以下文章來源于電子電路開發學習 ，作者wcc149

項目概述：

之前在uFUN試用群里看到管理員說試用活動快結束了，要抓緊完成評測總結，看大家的評測總結也都寫了，我也不能落后啊！正好最近做的擴展板到手了，于是趕緊進行調試，做了一個不用校準的時鐘，時鐘這種小設計應該說是爛大街了吧！

我一開始學習51的時候做了個可按鍵校準，帶鬧鐘功能的時鐘，學習STM32的時候做。了個可以手機藍牙APP校準的時鐘，現在又用uFUN開發板做了個時鐘。不過，時鐘這個的英文聯網校準的由于之前做過桌面天氣預報時鐘，如下圖所示：

所以，這個聯網校準時鐘的小項目實現起來還是很順利的，底板是使用的uFUN開發板，擴展板是自己設計的，使用PCIe的接口和uFUN開發板進行通訊。使用ESP8266 WiFi模塊獲取北京標準時間，然后對STM32內部的RTC進行校準，再通過OLED顯示出來。

我知道，這個小項目無論是PCB的設計，還是控制程序的編寫，對于論壇里一些有著多年經驗的大佬來說，這個小項目簡直不值一提，我只不過是班門弄斧罷了。有不對的地方，歡迎各位大佬拍磚！

擴展板資源簡介：

0.96寸OLED屏，IIC接口，128 * 64像素，通過外部電路的修改，可支持8080并口，SPI接口。

W25Q128，SPI接口，可以用來存儲字庫，配合uFUN開發板的SD卡功能，可以實現字庫的更新

AT24C02，EEPROM，IIC接口，掉電不丟失，可以用來保存一些用戶數據

SHT20，IIC接口溫濕度傳感器。

5個LED，1個電源指示，4個用戶LED，這四個LED都連接到了定時器的通道，可通過PWM占空比控制亮度

1個光敏電阻，把光照強度轉換為AD電壓值，可以實現根據外界亮度控制OLED屏的亮度。

1個OLED模塊接口，可外插IIC接口的OLED模塊

藍牙/ WiFi的模塊兼容接口設計，可支持HC-05藍牙模塊，或者是原子的ESP8266模塊。

1個DHT11溫濕度傳感器模塊接口

擴展板原理圖設計：

電源電路

從uFUN的原理圖可以看出，的PCIe擴展口中有5V電源，數字地，模擬3.3V，模擬地，而沒有引出數字3.3V電源，為了不干擾模擬3.3V，擴展板的3.3V電源來自5V經過AMS117穩壓，AMS117-3.3是一款比較常用的LDO電源芯片，最大可提供1A的輸出電流，對于擴展板來說是足夠用了。

OLED電路

OLED外圍電路，參考中景園官方推薦的電路，使用的是IIC接口，因為之前沒用過IIC總線掛載多個從機，為了避免調不通，所以OLED的IIC接口使用了獨立的管教，同時上拉4.7K電阻。

W25Q128電路

W25Q128是采用的SPI通訊協議，正好擴展接口中有SPI接口，所以就用了STM32的硬件SPI2接口，當然也可以軟件模擬。

AT24C02電路

實際上焊接的是ST公司的M24C64，目前讀寫還沒調通，和底板的LIS3DH共用一組IIC總線。

SHT20電路

正好上次做板子，買的SHT20還剩幾片，所以在這個擴展板上，也使用了這款傳感器，這款數字溫濕度傳感器體積非常小，只有3 * 3 * 1.1mm，和底板的LIS3DH共用一組IIC總線，后面調試正常，可以獲取到溫濕度數據。

無線藍牙兼容接口

偶然發現HC-05和原子的ESP8266模塊接口幾乎一樣，所以這部分設計成了兼容兩種模塊的接口，如下圖所示：

其他電路

4路LED都連接到了STM32的定時器輸出通道，可以用來控制亮度，另外也充分利用了擴展口留出的模擬電源和模擬地，通過簡單的分壓原理，可以把光照強度轉換為AD電壓值，還增加了OLED模塊接口和DHT11溫濕度傳感器接口。

擴展板PCB設計：

結構的設計

SHT20官方推薦的放置方式是在板子邊緣挖個島出來，然后把傳感器放進去，這樣能最大程度的減少板子熱量的傳遞，從而提高精度，但是，由于擴展板面積較小，再挖個島出來，看著太難看了，就沒有挖。

板子的整體結構圖來自于前一段時間，@張進東張工在uFUN試用群里分享的AD版本的PCB圖，那個圖是這樣的：

我進行了稍微的修改，把安裝孔右邊多余的部分去掉了，而且為了和底板一致，我把擴展板改成了圓角，但是接口和安裝孔的相對位置沒動，板子的TOP面：

封裝的選擇

電阻電容封裝的選擇上，一開始覺得板子空間比較小，怕放不下所有的元器件，幾乎所有的電阻和電容都選擇了0402封裝，同時也出現了一個比較尷尬的事，就是有1種電容和1種電阻，嘉立創SMT的基礎庫里沒有，擴展庫里才有，而如果使用擴展庫里的元件，需要加每種20元的換料費，所以最終打板多花了40元，這一點也是我沒有考慮到的。等投板之后，我又嘗試著把所有的電阻電容封裝都換成0603的，發現也能放得下。

元件的布局布線

元件布局方面，為了防止元器件放在背面和底板的部分元件沖突，同時也為了滿足嘉立創只能單面貼片的工藝要求，我把所有的元件都放在了TOP面，BOTTOM面只放了OLED裸屏的接口，為了方便連接外部的模塊，把接口都放在了板子的邊緣，LED也放在了板子邊緣，由于SHT20是DFN封裝，為了方便后面使用風槍進行焊接，周圍留出了一點空間。

板子的BOTTOM面：

3D效果顯示：

我用的是AD9版本，3D效果渲染的還是挺不錯的。

PCB的打樣和調試：

不知道今年是不是板材降價了，各大PCB板廠都在降價，去年做畢業設計的板子時還是50元5片1010cm以內，今年就是30元5片1010以內，而且連彩色油墨費都不收了。PCB打樣和SMT貼片還是選擇了之前用過的嘉立創，5片全貼，一共花了191大洋！

生產工藝方面時，由于嘉立創只支持綠油進行SMT，所以只能用看著比較LOW的綠色油墨，其實我更喜歡藍色油墨，而且和底板很搭！其他的工藝如過孔蓋油、有鉛噴錫，由于只是樣板，就沒有選擇鍍金工藝了，所以金手指成了錫手指，外加倒斜邊，倒斜邊是金手指板卡常用的一種工藝，是為了能夠方便的插到插槽里面。

還要注意非常非常重要的一點：PCB板的厚度，其實這個我一開始設計的時候就考慮過，使用之前做的1.6mm的板子試著往里面插了一下，發現根本插不進，網上也沒搜到PCIe的板子應該做多厚，所以就選擇了比1.6稍微薄一點的1.2mm厚度。詳細的生產工藝：

PCB生產進度和SMT進度：

由于板子比較簡單，從下單到發貨大概用了3天的時間吧，實際的樣板圖片：

板子拿回來一插，發現還是稍微厚了點，不能完全插進PCIe座里面，而且底板的銅柱還不能對準擴展板的安裝孔。

后來請教了 @張進東 張工，原來只需要1.0mm就夠了，斜著插進去往下一壓，再用銅柱固定就行。不過我用暴力手段解決了一下，直接用剪刀剪掉了一段金手指，還好金手指上面的銅箔沒有掉，這樣才勉強能用一個螺絲固定好，安裝效果如文章第一張圖：

就這么不完美的解決了，不過還是有幾個管腳接觸不良，如DHT11接口的那個引腳，稍微松動一點就不能用，不過已經板載了溫濕度傳感器，倒也影響不大。然后就試著點亮了OLED屏，先顯示個uFUN的LOGO吧：

到這里覺得應該沒啥問題了吧，開始調試WiFi接口，使用的是引出的串口3來和WiFi模塊進行通訊，由于之前的程序是用的串口2，所以又稍微改了一下，調了半天，還是不通，就把同樣的程序下載到其他板子上，沒問題啊！難道是接觸不好，最后一查，是uFUN的原理圖中PB10和PB11的網絡標號也反了，導致擴展板的TX和RX反了，這可怎么辦呢？

又舍不得浪費板子啊！所以把原來TX和RX連接的兩根線割斷，重新飛了兩根線，完美解決！這線飛的可沒有uFUN開發板上的那根飛線漂亮！

另外，擴展板IIC總線上的24C02讀寫一直沒調通，不知道是物料的問題還是讀寫時序的問題，而同是IIC總線上的SHT20溫濕度傳感器就沒問題。另外由于本項目中沒有用到過多的中文，所以SPI Flash也沒用到。

控制程序的設計：

可能是由于字庫文件沒有進行精簡，所以整個程序占用了非常多的空間，總是報內存不足的錯誤，為了能跑起來，我把單片機型號改成了STM32F103RE系列，由于RE系列比RC系列的存儲空間要大的多，并沒有報錯誤，而且程序可以正常運行，雖然都是大容量產品，程序可以兼容，但這是一種非常不推薦的方式。

實現思路：

實現原理就是：STM32驅動ESP8266 GET北京時間的接口，得到一串JSON數據，然后STM32調用cJSON庫進行解析，獲取到時間信息，然后把這個時間信息寫入到RTC寄存器，STM32內部RTC從當前時間開始運行，然后顯示到OLED屏上，程序中設置的是每隔10分鐘，獲取一次時間。北京標準時間的來源使用了K780數據的API接口，地址：

http://api.k780.com:88/?app=life.time&appkey=10003&sign=b59bc3ef6191eb9f747dd4e83c99f2a4&format=json

這是JSON格式的，數據的解析使用了開源的JSON解析庫cJSON，只有兩個文件，使用起來還是比較簡單的。

主要功能：

STM32 RTC的使用。

OLED的驅動，支持68 ASCII碼顯示，816 ASCII碼顯示，16*32數字0-9和冒號:的顯示，漢字“周一二三四五六日”的顯示。

ESP8266的驅動，和北京標準時間服務器接口建立TCP連接。

cJSON庫解析接收的JSON數據，獲取北京時間，年月日，時分秒。

關于JSON格式的說明和cJSON庫的使用，可以參考我之前寫的兩篇文章：

使用cJSON庫解析JSON

JSON簡介

很多API接口的數據格式都是JSON格式的，如我之前做的桌面天氣預報時鐘，使用的是心知天氣的數據源，就是JSON格式，網上也有很多免費的API接口，可以做出很多好玩的東西，就看你的想象力了！

不足之處：

斷電不能走時

這算是這個程序最大的一個BUG吧，雖然uFUN開發板有超級電容備用電池接著，但一直沒調通斷電走時的功能，這種情況帶來的一個問題就是，如果不插WiFi模塊的情況下重新上電，是不能從上次保存的時間繼續運行的。

程序不夠精簡

為了能讓程序運行起來，把單片機改成大容量型號，應該從根本上精簡字庫，優化程序大小。

GET請求偶爾會失敗

偶爾會出現發送GET請求，接收不到數據的情況，可能是內存分配的問題。

總結：

這個小項目總得來說，硬件調試方面比較坎坷，又是飛線，又是割板子的。而軟件調試方面，由于之前做過類似的設計，所以還是比較順利的。由于評測活動的時間關系，本次評測的大作業我只做了這個簡單的聯網校準時鐘。

其實，有了WiFi/藍牙模塊接口和OLED屏，就可以做很多好玩的東西了，比如選擇一個開放的云平臺，如中移OneNET等等，然后和云臺進行一些交互，如采集溫濕度上傳到云平臺做個溫濕度遠程監測系統，或者是遠程控制LED或者蜂鳴器，桌面天氣預報等。

下面這幾個界面是我去年在學校時，使用中移OneNET云平臺做的一些界面：

對于uFUN開發板的整體評測過程來說，雖然配套的文檔存在一些瑕疵，在之前的評測文章中，我也都有提到，但是不影響新手入門STM32，況且論壇里還有那么多的入門教程，也希望我的這些評測文章能對那些剛入門STM32的小伙伴們有一些幫助，少走一些彎路。據說2.0版本的開發板已經在進行緊鑼密鼓的開發中了，當然，如果能有幸得到2.0版本開發板的使用機會，我會試著做一些遠程控制相關的小項目。期待ing。。。