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本项目是基于全志V3S的随身终端(类似MP4),命名为V3S-PI,开发板使用四层板制作,全板采用0603电容电阻,相较于0402,制作更为方便,同时成本可压缩至100以内。 项目简介 开发板选用全志V3S为主控,V3s单核Cortex-A7带有硬件浮点计算,且芯片内封64Mbyte DDR2,无需再外挂DDR2芯片,极大程度上为开发板的走线设计降低了难度。 开发板PCB实物、渲染图 开发板的外设以及功能有将近10个:获取天气、连耳机播放音乐、10M/100M以太网接口、连wifi、接入SD卡、调整屏幕亮度、按键控制、外接其他设备、1转4USB HUB...... 由于开发板设计功能繁多,为了教会大家自己DIY开发板,作者将项目整体拆分为了6大部分,分别为项目特性、 软件开源、硬件开源、软件方案 、开源网址,来对开发板整体设计进行全面介绍和详细讲解电路原理。 项目特性 1、全志V3S主控,采用单核Cortex-A7,带硬件浮点 2、芯片内封64Mbyte DDR2,无需外挂DDR2 3、支持RTL8723BS 2.4G WIFI 4、通过CH334R扩展双USB口 5、耳机接口采用V3S内置声卡 6、支持10M/100M以太网接口 7、支持SDMMC接口,用于启动系统 8、支持CH340N 串口转USB,用于连接串口终端 9、支持LRADC,四个ADC按键 10、2.4寸LCD彩屏,使用SPI接口 11、2x8扩展接口,用于扩展I2C/UART 软件开源 在目前网上资料的基础上,作者自行移植了主线内核Uboot以及root。目前仅支持SD卡以及SPI Nor启动,SPI Nand启动请不要参考当前代码。 1、UBoot快速启动:
输出的文件在源码根目录:
2、Linux快速启动:
输出的内核文件在:
输出的设备树请使用:
3、Buildroot快速启动:
输出的文件在:
硬件开源 硬件采用四层板设计,下面会将电路拆分为11部分,逐一说明。 主控部分 本项目主控采用全志V3S,需要注意的是, R3/R5电阻需使用1% ,同时,EPHY存在两组电压。 主控原理图 ADC按键 板载四个ADC按键,电压跨度为 0.2V ,通过分压电阻实现。 ADC按键 2x16 PIN扩展接口 此处通过排针, 引出了8个扩展接口 ,包含了一个串口/一个I2C总线,可用于外接其他设备。 扩展接口 辅助供电 板载四组供电芯片,分别产生3.0V、3.3V、1.8V、1.2V,其中:
三路DCDC最大输出电流2A。 辅助供电 WiFi模块 板载2.4G WIFI模块,使用RTL8723BS模块,V3S与WIFI模块之间 采用SDIO接口连接 ,引出一个 IPEX接口用于外接天线 ,R20-R27为SDIO和芯片要求的上拉电阻,C50/C51/C70为外围滤波电容,模块采用3.3V供电。 WiFi模块原理图 10/100M以太网接口 百兆以太网需要使用两组差分,分别为RX/TX差分。以太网PHY一般带自动翻转功能,所以RX/TX可以对调。V3S以太网使用电压驱动, 只需在网口变压器中心抽头处加100NF电容到地即可。 内部封装的电阻和2KV电容用于泄放主板的静电,防止高压打坏主控芯片。 R28/R29为LED限流电阻,SH1 SH2为外壳,直接接地即可。 以太网接口原理图 2.4寸LCD彩屏 2.4寸彩屏通过SPI与主控进行通信,PE8接彩屏重置线。PE9接DC用于区分数据/指令。 LEDA为背光阳极,LEDK接Q1 MOS,用于主控控制背光开关,屏幕通过焊锡焊接到PCB板上。 2.4寸LCD彩屏原理图 CH340串口转USB 使用CH340N芯片,实现串口转USB,用于电脑连接终端。 R30/R31用于确保双头TYPEC线正常供电,D1为TVS,用于保护USB接口,此处使用3.3V供电,所以CH340N的VCC和V3需要连接到一起,同时增加100nf电容。 CH340串口转USB CH334R 1转4 USB HUB 通过CH334R芯片, 实现一转四个USB Host口, 此处采用统一供电,所以VDD33与V5连接到一起即可。
CH334R原理图 耳机接口 耳机接口采用PJ-342接口,带音频和录音: PJ-342耳机接口 SD卡接口 SD卡接口用于插入MicroSD卡,R32-R36为SD卡上拉电阻,这里CLK不需要上拉,否则可能会影响SDIO通信。 SD卡接口 CH340串口转USB 软件方案主要讲这8个部分:Linux内核、2.4寸LCD彩屏驱动、USB、以太网、无线网卡RTL8723BS、ADC按键、音频播放、libcurl。 Linux内核 内核采用Linux5.15.143主线内核,在其基础上,修改了部分代码,适配V3S大部分外设。 2.4寸LCD彩屏驱动 LCD彩屏使用SPI接口与主控连接,由于各家屏幕初始化代码不同,所以st7735r.c文件在原来的基础上,我们只需修改st7735r_pipe_enable这个函数中的代码即可。
修改完成的代码参考下方文件,设备树配置参考:
除spi外,需要添加一个背光节点,这样就可以在用户层操作背光:
USB接口 设备树配置参考:
除引用节点外,一定要添加ochi/echi,不然USB插入会没有反应:
以太网 直接引用DTSI文件中的emac节点即可,设备树参考:
无线网卡RTL8723BS Linux下SDIO架构类似于USB,设备插入后,如果有对应驱动,会自动加载。 所以设备树中,我们只需要配置好MMC1接口,然后编译对应的驱动ko,在rootfs中加载即可。
编译完成的ko文件在buildroot的overlay目录下面,可以参考下方资料: r8723bs.ko就是编译完成的内核模块,此处的模块backport了5.19内核的驱动,相比于5.15的驱动 更加稳定 。 除ko文件外,此处还需要加载网卡固件,参考下方目录: 连接WIFI请参考下方脚本:
配置文件请参考下方:
音频播放 Buildroot中集成了alsa,默认声卡会静音状态,打开终端,输入alsamixer,首先解除静音。 在当前界面,选中Headphone,然后按下M键 解除静音,然后使用键盘↑,调整音量到合适大小即可,界面可参考: 调整完成后,输入mpv 文件名 --no-video,插入耳机,即可实现音乐播放:
命令提示符显示当前目录,编辑/etc/profile文件,添加一行,然后export /etc/profile重新加载配置即可:
libcurl 通过libcurl获取当前天气。程序已开源,参考文末开源网址查看。 本文转载自:https://oshwhub.com/fanhuacloud/v3s_lcd |
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