ART-Pi 电路原理图浅析

• 2020-10-24（各位同行1024程序员节节日快乐，码出新世界）

  Just for Fun
  Linux之父 – Linus Torvalds

一、前言

ART-Pi — RT-Thread团队历时半年精心打磨，能很好的满足绝大多数开发人员的 DIY 想法，其具备性能强大的主控，实用的外设，丰富的扩展接口。此外，基于它来学习 RT-Thread 能时刻得到官方团队的原生技术支持！（关注公众号 RTThread物联网操作系统，并在后台回复”ART“即可获取ART-Pi详细资料）
除此之外，ART-Pi 官方会推出两款扩展板，名为 Industry-IO 和 Media-IO，前者支持工业控制领域常用的接口协议，如 232、485、CAN、以太网等，还有 5V ~ 24V 单独电源，助力大家在工控领域的开发与应用；后者拥有多媒体领域常用的外设与接口，如 RGB 触摸屏、摄像头接口、音频 CODEC 芯片等，让开发者们在多媒体领域玩出更多新花样。ART-Pi 配上官方扩展板，在学习进阶的路上能拥有更多的选择，也让想法落地能够更加的顺畅自如。

ART-Pi 的出厂程序和 Demo 程序等源码均开源在 GitHub 上，支持 RT-Thread-Studio 和 MDK 开发。
可直接点击网址查看：ART-Pi github开源地址
官方资料一直在github仓库不断更新，想要获得最新的资料常去github逛逛。

本文对ART-Pi硬件的电路分析是基于官方提供的原理图，版本为V1.5，之后可能会更新，请到如下位置查看最新版本。

二、概述

该电路分为几个部分：

三、电源部分

• 3.1、USB供电部分（更具体的设计、更详细的参数请看MP2144GJ的dataset）
  
  通过USB，外界提供5V的DC电源，通过DC-DC开关电源转换电路实现5V转3.3V，其中使用的是IC是MP2144GJ，该芯片
  的一些参数如下：

  • 宽电压输入范围：2.5V-5.5V
  • 最低输出电压 0.6V to Vin-0.5V
  • 连续输出最大电流高达2A
  • 工作条件下，效率大概在90%（5V输入，3.3V输出，随着电流大小的变化而变化）

  对于该IC，PG脚可以用来指示输出电压的稳定性（ART-Pi未使用该功能），EN脚是使能脚（ART-Pi上电就使能了），FB脚是反馈脚（该引脚是对0.6V进行反馈，同时根据要输出的电压来得出要使用的分压电阻值。datasheet有根据输出电压推荐的电阻表）。对于电感和电容大小的选取，以及电路的布局，datasheet都有详细的描述，这里就不赘述。

• 3.2、电容滤波部分
  
  ART-Pi使用了很多上述电容滤波电路，板子每一部分需要供电的部分都适当的使用该部分电路，利用不同的容值并联实现对高低频率的电流分量滤波，使供电更稳定。

• 3.3、后备区域供电部分
  
  VBAT，用于给后备区域供电，主要功能是使其能够在主电源（3.3V）掉电的时候，维持包括RTC/BKP寄存器等在内的一些数据。
  该区域一般耗电极低，所以在芯片断电期间使用纽扣电池供电就可以维持后备区域的数据相当久的时间。最常见的作用就是保持RTC实时时钟一直供电。在上图中的+3V_BAT 外接如下的纽扣电池电路即可。（ART-Pi主板没有板置纽扣电池，但是有引脚引出，可以外接，建议画个转接板）
  
  集成两个二极管的BAV70实现了在存在3.3V供电的情况下，VBAT使用3.3V（此时抑制电池供电，减少其电量的损失），当没有3.3V供电时，使用电池供电。

• 3.4、STM32内部模拟部分供电
  
  FB1是磁珠，隔离了芯片的模拟供电和数字供电（同时PCB布局连线也相应地被区分开），磁珠的电感属性也避免了模拟与数字的串扰。VREF+是AD转换使用的高电平参考值，该引脚也在外扩排针中引出，如果要使用外部精度更高的AD参考电压，可以去掉此处的0欧姆电阻，外接即可。

• 3.5、其他注意事项
  原理图有如下标注，由于具体看该芯片的datasheet，之后有机会再补充。

  编号 B6 、 F2 管脚在 CubeMX 和 datasheet 上有歧义， datasheet 规定 F2 管脚为 NC ，源于 H74x 系列的 mipi 供电部分，均可接地处理。

四、外置存储器（Flash、Micro SD卡）

• 4.1、SPI FLASH
  

• 4.2、QSPI FLASH

• 4.3、SD_CARD