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1、工程描述

制作了一個高顏值gsm-fm桌面收音機。它擁有7大功能：網絡時鐘、FM廣播、天氣預報、B站數據統計、老黃歷、背光調節、定時關機。

  

2、硬件說明

主控：ESP32-S3

FM芯片：RDA5807

音頻芯片：CS4344 I2S

采集整機工作電流：INA199

交互：一個旋轉編碼器

3、設計說明

將電路分為6個部分，并依次講解：ESP32-S3電路、電源自動切換電路、軟件開關機電路、USB轉串口電路+自動燒錄電路、PCB設計、外殼設計。

01、ESP32-S3電路

芯片選用內部帶8MRAM+外接16M FLAM。

  

圖1 主控電路

02、電源自動切換電路

Q1是一個PMOS管，BAT+是電池，5V是充電器輸入。

當充電器未接入時Q1導通，BAT+流過Q1給VCC供電，當充電器介入時，Q1截至5V流過D1給VCC供電。

  

圖2 電源自動切換電路

03、軟件開關機電路

    

圖3開關機與穩壓

U1是一個輸出為3.3V的穩壓芯片，該芯片帶有使能功能。

即第3（CE）腳，給該引腳輸入高電平，打開輸出，輸入低電平，關閉輸入。VCC_KEY是按鍵腳，一端接到電源（VCC），另一端連接到單片機引腳（KEY_POWER），和U1使能腳電路。

● 按鍵開機過程

在未插入充電時。

按鍵按下后，VCC流過VCC_KEY、D4，給CE腳一個高電平使能3.3V輸出，此時整個系統得電單片機開始運行。程序首先檢測KEY_POWER腳電平，如果該電壓為高電平，說明是按鍵開機控制POWER_IO腳輸出高電平鎖定CE腳電平。這時松開手，由于POWER_IO為高電平會繼續使能U1輸出。

●充電開機過程

在未按下按鍵時。

插入充電器，此時5V得電，經過D3給CE腳高電平使能3.3V，輸出單片機運行，程序開始檢測KEY_POWER電平。由于內部配置下拉輸入，所以識別到為低電平程序判斷案件為按下時運行即充電開機。

●關機過程

進入關機功能，確認關機后，系統拉低POWER_IO使能3.3輸出。

04、USB轉串口電路+自動燒錄電路

ESP32-S3支持串口下載。由于電腦沒有TTL串口接口，所以需要一個USB轉串口芯片。

U7型號是CH340C，該芯片支持一路usb轉串口ttl，帶有RTS、DTR控制引腳，內部集成晶振大大簡化了外部電路。

        

圖4  USB轉串口電路

根據ESP3S3數據手冊，進入串口下載模式，需要在上電前拉低IO0。

上面介紹了CH340C帶有RTS、DTR引腳，可以加入開關控制電路來實現自動復位和拉低IO0。

如圖，Q6芯片型號是UMH3N，該芯片內部帶有兩個三極管并且集成偏置電壓，再利用CH340C的RTS、DTR引腳可以實現自動下載程序。

  

圖5 自動下載電路

05、PCB設計

整個項目使用一張雙層PCB，如下圖。

  

PCB正面（點擊進入嘉立創EDA編輯器打開）

  

PCB背面（點擊進入嘉立創EDA編輯器打開）

06、外殼設計

外殼使用Autodesk Fusion 360設計制作。

圖8 外殼設計

4、安裝說明

屏幕通過雙面膠貼在PCB上，PCB卡在外殼的內壁槽里，通過一顆螺絲固定。

  

天線通過外殼孔槽插入內部，使用螺絲固定導線到外殼上。

  

揚聲器直接卡在外殼槽里。

  

電池放在內部空余空間。

  

設計好外殼后使用3d打印，然后使用自噴漆更換外殼顏色。

  

軟件說明

硬件電路設計并焊接完成后就可以開始編寫代碼了，這個項目使用的是樂鑫官方的ESP-IDF5.0。

本章節著重講解——開機動畫部分。開機動畫使用的LVGL GIF庫，在開發過程中使用VS模擬器可以正常播放。

出現問題

當移植到ESP32播放時，開機動畫會持續卡死，把動畫剪切成了兩部分縮小時長還是不行

解決方法

經過多種bug修復，最終使用預加載到PSRAM解決了該問題。

上述情況的具體實現代碼如下：

  

  

  

更多詳情及附件，可從原工程查看。

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