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關于GD32F450VE的單車智能鎖簡易方案設計的分析和介紹

GD32MCU ? 來源:djl ? 2019-10-22 10:33 ? 次閱讀

1入手評測

GD32F450系列是GigaDevice去年推出的Cortex-M4內核的高端系列MCU,高達200MHz的主頻。縱觀同系列的M4內核MCU,單從主頻上,沒幾家達到了200MHz,當然這跟眾多因素有關。但是,不管怎么說GD這個系列達到了。同時帶了的CoreMark的673(官方)高分。不同于常常用來對比的其他競爭品牌,GD32F450不僅在主頻上有所提高,其還內置了獨立的48MHz USB專用的振蕩器。不僅省略了一顆外置晶振,也更好的解決了USB對時鐘的高要求,而其他品牌MCU在USB的使用時確實有點不方便!同時GD32F450提供了兩路OTG接口,包括一路高速(High Speed,480Mbps)。

關于GD32F450VE的單車智能鎖簡易方案設計的分析和介紹

GD32 Colibri-F450VE小紅板,依舊使用了GD之前的設計風格,板載的芯片具體型號是GD32F450VET6,引出了全部I/O,方便用戶的設計驗證。板載了GD-Link符合CMSIS-DAP下載/調試協議以及一路串口使用了芯片的串口3(PD8和PD9),外置三個用戶按鍵(一個weak Up按鍵)和三個同色LED。要說給小紅板設計一點個人意見,其實可以使用三色(GRB)LED代替獨立的同色LED,增加一個USB全速外設接口,再增加一個SPI接口的存儲芯片,這樣可玩的可能會更多一點,也不失加個傳感器?同時建議GD的引腳分布圖能夠像TI那樣給個指導手冊?

再來看看資料手冊方面,針對該小板GD給了較詳細的入手介紹資料,還有keil開發使用的芯片底層安裝包,同時給了一個基于trochili嵌入式OS的example,使用了宏定義劃分了不同的例程。沒有單個例程一個目錄,畢竟keil不支持多個工程,使用宏定義也不失為一種解決方式。

好了,關于GD450小紅板的介紹到先此為止,更詳細的介紹看其官網。

2單車智能鎖方案分析

共享單車的出現確實帶了極大的方便,本次方案的設計參考的功能是比較完善的小橙的方案,支持遠程控制、遠程監控、GPS定位、藍牙控制以及報警等功能。由于本人對電源的設計不太了解,這里就不添加太陽能的電源設計了,使用LED模擬電子鎖的打開以及閉合。由于對安卓的APP開發不了,這里的藍牙數據使用bel tools測試工具模擬,GPRS數據使用本地TCP工具模擬控制。所以標題上也加上了簡單方案設計!

根據上述的方案,以下是本次設計的設計框圖。

關于GD32F450VE的單車智能鎖簡易方案設計的分析和介紹

3方案硬件選擇及搭建

雖然進入了4G網絡時代,5G也快來臨了,但是使用時間最長的2G網絡并沒有消失,同時具有覆蓋更廣的優點,因為單車的遠程控制和監控并不需要太多的數據,同時考慮到成本,所以2G模塊還是當前大部分智能鎖的首選方案,本方案使用的也是2G模塊sim800C。關于sim800C的更多介紹,參考附件sim800C手冊介紹。

在國內,北斗的使用越來越多了,支持國貨嘛。不過GPS使用量還是很多的,同時GPS的產品更加成熟,這里選用的是常見的GPS模塊xxx。關于這兩個模塊,同類市場上也有較多的方案推出,也有集合GPRS、GPS、藍牙(主要是藍牙3.0)等一體的芯片方案,但多是通過AT命令進行通信,所以這里不再去討論他們的優劣,同時身邊也只有這兩個模塊,所以這里只是用分立模塊。

之前也有提及,上述模塊支持的更多是藍牙3.0,通過SPP profile連接通信,也是AT命令和MCU通信。這里選用了TI的藍牙4.0模塊CC2541,直接和手機進行透傳。原因很簡單,方便!同時。因為本次設計都是選用的模塊搭建的,藍牙也就不例外了。

最后看下傳感器的方案吧,傳感器在檢測非法移動,以及是否停放穩妥等可以檢測使用,并結合報警等提示使用,單車上使用的是蜂鳴器提醒,這里直接使用LED替代了。這里選擇MPU6050六軸傳感器。

電源這里直接使用5v/4A穩壓電壓,3.3v使用LDO降壓使用。

硬件清單:

項目 選型 接口 主要參數
MCU GD450 - 200M主頻
2G SIM800C UART 支持四頻段
GPS Xxx UART 精度<5m
傳感器 MPU6050 IIC 六軸
藍牙4.0 CC2541 UART <1Mb/s
鎖開關狀態 LED(替代) IO -
狀態報警 LED(替代) IO -
電源 外置AC-DC - 5V/4A

系統照:

為了方便驗證,這里直接選用各個模塊,通過杜邦線連接了。

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