SoC 免开发香薰机方案硬件开发指导

本文介绍了在 SoC 香薰机免开发方案中的硬件开发和设计参考。

硬件资源

设备使用 24V 适配器供电，整机一般功率管电流 300mA 左右, 输出功率 11~12W。

CBU 硬件资源

引脚序号	符号	I/O 类型	功能
1	P14	I/O	普通GPIO，可以复用为SPI_SCK（对应IC的Pin 11）
2	P16	I/O	普通GPIO，可以复用为SPI_MOSI（对应IC的Pin 12）
3	P20	I/O	普通GPIO（对应IC的Pin 20）
4	P22	I/O	普通GPIO（对应IC的Pin 18）
5	ADC	I/O	ADC口，对应IC的P23（对应IC的Pin 17）
6	RX2	I/O	UART_RX2，对应IC的P1，禁止使用该引脚（对应IC的Pin 28）
7	TX2	I/O	UART_TX2，打印日志口，对应IC的P0（对应IC的Pin 29）
8	P8	I/O	支持硬件PWM2（对应IC的Pin 24）
9	P7	I/O	支持硬件PWM1（对应IC的Pin 23）
10	P6	I/O	支持硬件PWM0（对应IC的Pin 22）
11	P26	I/O	支持硬件PWM5（对应IC的Pin 15）
12	P24	I/O	支持硬件PWM4（对应IC的Pin 16）
13	GND	P	电源地
14	3V3	P	电源 3V3
15	TX1	I/O	UART_TX1，用户数据发送口，对应IC的P11；禁止上拉，MCU对接串口默认状态需配置成低电平或者高阻态（对应IC的Pin 27）
16	RX1	I/O	UART_RX1，用户数据接收口，对应IC的P10；禁止上拉，MCU对接串口默认状态需配置成低电平或者高阻态（对应IC的Pin 26）
17	P28	I/O	普通GPIO（对应IC的Pin 10）
18	CEN	I/O	复位脚，低电平有效，内部拉高处理，兼容其他模组设计对接（对应IC的Pin 21）
19	P9	I/O	普通GPIO（对应IC的Pin 25）
20	P17	I/O	普通GPIO，可以复用为SPI_MISO（对应IC的Pin 14）
21	P15	I/O	普通GPIO，可以复用为SPI_CS，非SPI应用不建议使用该引脚（对应IC的Pin 13）

参考设计硬件资源

原理图对应网络名	硬件资源功能	对应外设功能
RXD1、TXD1	程序烧录串口	保留
RXD2、TXD2	log和自校准使用	保留
BLUE、RED、GREEN	RGB氛围灯	PWM
wuhua	雾化量调节	PWM
buz	蜂鸣器	PWM
LED1、LED2、LED3、LED4	四个指示灯	GPIO
KEY-LIGHT、KEY-ON	两个按键	GPIO
WTO	干烧检测	GPIO
FAN	风扇	GPIO

参考设计原理图

主要负载说明

蜂鸣器

参考设计中使用的是电磁无源蜂鸣器，采用三极管驱动增大驱动能力，并联一个续流二极管。

注意：若使用有源蜂鸣器，可以直接替代参考设计中的无源蜂鸣器；若使用压电蜂鸣器，则要把设计中续流二极管改为几百欧左右的电阻，否则蜂鸣器无法使用三极管驱动。

风扇

风扇电压一般为 12V 或 24V。震荡板把水珠打散成微小颗粒需要通过风扇不断吹散，这样能不断形成水雾。当香薰机检测到缺水的时候，风扇也会同时关闭。

结构上可利用风扇提高散热效果。用户根据结构选择电压的负载，可采用三极管驱动增大驱动能力；感性负载需要加续流二极管。

RGB 灯

参考电路中用的是 5050 封装 RGB，采用三路达林顿管驱动增大电流。

灯板

参考电路中按键与指示灯共地。

注意：在灯板或者主控板上加合适的限流电阻。

电源

设备使用 24V 适配器供电，驱动自激电路、风扇灯。
电源通过 DC-DC 输出 3.3V 给模组供电。参考电路中 3.3V 负载供电电流不低于 150mA；电源输入口加共模电感可优化 EMI 干扰。

自激电路

功率三极管 BU406 和 L2、L3、C6、C7、C8，以及雾化片组成超声波振荡器；两路比较器中，一路用于自动调节功率管电流大小，另一路用于检测干烧。

散热参考设计

自激电路的雾化效率不高，设备工作时功率三极管会发热。设计中可以结合结构增大散热面积，或者加大散热片，或者利用风扇等方法来提高散热效果。

注意：PCB 上散热双面开窗，打过孔增强散热效果。

参考设计散热面积	电流（mA）	功率管温度(℃)
15X25X10规格的散热片	300	120
20X15X10规格的散热片	500	150
35X25X15规格的散热片	500	90
PCB 25X32mm 顶层 28X32mm 底层	300	66
PCB 25X32mm 顶层 28X32mm 底层	500	100
PCB 30X35mm 顶层 35X40mm 底层	500	60

EMI 参考设计

• 建议使用优质的 24V 电源适配器，在输入端加 30mH 共模电感。
• 使用带屏蔽线的雾化片，或在电源上加磁环电感，均可优化 EMI 干扰。
• PCB 上自激震荡电路布局紧凑，高频走线避免干扰外设其他负载。
• 可在功率管的发射极通常加一个 uH 级的 PCB 电感。

主要器件

Comment	Designator	Footprint	Quantity
68pF/100V	C6	C1206	1
871/250V	C7	CBB-871J/250V	1
22nF/100V	C8	C1206	1
47nF/100V	C9	C1206	1
100uH-0410	L2	L-0410	1
22uH/6*8	L3	工型电感 0608	1
QMB-09B-03	LS1	蜂鸣器 9*5.5mm	1
2.4M 雾化片	P4	XH-2.5*2P	1
BU406	Q2	TO-220	1
7R5	R12	R1206	1
SMD5050 灯珠 RGB	RGB1, RGB2, RGB3	RGB-LED	3
30mH	T1	共模电感 -13.5mm	1
LP6498AB6F	U1	SOT-23-6	1
CBU 模组	U2	CBU 模组	1
LM393	U3	SOP-8	1
ULN2001DS	U4	SOP-8	1