一、硬件介绍

二、芯片主控

1.模组介绍

2.原理图介绍

3.模组供电电路

三、电源转换部分

1.OVP过压保护电路

2.CHG充电电路

3.系统电源桥接电路

4.LDO电路

四、Debug电路

1.一键下载电路

五、QSPI屏幕

六、SD卡

七、AUDIO音频

八、GPIO电路

1.按键部分

2.震动马达

3.RGB彩灯

4.GPIO 30P排针

九、外设传感器

1.六轴IMU-惯性测量单元

2.三轴地磁传感器

3.环境光传感器

十、黄山派总体介绍

一、硬件介绍

在【黄山派-SF32LB52】——手把手入门学习笔记中了解了环境搭建与工程编译下载，我们可以通过官方SDK中的各种DEMO进行下载测试增加对黄山派的兴趣。

通过原理图的学习对消费电子低功耗总线复用等问题有了更加深入的了解；以下是通过黄山派硬件资料进行的学习理解总结笔记，有理解错的部分还请大佬指正修改补充。

参考链接：立创·开源SF32LB52模组 | 立创开发板技术文档中心

硬件开源链接：【立创·黄山派】SF32LB52开发板 - 立创开源硬件平台

二、芯片主控

1.模组介绍

立创·黄山派采用思澈科技SF32LB52-MOD-1-N16R8通用型低功耗蓝牙MCU模组，采用思澈科技的SF32LB525UC6芯片(QFN-68L-EP(7x7)封装)，搭载Arm Cortex-M33 STAR-MC1双核处理器，工作频率高达240MHz，工作温度-40到85°C。16MB QSPI-NOR Flash + 8MB OPI-PSRAM，27.9*18.0*3.1mm。

52系列主打QSPI屏，55系列支持mipi屏，56系列支持RGB屏，58系列支持以上所有。

参考链接：【立创·开源SF32LB52模组】芯片简介

2.原理图介绍

SF32LB52-MOD-1-N16R8模组共68个管脚，GPIO从PA00到PA44(无PA21)，16路GND，1路VDD33_VOUT(3.3V电源输出)，1路VSYS(电源供电3.2-4.7V，推荐3.8V)，2路AU_DAC1P/N(音频DAC差分输出)，1路MIC_BIAS(MIC偏置电压)，1路MIC_ADC_IN(模拟音频输入)，1路VBATS(电池电压检测)，1路NC空脚(原理图中为空脚，但是手册管脚布局图中62脚为VCC,可能有点小bug)(44+16+1+1+2+1+1+1+1=68)。

3.模组供电电路

其中VSYS供电引脚外接一款微源半导体的LP5240HVF功率电子负载开关芯片，EN使能引脚上拉并由CH_RTS控制(由原理图看HC_RTS另一端接在CH340N的RTS引脚，可由串口助手通过勾选RTS流控来控制主控芯片复位)。

三、电源转换部分

1.OVP过压保护电路

左侧OVP(Over Voltage Protection 过电压保护)部分采用微源半导体的LP5305AQVF芯片进行过电压过电流保护，VIN输入由TYPE-C USB进行供电，VOUT输出串联一个LED绿色指示灯。

①过压保护：保护电池充电系统。当VIN电压高于5.1V(Typ.)时，系统将断开开关；电池过压阈值VBOVP内部设置为4.35V，若电池电压超过阈值开关关断，Fault引脚拉低，当电池电压降至Vbovp-△Vbop时开关重新开启，而在一个充电周期内如果电池过压超过15次开关永久关闭，需重新接通VIN电源或EN信号才可清除此事件。

②过温保护：如果芯片结温超过140℃(Typ.)将进入过温保护(OTP)状态所有功能均无法使用，需结温降低才可恢复正常运行。

③过流保护：阈值可以通过连接在ISET引脚到GND的电阻来调整(Iocp=25000/Rset)，原理图中使用20K电阻，I=25000/20000=1.25A，过流后设备会在一段Toc延时事件内限制电流；托电流持续超过Toc开关将会关闭并且故障引脚变为低电平，在Tocr后开关再次软启动，而在一个充电周期内如果过流事件超过15次开关永久关闭，需重新接通VIN电源或EN信号才可清除此事件。

2.CHG充电电路

CHG(充电)采用艾为的AW32001ECSR一款可编程锂离子/锂聚合物电池充电芯片，锂电池采用GH1.25mm接口供电(锂电池电压网络为VBAT_S，由30P排针5-6脚通过跳线帽短接至VBAT网络然后接到芯片VBAT引脚)；电源输入由过流过压保护芯片输出的VBUS_5V供电，控制VBAT锂电池电压，芯片最终输出至VSYS_S网络，然后由30P排针7-8脚通过跳线帽短接至VSYS系统电源网络。

NTC温度感应拉至VDD未使用；SDA、SCL通过I2C总线可以设置充电电流(最大Ichg=512mA)；INT充电芯片中断引脚通过MOS管连接到PA34_PWRKEY引脚，

INT引脚从芯片手册中可知：INT引脚有多种功能，其中Interrupt to host(INT)中指示芯片可以输出一个256us低电平中断脉冲用来表示：充电完成、检测到良好输入源、充电状态变化、紫外线防护涂层或输入过压保护、任何故障。

还有一个Batter Disconnection Function功能指出在INT引脚可用于在特定条件下切断电池与系统之间的连接从而手动复位系统；让INT的逻辑状态持续低于Trst_dgl（通过REG01H[7:6]进行编程）的时间段时电池与系统断开连接，之后再延迟时间为Trst_dur（REG01H[5]）之后，Q2自动导通系统再次由电池供电；在关机期间INT引脚不受高低电平限制。此外还有Shipping Mode等功能。

但是从原理图中可知芯片的INT引脚接到MOS管的漏极，PA34_PWRKEY引脚连接MOS栅极，高电平时栅极源极形成电场MOS导通，CHG_INT拉低；低电平时MOS截止，可以看出通过INT引脚可控制电池的供电使能(而立创开发板技术文档Interruption中指出PA_34还连接了充电芯片的中断引脚，在电源状态发生变化时会有中断产生)(由于目前还未接入电池测试此处还有待验证)。

3.系统电源桥接电路

与模组供电相同同样使用微源半导体的LP5240HVF功率电子负载开关芯片，将VSYS系统模组电源网络输出到VSYS_1网络的各个外设(3.3V电源、屏幕、A+G+M三传感器)电源中，开关由PA38引脚控制，可以控制其他外设的通断进而实现低功耗。

4.LDO电路

LDO芯片采用钰泰的ETA5055V330DS2F芯片将VSYS_1网络的电源转为3.3V的VCC_3V3_S网络，然后由30P排针11-12脚通过跳线帽短接至VCC_3V3电源网络来供给屏幕、SD卡以及芯片逻辑上拉供电使用。

5.黄山派供电逻辑框图

四、Debug电路

USB接口使用TYPE-C-16P：供电USB_VBUS_5V网络通过过压过流保护芯片转为VBUS_5V供系统使用，两个CC引脚通过5.1K电阻下拉接地表示支持大电流充电的专用充电口并表示USB接入。

VBUS_5V通过两个大阻值电阻分压接到PA44_VBUSDET引脚来检测供电，对于两个电阻Ra和Rb组成的串联分压电路，输入电压Vin，输出电压Vout可使用下列公式计算： $Vout=Vin*\frac{Rb}{Ra+Rb}=5V*\frac{510K}{390K+510K}=2.83V$

串口电路使用沁恒的UCH340N USB转串口芯片，芯片供电使用钰泰的ETA5055V330DS2FLDO芯片将VBUS_5V转为CH_3V3单独为串口芯片供电，防止芯片重启时导致芯片停止工作串口关闭。

CH340N为SOP-8封装并内置时钟无需外部晶振；同时批号为4开头的CH340N的IO支持耐压5V防止内电流倒灌；UD+/UD-内置上拉电阻接到USB总线DP/DM;串口输入空闲时RXD为高电平，输出空闲时TXD为高电平。

1.一键下载电路

MCU正常工作状态：DTR默认不输出，RTS默认高电平，MCU正常运行引用程序。

一键下载(本电路进行一键复位)：计算机端打开串口，设置DTR#为高电平、设置RTS#为低电平、再高电平，MCU进行下载程序。下载完成后设置DTR#为低电平(串口助手勾选ＤＴＲ)、设置RTS#为低电平(串口助手勾选RTS)、再高电平(串口助手取消勾选RTS)，MCU正常运行程序，关闭串口前保持DTR#不变。注意MODEM数据与引脚电平是相反的，如果NRST引脚需要支持额外的手动复位，那么可以再RTS#与NRST之间串联一个1-2K电阻或者阳极接NRST的二极管。

五、QSPI屏幕

屏幕接口使用22P的0.5mm间距翻盖式双侧触电/上下接FPC连接器，黄山派使用1.85寸390*450分辨率Quad SPI接口的AMOLED屏幕，仅需VBAT电源供电，无需背光电路。OLED Driver IC：CO5300AF-01，Power IC：BV6802W，TP IC：FT6146-M00。

屏幕QSPI接口使用D0-D3，CLK，CS引脚，LCD_RSTB为LCD复位信号，LCD_TE为LCD数据同步信号；触摸使用I2C接口与INT中断接口和RTN复位接口。

六、SD卡

板载Micro SD卡插槽，SD卡接口采用标准SPI模式，使用DI、DO、CLK、CS引脚驱动SD卡；CD引脚用于SD卡插入检测(插入时低电平)；通过串联22R电阻进行限流保护与阻抗匹配从而抑制干扰。

七、AUDIO音频

开发板板载集成Mems MIC和音频功放芯片，支持板上mic的音频信号输入与模拟音频输出，板载Class-D音频PA外接GH-1.25mm接口的3W/4Ω或2W/8Ω喇叭(因对音频部分了解较少，这里先做简要概述，后续补充)。

八、GPIO电路

1.按键部分

黄山派板载两个按键，其中PA43为完全独立的用户按键，按键引脚平时通过15K电阻下拉，当按键按下时接到VBAT为高电平并通过串联的0402封装5.1K电阻进行限流，并增加一个TVS进行静电浪涌保护；PA34为复位按键，拉高10S可以强制复位芯片，同时PA34还连接充电芯片的INT引脚，充电芯片的INT引脚接到MOS管的漏极，PA34_PWRKEY引脚连接MOS栅极，高电平时栅极源极形成电场MOS导通，CHG_INT拉低；低电平时MOS截至，在电源状态发生改变时会有中断产生并可控制供电使能。

2.震动马达

芯片通过PA20引脚控制CJ3134K KF的N MOS，引脚通过输出PWM信号控制栅极电压，从而决定震动马达的工作。栅极平时通过1.5M电阻下拉接地关闭MOS导通，漏极电阻想留保护作用、电容平滑电压而稳定供电，二极管防反接而损坏电路。

3.RGB彩灯

采用2020封装的WS2812B彩灯，供电则是使用芯片的LDO，使用之前需打开芯片的LDO电源输出。

4.GPIO 30P排针

采用30P 1.27mm间距的SMD封装排针，其中5-6脚用来测试VBAT路径功耗，可以把电池和充电芯片与下游断开。7-8脚用来测试VSYS路径功耗，可以把VSYS与下游断开。11-12脚用来测试VCC_3V3路径功耗，可以把VCC_3V3与下游断开。正常运行时要求5-6、7-8、11-12脚加跳线帽。