[问答]

怎样去设计一种基于STM32F103C8T6的无线遥控器呢

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 怎样去设计一种基于STM32F103C8T6的无线遥控器呢？有哪些设计步骤呢？ 0
2021-12-17 06:55:19　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答江左盟该类别下有 32 个回答。邀请回答爱与友人该类别下有 32 个回答。邀请回答举报哥儿相关推荐 • 请问怎样去设计一种STM32F103C8T6最小系统电路 1850 • 怎样去设计一种基于stm32f103c8t6的贪吃蛇小游戏呢 1332 • 怎样去设计一种基于STM32F103C8T6的户外环境监测系统呢 1394 • 如何去实现一种基于STM32f103c8t6的简易示波器呢 1862 • 怎样使用STM32F103C8T6微控制器去点亮LED灯呢 2560 • 基于STM32F103C8T6的嵌入式服务机器人体感遥控器设计 5216 • 如何去实现一种基于STM32的万能红外遥控器设计呢 1465 • 怎样去新建一种STM32F103C8T6工程呢 1319 • 怎样去搭建一种stm32f103c8t6工程模板呢 1217 • 怎样去使用STM32F103C8T6开发板最小系统板呢 2457 1个回答

1.遥控器简介

火星科技基于ARM Cotex-M3内核72M主频的STM32F103C8T6自主设计的一款10通道遥控器，其外形参考XBOX游戏手柄外观结构设计，小巧精致。外围硬件主要有白色OLED、高频头接口（可以适应对应接口的多种无线模块）、五项按键（抛去传统的轻触按键）、蜂鸣器、MPU6050陀螺仪重力传感器、RGB全彩LED指示灯、档位开关、拨轮、USB、W25QXX外部Flash芯片、RTC实时时钟、摇杆、两路串口预留、电源管理等等。

图1-2背面实物图

图1-3系统框图

图1-4原理图

图1-5 PCB尺寸及元件位置图正面

图1-6 PCB尺寸及元件位置图背面

MARS-STM32遥控器元件清单
Comment	Description	_Value	_Degree	Designator	Footprint	Pins	Quantity	LibRef	Message
CAPN	瓷片电容	0.1uF	>10V	C2, C4, C6, C7, C8, C10, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C19, C20, C21	FY-0603_C	2	15	CAPN
CAPN	瓷片电容	12pF	>10V	C9, C11	FY-0603_C	2	2	CAPN
CAPN	瓷片电容	2.2nF	>10V	C5	FY-0603_C	2	1	CAPN
Inductor	电感	10uH		L1	FY-0603_L	2	1	Inductor	电感可以用0-10R电阻替代
LED_R	LED_R			D2	FY-0603_LED_R	2	1	LED_R
RES	电阻	1.5K	5%	R8, R9	FY-0603_R	2	2	RES
RES	电阻	100K	1%	R24, R25	FY-0603_R	2	2	RES
RES	电阻	100R	5%	R3	FY-0603_R	2	1	RES
RES	电阻	10K	1%	R4, R5, R10, R11, R12, R13	FY-0603_R	2	6	RES
RES	电阻	10K	5%	R6, R15, R18, R19, R21	FY-0603_R	2	5	RES
RES	电阻	10R	1%	R32, R33	FY-0603_R	2	2	RES
RES	电阻	1K	5%	R7	FY-0603_R	2	1	RES
RES	电阻	1M	5%	R20	FY-0603_R	2	1	RES
RES	电阻	22K	1%	R22, R23	FY-0603_R	2	2	RES
RES	电阻	22R	5%	R14, R16	FY-0603_R	2	2	RES
RES	电阻	24K	1%	R28, R29	FY-0603_R	2	2	RES
RES	电阻	4.7K	5%	R1, R2, R17	FY-0603_R	2	3	RES
RES	电阻	51K	1%	R26, R27	FY-0603_R	2	2	RES
RES	电阻	9.1K	1%	R30, R31	FY-0603_R	2	2	RES
CAPN	瓷片电容	10uF	>10V	C18	FY-0805_C	2	1	CAPN
CAPN	瓷片电容	47uF	>10V	C1, C3	FY-1206_C	2	2	CAPN	使用10UF 0805电容可以替代
BELL	蜂鸣器	3V	9mm	LS1	FY-BELL_9MM	2	1	BELL
CR1220	电子座	3V	CR1220	BT1	FY-CR1220	2	1	CR1220
1N4148	二极管			D4, D5	FY-D_MELF_1206	2	2	DIODE
H4X1	H4X1			P4	FY-H1.25-1X4A	4	1	H4X1
H4X1	H4X1			P3, P5	FY-H1.25-1X4W	4	2	H4X1
JOYSTICK	摇杆			R34, R35	FY-JOYSTICK	6	2	JOYSTICK
KEY6-5-10*10	KEY6-5-10*10			KEY1, KEY2	FY-KEY5-SMD-10109	6	2	KEY6-5-10*10
LED_RGB[5050]-4	LED			D3	FY-LED_RGB[5050]-4	4	1	LED_RGB[5050]-4
STM32F103C8T6	单片机			U5	FY-LQFP-48	48	1	STM32F103C8T6
NRF24L01_MODULE	射频模块			U7	FY-NRF24L01_MODULE1	8	1	NRF24L01_MODULE
OLED_MODULE	OLED_IIC模块			P2	FY-OLED_IIC	4	1	OLED_IIC
PH2X1	PH2X1			PH1	FY-PH2.0_2AW	2	1	PH2X1
POT	电位器	10K	20%	RP1, RP2	FY-POT-BKP2	3	2	POT
MPU6050	陀螺仪芯片			U3	FY-QFN24 4*4	24	1	MPU6050
SS14	二极管			D1	FY-SMA	2	1	DIODE	使用0-10R电阻可以替代
W25X16	存储芯片			U6	FY-SO-8W_5*5	8	1	W25Q16BV
HT7133	电源芯片			U1	FY-SOT89M	3	1	HT7133	电源芯片二选一，优先选择662K
ME6206A33M3G	电源芯片			U2	FY-SOT-23-3	3	1	ME6206A33M3G
SS8050	三极管	1.5A		Q1	FY-SOT-23-3	3	1	SS8050
LTC4054	充电芯片			U4	FY-SOT-23-5	5	1	LTC4054
SW_2	SW_2			S1, S3	FY-SW-SMD6	6	2	SW_2
SW3-8	SW3-8			S2	FY-SW-SMD8	8	1	SW3-8
USB_MICRO	USB_MICRO			P1	FY-USB_MIC_V2	5	1	USB_MICRO
XTAL	晶振体	8M	20ppm	Y1	FY-XTAL_CT3P	2	1	XTAL
XTAL	晶振体	32.768K		Y2	FY-XTAL_YZ2*6	2	1	XTAL

图1-7 主界面

图1-8 主菜单

图1-9 舵量显示

图1-10设置界面1

图1-11 设置界面2

图1-12 版本信息和无线参数

图1-13 恢复出厂和无线配对

2.硬件详解

图2-1 STM32F103C8T6最小系统
主控使用的是性价比非常高的32位的STM32F103C8T6，具有 20KB SRAM、64KB FLASH、7 个定时器、7 通道 DMA 控制器、2 个 SPI、2 个 IIC、3 个串口、1 个 USB 全速接口、1 个 CAN 接口、2 个 12 位 ADC、以及 35 个通用 IO 口等。该芯片外设丰富、功能强大，也是最常见的芯片之一。在这么多外设里面遥控器主要用到了有Flash编程、DMA、SPI、IIC、串口、USB、ADC、通用IO、定时器等。其中ADC主要用来采集摇杆、段位、拨轮的通道数据和电池电压；串口用到了串口3和串口1，分别预留出来了端子可以扩展应用；IIC是用软件模拟IIC，主要用来驱动OLED和MPU6050，SPI是用来驱动无线模块和外部Flash芯片。
主晶振采用的是小体积的8MHz的村田3脚贴片晶振，内部自带有20pF电容，通过单片机倍频到72MHz作为主时钟。RTC晶振使用的是圆柱2脚32.768KHz的直插晶振。
2.2电源部分

2.1MCU主控部分

图2-1 STM32F103C8T6最小系统
主控使用的是性价比非常高的32位的STM32F103C8T6，具有 20KB SRAM、64KB FLASH、7 个定时器、7 通道 DMA 控制器、2 个 SPI、2 个 IIC、3 个串口、1 个 USB 全速接口、1 个 CAN 接口、2 个 12 位 ADC、以及 35 个通用 IO 口等。该芯片外设丰富、功能强大，也是最常见的芯片之一。在这么多外设里面遥控器主要用到了有Flash编程、DMA、SPI、IIC、串口、USB、ADC、通用IO、定时器等。其中ADC主要用来采集摇杆、段位、拨轮的通道数据和电池电压；串口用到了串口3和串口1，分别预留出来了端子可以扩展应用；IIC是用软件模拟IIC，主要用来驱动OLED和MPU6050，SPI是用来驱动无线模块和外部Flash芯片。
主晶振采用的是小体积的8MHz的村田3脚贴片晶振，内部自带有20pF电容，通过单片机倍频到72MHz作为主时钟。RTC晶振使用的是圆柱2脚32.768KHz的直插晶振。
2.2电源部分

图2-2 充电和稳压
电源部分主要就是充电和稳压，充电采用了一颗锂电池充电管理芯片通过Micro USB接口进行充电，这样充电可以更好的保护电池，D2可以显示电池充电状态，充电中D2亮，充满D2熄灭。稳压部分可以选用两种IC进行稳压，第一种是ME6206A33M3G，这个可以提供200mA的电流，但是承受电压范围比较小在6.5V以下；HT7133可以提供100mA以上的电流，但是支持更高的电压承受范围；在使用时因为电池使用的是1S的锂电池，所以建议用前者。USB和单片机连接，可以支持USB的VCP、HID、U盘等各种功能，目前程序v1.0是作为虚拟串口（VCP）使用。
2.3摇杆、段位、拨轮通道部分

图2-3-1 摇杆

图2-3-2 段位开关和拨轮
摇杆采用的是左手油门，也就是常说的美国手。左边摇杆上下不自动回中，适合做油门使用，右边摇杆前后左右自动回中。段位开关是两段+三段的形式，其中两段采用的是读取IO电平实现的，三段采用的是读取ADC值后量化整定实现的。拨轮有左右两个，分别接在了MCU的ADC口。
2.4五项按键

图2-4 AD按键
按键使用的是五项按键，可以左右前后拨动和下按，首先这个按键相当于5个独立的轻触按键，一个五向按键代替传统的5个轻触按键，优点当然有很多啦，体积小，操作更方便等，最主要的还是PCB的布局。两个五项按键都是用的ADC的方式，每个按键对应一路ADC，所以10个按键只需要两个IO就可以了，大大节省了MCU的IO资源。
2.5蜂鸣器和LED

图2-5-1LED 图2-5-2 蜂鸣器
蜂鸣器使用的是9mm的小封装有源蜂鸣器，主要作用是来报警提示和操作提示。LED使用的是内置IC的RGB全彩单总线灯珠，一方面可以操作的信息更多，一方面接口简单。
2.6板载重力传感器MPU6050

图2-7 MPU6050传感器
为了增加更多的扩展功能，遥控器上贴有一颗MPU6050六轴传感器，这也是一颗非常常见的传感器，在遥控器v1.0版本还没有用到，此功能还有待后期加入，当然也可以进行二次开发。
2.7无线接口

图2-8无线接口
无线接口采用4*2的母座，对应NRF24L01无线模块。程序v1.0版本的无线驱动也是对应的这个模块，后期可以加入更多的无线模块以适应不同的应用和场合。
2.8外部FLASH

图2-9 外部FLASH
遥控器板载了一颗W25Q64的8M Byte FLASH存储器，其SPI通信与无线接口共用，主要功能也是为后期扩展用，可以用来做USB IAP和存储字库等。程序v1.0暂时还没有用到。
2.10屏幕

图2-10 OLED接口
屏幕采用的是OLED白色128*64的IIC接口点阵屏幕，其大小、分辨率对于遥控器来说也相对合适。主要用来显示遥控器的信息和提供人机界面辅助按键进行操控。
3.电气特性

工作电压：3.7 - 4.2V
供电方式：1S 3.7V锂电池供电
无线通信：NRF24L01（后期会更新不同的RF）
通信距离：根据不同RF功率和特性决定
充电：Micro USB 5V 600mA

4.功能描述

4.1按键描述

五项按键有顾名思义有五个键值，分别是上、下、左、右和按下。我们将其简洁命名为U、D、L、R、P。左、右按键分别简洁命名为K1和K2。那么左、右边的上、下、左、右、按下分别对应K1-U、K1-D、K1-L、K1-R、K1-P和K2-U、K2-D、K2-L、K2-R、K2-P。下文将所有的按键操作以此为准。
4.2主界面

主界面主要是主要信息的显示，分别有信号强度、所使用的无线模组、遥控器电量、接收机电压、设备电压、进入菜单图标、定时器1（左）、定时器2（右）、调整摇杆零偏锁定图标、10通道数据。界面目前支持简体中文、英文两种显示模式。10通道数据支持模拟+数字、数字和模拟量三种显示模式。主界面默认没有指向哪一个选项，通过K1-U、K1-D、K1-L、K1-R或K2-U、K2-D、K2-L、K2-R可以切换到菜单图标、定时器1图标、定时器2图标和摇杆零偏调整锁定/上锁图标。
4.3定时器

主界面有两路定时器，作用是用来计时，其中第一组定时器默认是停止状态，即开机不会自动运行，可以通过手动来启动、暂停、清零；第二组定时器操作上和第一组一样，唯一的区别是上电会自动运行。启动、暂停的操作是界面图标切换到对应的定时器，短按K1-P或K2-P；清理操作界面图标切换到对应的定时器，长按K1-P或K2-P。
4.4调整摇杆

主界面可以直观的看到摇杆的四通道数据，因其摇杆的出厂精度等各种因素，需要手动矫正，此时可以解锁调整摇杆偏移后通过左右的按键将摇杆数据矫正。其中解锁是在屏幕移动到“锁定”图标上按K1-P或K2-P，解锁后图标“锁定”变为图标“开锁”；上锁是在调节零偏状态（此时锁图标为开锁状态）按K1-P或K2-P，上锁后图标“开锁”变为图标“锁定”；在调节过程，K1-L、K1-R调节的是YAW，K1-U、K1-D调节的是THR,K2-L、K2-R调节的是ROL、K2-U、K2-D调节的是PIT。
4.5菜单

进入菜单的方式有两种，在默认没有指向菜单选项或者指向菜单图标选项情况下，按下K1-P或者K2-P即可进入到菜单内部。主菜单共有8项选择可以根据选择进入，切换子菜单选项的方式为按下K1-U、K1-D、K1-L、K1-R或K2-U、K2-D、K2-L、K2-R，进入到子菜单的的方式为按下K1-P或K2-P。子菜单有分别对应舵量显示、系统设置、无线参数、无线对频、版本信息、恢复出厂、固件升级、返回主页。在默认情况下2.5s没有按键操作会自动返回到主界面。
4.5.1舵量显示子菜单

舵量显示主要用来测试10通道遥控数据，分别是摇杆4通道、段位2通道和拨轮2通道。在此界面有两个选项分别对应显示模式（左）和返回（右），在显示模式图标下可以按K1-P或K2-P来切换不同的三种显示模式，注意这里的显示模式更改后并不会保存，也就是主界面的显示模式并不会更改，如需更改主界面的显示模式，需要在设置子菜单里面进行修改（详细操作请看系统设置子菜单）。在返回图标下按下K1-P或K2-P可以返回到主菜单。
4.5.2系统设置子菜单

进入到系统子菜单后，会有多项设置项，目前支持的有语言、显示、日期、时间、报警、信号强度、遥控电压、接收机电压、设备电压、返回。此界面因为设置项多和屏幕小的问题共分成了三页进行显示，可以按下K1-U、K1-D、K1-L、K1-R或K2-U、K2-D、K2-L、K2-R来切换不同的设置项。需要对某一项设置更改只需要切换到对应的图片按下K1-P或K2-P键即可进入，在进入设置之后同样可以按下K1-U、K1-D、K1-L、K1-R或K2-U、K2-D、K2-L、K2-R来对应设置，设置完毕后按下K1-P或K2-P即可保存设置。其中报警设置项为报警的总开关，即报警开关打开的情况下才会根据报警内容进行报警，报警是通过蜂鸣器和RGB-LED进行提示。如果在2.5s内没有按键操作并且没有进入任何一设置项，系统设置子菜单会自动返回到主菜单界面。
4.5.3无线参数子菜单

进入到无线参数子菜单后，用户可以直观的看到当前使用的模组类型、通信地址、通信频率、信号强度。其中信号强度有tx_rssi和rx_rssi，tx_rssi是发送到下属接收机的信号强度，rx_rssi是接收到接收机数据的信号强度。在此菜单如需返回上一层只需按下K1-P或K2-P键即可。
4.5.4无线对频子菜单

进入到无线对频子菜单后，可以根据用户的选择执行对频和取消操作。
4.5.5版本信息子菜单

进入到该界面后，用户可以观察到系统的程序版本、CPU使用率和作者信息。在此菜单如需返回上一层只需按下K1-P或K2-P键即可。
4.5.6恢复出厂子菜单

进入到该界面后，可以根据用户的选择执行恢复出厂和取消操作。恢复出厂会清除所有的零偏矫正数据、设置项数据、无线模组数据等。
4.5.7固件升级子菜单

进入到该界面后，可以根据用户的选择执行固件升级和取消操作。目前固件升级的功能还没有开发完善，只是预留做后期扩展。
5.关于二次开发

图5-1工程目录
遥控器程序使用的是ST官方3.5的标准库，工程建立使用的是Keil5。源码主要包含有STM32的标准库函数、自行编写的底层硬件二次封装函数、UCOSII、USB等等，并没有用到UI，只是简单做了一个界面。USB目前作为虚拟串口使用，可以根据需求修改描述符作为不同的设备。遥控器所有动作和工作都是基于操作系统的任务形式执行，UCOSII用到了一些系统的资源，如信号量、消息队列、软件定时器等等。移植、修改、二次开发都相对简单。
至于无线模组、目前调试好的有市面上最常见的NRF24L01模块，可以选择PCB天线、PA大功率版本的，根据具体需求自行选择。无线部分有做上层处理，也就是支持不同类型的无线模组、具体的实现方式是通过函数指针自动选择、开发者只需要把无线模组底层调试好，移植到工程目录，通过上层的硬件选择代码添加上就可以了。

图5-2 部分源码1

图5-3 部分源码2