一、主控单元:
主控单元基于意法半导体公司的STM32F103C8T6单片机进行设计。STM32F103C8T6DE 内核为ARM Cortex-M3;最大主频:72MHz ;工作电压范围:2V~3.6V ;程序存储容量:64KB; 程序存储器类型:FLASH ;RAM总容量:20KB; GPIO端口数量:37 ;封装为LQFP-48;串行单线调试(SWD)和JTAG接口调试模式;7个定时器;2个I2C接口(支持SMBus/PMBus);3个USART接口(支持ISO7816接口,LIN,IrDA接口和调制解调控制);2个SPI接口(18M位/秒);1个CAN接口(2.0B主动)。
二、MPU单元:
MPU单元基于MPU6050设计。 MPU6050是美国InvenSense公司的一款6轴运动处理传感器。它集成了 3 轴 MEMS 陀螺仪、3 轴 MEMS 加速度计、一个数字运动处理器 DMP(Digital Motion Processor)以及一个温度传感器。MPU6050可连接一个第三方的数字传感器,比如磁力计。扩展之后就可以输出一个 9 轴的信号。MPU-60X0 也可以连接非惯性的数字传感器,比如压力传感器。
MPU6050 对陀螺仪和加速度计分别用了三个 16 位的 ADC,将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。为了精确跟踪快速和慢速的运动,传感器的测量范围都是用户可控的,陀螺仪可测范围为±250,±500,±1000,±2000°/秒(dps),加速度计可测范围为±2,±4,±8,±16g。
MPU6050接口方式为400kHz 的 I2C 接口。芯片尺寸 4×4×0.9mm,采用 QFN 封装(无引线方形封装)。
MPU6050通过I2C接口与STM32F103C8T6相连,如下图说示:
三、传感器单元:
传感器采用BMP280。BMP280是一种专为移动应用而设计的绝对气压传感器。传感器模块安装在一个非常紧凑的封装件中。它的小尺寸和低功耗允许在电池驱动的设备上实现,如手机、GPS模块或手表。作为其前身BMP180,BMP280是基于博世经过验证的压阻压力传感器技术,具有高精度和线性、长期稳定性和高EMC鲁棒性。许多设备操作选项提供了最高的灵活性,以优化设备的功耗、分辨率和过滤器性能。向开发人员提供了一组经过测试的默认设置,例如用例,以便使设计尽可能简单。
BMP280通过SPI接口与STM32F103C8T6相连,如下所示:
四、WIFI通讯单元:
WiFi通讯基于ESP-12F无线通讯模块设计。ESP-12F是基于ESP8266设计的PCB天线wifi模组,主频支持80MHz和160MHz,支持RTOS,集成wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA,外接弹簧天线,支持标准IEEE802.11b/g/n协议,完整的TCP/IP协议栈。
五、3D PCB效果图: