电子产品设计与制作项目教程-基于嘉立创EDA 课件 项目七 口袋式电子温湿度计设计与制作

七项目口袋式电子温湿度计设计与制作智能产品开发团队电子产品设计与制作项目教程——基于嘉立创EDA010302工作任务1单片机最小系统板复用模块绘制工作任务3电子温湿度计的设计工作任务2温湿度传感器柔性PCB绘制目录04工作任务4温湿度计系统调试与制作学习内容与学习目标素养目标1.建立“模块化设计”思维，形成标准化、可复用的工程设计习惯，提升电子设计的效率与规范性2.培养跨领域整合能力，能结合FPC柔性特性与应用场景需求进行创新性设计主要学习和训练内容1.完成电子温湿度计原理图、PCB、外壳以及面板绘制2.复用模块的开发方法3.柔性印刷电路板的设计技巧知识目标1.进一步掌握智能电子产品全流程设计2.掌握复用模块的使用方法3.掌握柔性电路板FPC的设计方法能力目标1.能独立完成电子温湿度计全流程开发2.能在嘉立创EDA中完成传感器、显示等模块的标准化封装与复用库搭建3.能根据使用场景设计柔性印刷电路的布线方案工作任务1单片机最小系统板复用模块绘制01工作任务1单片机最小系统板复用模块绘制任务描述本任务要求将项目五中已验证的STM32G030单片机最小系统板原理图,在嘉立创EDA软件中封装为可复用模块,最终实现在本项目的原理图内,将该模块作为一个整体“芯片”进行调用与连接。知识链接复用模块绘制在各类电子产品设计中,单片机最小系统通常是电路的核心构成部分。基于这一特性,本项目将单片机最小系统板设计为复用模块。这样的设计安排,能让后续其他相关设计直接调用该模块,从而有效缩短整体设计时间,提升设计效率。在PCB设计中,复用模块是指经过验证、可重复调用的标准化电路模块,如本任务中的单片机最小系统模块。其核心作用是通过标准化复用提升设计效率、保障设计质量,并简化后续维护与迭代,具体体现在以下几个方面:(1)减少重复设计,缩短开发周期

(2)保障设计一致性,降低错误风险

(3)简化团队协作,提升标准化水平

(4)便于后期维护与升级任务实施步骤1:绘制复用模块电路图步骤2:复用模块电路布局步骤3:生成复用模块符号备注：具体操作步骤及内容请参考教材任务实施部分工作任务1单片机最小系统板复用模块绘制工作任务2温湿度传感器柔性PCB绘制02工作任务2温湿度传感器柔性PCB绘制任务描述本任务要求独立设计一片专用于承载SHT40温湿度传感器的FPC小板。该小板通过板对板连接器(Board-to-BoardConnector)与主板连接,并可灵活布置于设备外部最佳测量位置。知识链接柔性PCB绘制为实现电子温湿度计极致的“口袋式”轻薄特性,本项目引入柔性电路板(FPC,FlexiblePrintedCircuit)作为传感器载体,同时为更精准地测量环境温湿度,需避免传感器受到主控电路板自身发热、电磁干扰等因素的影响,通常不宜将传感器直接安装在主控板上,而是通过柔性电路板(FPC)将其引出并放置于待测量的环境中。

(1)柔性电路板柔性电路板是一种以柔性基材为载体,通过印刷或蚀刻等工艺形成导电线路的电子连接部件。

(2)柔性电路板补强补强是指在FPC局部区域增加钢性材料,方便组装,补强主要分为PI补强、FR4补强、钢片补强。任务实施步骤1:温度传感器原理图绘制步骤2:温度传感器柔性电路板FPC绘制步骤3:FPC补强步骤4:FPC2D/3D显示步骤5:FPC下单备注：具体操作步骤及内容请参考教材任务实施部分工作任务2温湿度传感器柔性PCB绘制工作任务3电子温湿度计的设计03工作任务3电子温湿度计的设计任务描述本任务要求将前序任务开发的STM32单片机最小系统模块和FPC传感器模块有机整合,并增加电源和数码管显示等电路模块,完成口袋式电子温湿度计整机原理图、PCB、外壳和面板的设计。知识链接电子温湿度计的设计基于STM32的口袋式电子温湿度计可实时检测周围环境的温湿度参数,系统由STM32G030K6T6最小应用系统实现核心控制,电源电路通过2节7号1.5V电池加防接反电路进行供电,SHT40温湿度传感器模块负责检测温湿度,通过按键实现人机交互,用数码管完成温湿度显示功能。图1系统架构图任务实施步骤1:温湿度计主控板原理图绘制步骤2:温湿度计PCB绘制步骤3:温湿度计外壳绘制步骤4:温湿度计面板绘制备注：具体操作步骤及内容请参考教材任务实施部分工作任务3电子温湿度计的设计工作任务4温湿度计系统调试与制作04任务描述本任务要求对组装完成的口袋式电子温湿度计进行全面的系统软硬件调试和组装,实现温湿度数据的采集和显示。工作任务4温湿度计系统调试与制作知识链接温湿度计系统调试与制作本项目中温湿度计系统调试主要涉及硬件连接、软件调试和系统组装集成,硬件连接主要包括了传感器模块与STM32最小应用系统的连接,ST-Link下载接口的连接,软件部分主要包括了外部中断、温湿度传感器驱动和数码管显示程序的设计调试,本任务中将使用AI工具辅助完成,最后将电池、外壳、面板等组件进行安装联调。温湿度计的功能调试主要围绕温湿度数据的采集、显示与控制展开。

1.数据采集与通信系统通过STM32单片机与SHT40温湿度传感器模块连接,实时采集温度和湿度数据。传感器通过I2C总线与STM32进行通信,数据传输至STM32进行后续处理。

2.数据显示采集到的温湿度数据通过两个3位数码管实时显示,需通过代码调整显示逻