ESP8266物联网开发板原理图设计过程

首先是CH340G下载电路,CH340自动下载电路在前一个帖子已经分析过了,这里有一个点需要确认即可,在网上看到有的是5V供电的,有的是3.3V供电的,需要确认一下那个是合理的。

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我们直接来看CH340G的芯片手册,说明这芯片是支持3.3V和5V的。看到测试的数据,写的是5V的测试数据,说明这个芯片典型的用法的接5V,并且我们的板子设计也是通过USB供电,可以轻易得到5V电源,因此这里我们也选择使用5V供电。

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CH340C关键参数

最终设计的USB下载电路如下,选择使用CH34C的目的是可以省掉外接晶振,使得板子更小、更精致,在CH340C的VCC引脚没有接大电容的原因是因为在5V电源电路上已经有10uF的电容了,这里只设计一个0.1uF的退耦电容。在USB供电引脚上串联一个SS14的二极管是为了防止板子上的电流倒灌,导致USB口死机,为什么选择的是SS14是基于SS14的正向导通电路为1A,于下面我们将要设计的电源电路需要吻合。

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USB 下载电路


ESP8266模块供电电压为3.3VUSB输入的电压为5V,需要设计一个电压转换电路,这里采用的是最常见的AMS1117LDO芯片进行转换,因为后面的带载电路功率不大,总共有ESP8266模组、OLED、DHT11温湿度传感器。

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ESP8266芯片关键参数

芯片标称的工作电路是80mA,我们看到模块的数据

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最大传输下是170mA。

然后我们查一下OLED的功耗,最大32mA。

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ESP8266-12F关键参数

DHT11温湿度传感器功耗很小,测量功耗为0.3mA,待机才60uA。

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整个板子需要的功耗约为:ESP8266模块(170mA)+OLED显示器(32mA)+DHT11(忽略不计) = 202mA。而AMS1117可以提供的最大输出电流是1A,这足够给整个板子供电了。

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最终设计的5V转3.3V的电源稳压电路如下,在电源输入和输出都增加了一个10uF的钽电容和一个0,1uF的瓷片电容,一大一小搭配,大的滤波储能,小的退耦,目的是为了得到更加稳定的电源。同时为了能够方便地判断电源是否正常工作,在3.3V输出端增加了一个电源指示灯。

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电源稳压电路

接下来是重头戏,ESP8266最小系统电路设计,在安信可官网上找到对应的ESP8266-12F模块的应用电路图:

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要想ESP8266工作在外部Flash运行模式,GPIO0需要接到VCC,GPIO15接到GND,分别串了一个10K的电阻。复位信号NRST和使能信号EN一直置高,保证ESP8266是在工作状态的。这样上电,默认ESP8266是正常运行的。

虽然有自动下载电路,我们是使用过程中还是会经常复位ESP8266,所以这里把复位还是放出来了。

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接下是指示灯和按键,按键的引脚还是用GPIO0把,这样可以兼容上电时使得ESP8266进入BOOT模式。

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毕竟是个开发板,我们就把ESP8266所有的引脚都引出来吧,加两个排针。

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至此,ESP8266最小系统设计完成,有电源、有下载电路,可以玩起来了。但是嵌入式系统还是要有输入和输出的,这样才是一个完整的嵌入式系统,我们增加两个外设吧。输入选择的是DHT11温湿度传感器。

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ESP8266物联网开发板原理图设计过程

最后设计的电路如下:

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DHT11电路

输出选择是的OLED12864,为了设计简单,就直接选用现成的显示模块吧,简单省事,电路设计也简单。

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最终设计的电路如下:

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OLED电路

大功告成,最后原理图如下:

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最终的原理图

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