 充电指示灯-底层最左侧

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3 pcb_gd32vf

3.1 锂电池放电管理-TPS62740DSS

这部分是锂电池放电管理电路，将电压稳定在3.3V。
这款DCDC芯片的输入电压为 2.2V 至 5.5V，支持高达300mA的输出电流。
然后就是低功耗，静态电流典型值为360nA，同时输出电流为10uA时，效率为90%！
参考项目1-硬件分解 - 图24
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3.2 USB接口-特殊

首先它使用了MF-FSMF050X-2这一款6V/500mA的自恢复保险丝，防止意外。
然后关于这个USB接口，经过1小时的查找，发现下图这款商品弹性顶针a733和直径4mm厚度1mm磁铁符合尺寸。然后可以配套用这款USB磁吸式充电线。
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3.3 FLASH存储器-MKDV1GCL-SE

这部分使用了一片片外Flash，容量为1Gb，通过SPI接口进行读写。
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3.4 单片机最小系统-GD32VF103CBT6

这部分是很普通的单片机最小系统电路。
没有使用专门的参考源，直接将VCC连接到了VDDA。
数字电源VCC与模拟电源VDDA之间用磁珠进行了隔离，保证模拟电源的稳定性。
外部高速晶振8MHz，低速晶振32.768Hz。image.png
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3.5 串口一键下载电路-CP2104-F03-GM

USB转串口的部分就不多说了，无非是将D-、D+的USB电平转换为TX、RX的TTL电平；
另外，这个电路利用了CP2104这类USB芯片的DTR和RTS来控制单片机的NRST引脚和BOOT0引脚，实现一键串口下载的功能。
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3.6 板对板连接器(公)-DF40C-20DS-0.4V(51)

这部分使用了与前面一块PCB配套的板对板连接器，小而精致。
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3.7 整板布局

  • USB转串口电路-左上角
  • 单片机最小系统-左下方
  • 锂电池升压电路-右上方
  • FLASH存储器-右下方
  • USB连接点-中上方
  • B2B连接器-右上方
  • 板对板连接器-底层左上角
  • 3.3V电压测试点-底层中间

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