2024 Digikey 感知万物，乐享生活”作创意大赛电路设计
<h1>一、 模块选择</h1><h2>1.1 模块介绍</h2>
<ul>
<li>我是使用的温湿度模块是BME280和BME680，其工作电路基本一致，最大区别为封装大小</li>
<li>温湿度模块通讯我的设计是将SPI和IIC功能都引出，本文主要是通过IIC进行应用，那么地址其中一个为高一个为低。</li>
<li>默认地址是0x77和0x76<br />
</li>
<li>我的人脸感知模块是使用的SEN-21231传感器，此模块自带处理器，我们只需使用IIC接收特定格式的数据即可<br />
</li>
<li>第三个模块是声光定位模块是使用的MicArray 麦克风阵列，此模块分别为LED控制和MIC控制，使用IIC和IIS发送接收数据即可<br />
</li>
<li>主控单片机为STM32H7S3L8<br />
<strong>1.2 BME电路设计</strong></li>
<li>电路主要设计是BME280以及BME680两器件</li>
<li>首先设计模块大小，我将两模块的大小设计为一样<br />
</li>
<li>然后是模块的供电设计，使用LDO供电<br />
</li>
<li>其次是将传感器的引脚引出。<br />
</li>
<li>下面设计使用一个N沟道的MOS管来实现电平转换，来预留IIC以及SPI接口</li>
<li>工作原理： 当SCK线（MCU侧，3.3V）为高电平时，MOSFET的源极为3.3V，栅极电压为0V（通过R7下拉），此时MOSFET不导通，SCL线上的电压通过R8上拉至5V。 当SCK线为低电平时，MOSFET的源极被拉低到0V，栅极-源极电压为正值（接近3.3V），MOSFET导通，SCL线也被拉低到0V。<br />
</li>
<li>然后是IIC地址的设置，通过在ADDR进行上下拉来设置地址，两个模块分别焊接一个为高一个为低即可。<br />
</li>
<li>最后是将SPI以及IIC控制口引出。<br />
</li>
<li>然后布局拉线即可获得自己的一张PCB，焊接测试。<br />
</li>
<li>BME680传感器的电路基本一致就可以<br />
<strong>1.3 人脸感知模块使用</strong></li>
<li>首先我看了官网的数据，到手模块电路有五个引脚，分别为3.3V、SCL、SDA、INT、GND，很明显就是IIC通信和一个中断触发时输出高电平，该传感器支持高达 400k 波特的 I2C 总线速度，中断触发的要求就是监测到人脸，在触发同时模块的LED灯会绿灯常亮。</li>
<li>此模块检测人脸时模块的位置必须是LED处于右上方，否则默认未检测到。</li>
<li>以下为示波器测试中断引脚的波形图与LED实测图。<br />
<br />
<br />
<strong>1.4 声光定位电路使用</strong></li>
<li>拿到模块后官网下载原理图，第一眼我看成了IIC通讯，因为有数据和时钟信号线，最终从数据手册得知这是一种双线通讯协议。</li>
<li>此模块的控制方式是LED会根据给的数据进行按照电路顺序进行传输到每个LED，而不用通过地址进行选择驱动设备。<br />
</li>
<li>接着就是麦克风的控制，MSM261S4030H0是一种全指向的麦克风，那么就意味着这个麦克风可以检测任意位置的声音。输出的数据类型是PDM，即脉冲密度调制，一种数字音频信号输出方式，效率很高。</li>
<li>此麦克风适用于我们常见的语音助手、智能音箱以及语音激活设备中。</li>
<li>此传感器不是标准的IIS传输，需要根据时序图进行代码修改</li>
<li>查看传感器手册来编写代码驱动模块</li>
</ul>
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<h1>一、 模块选择</h1>
<h2>1.1 模块介绍</h2>
<ul>
<li>我是使用的温湿度模块是BME280和BME680，其工作电路基本一致，最大区别为封装大小</li>
<li>温湿度模块通讯我的设计是将SPI和IIC功能都引出，本文主要是通过IIC进行应用，那么地址其中一个为高一个为低。</li>
<li>默认地址是0x77和0x76<br />
</li>
<li>我的人脸感知模块是使用的SEN-21231传感器，此模块自带处理器，我们只需使用IIC接收特定格式的数据即可<br />
</li>
<li>第三个模块是声光定位模块是使用的MicArray 麦克风阵列，此模块分别为LED控制和MIC控制，使用IIC和IIS发送接收数据即可<br />
</li>
<li>主控单片机为STM32H7S3L8<br />
<strong>1.2 BME电路设计</strong></li>
<li>电路主要设计是BME280以及BME680两器件</li>
<li>首先设计模块大小，我将两模块的大小设计为一样<br />
</li>
<li>然后是模块的供电设计，使用LDO供电<br />
</li>
<li>其次是将传感器的引脚引出。<br />
</li>
<li>下面设计使用一个N沟道的MOS管来实现电平转换，来预留IIC以及SPI接口</li>
<li>工作原理： 当SCK线（MCU侧，3.3V）为高电平时，MOSFET的源极为3.3V，栅极电压为0V（通过R7下拉），此时MOSFET不导通，SCL线上的电压通过R8上拉至5V。 当SCK线为低电平时，MOSFET的源极被拉低到0V，栅极-源极电压为正值（接近3.3V），MOSFET导通，SCL线也被拉低到0V。<br />
</li>
<li>然后是IIC地址的设置，通过在ADDR进行上下拉来设置地址，两个模块分别焊接一个为高一个为低即可。<br />
</li>
<li>最后是将SPI以及IIC控制口引出。<br />
</li>
<li>然后布局拉线即可获得自己的一张PCB，焊接测试。<br />
</li>
<li>BME680传感器的电路基本一致就可以<br />
<strong>1.3 人脸感知模块使用</strong></li>
<li>首先我看了官网的数据，到手模块电路有五个引脚，分别为3.3V、SCL、SDA、INT、GND，很明显就是IIC通信和一个中断触发时输出高电平，该传感器支持高达 400k 波特的 I2C 总线速度，中断触发的要求就是监测到人脸，在触发同时模块的LED灯会绿灯常亮。</li>
<li>此模块检测人脸时模块的位置必须是LED处于右上方，否则默认未检测到。</li>
<li>以下为示波器测试中断引脚的波形图与LED实测图。<br />
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<strong>1.4 声光定位电路使用</strong></li>
<li>拿到模块后官网下载原理图，第一眼我看成了IIC通讯，因为有数据和时钟信号线，最终从数据手册得知这是一种双线通讯协议。</li>
<li>此模块的控制方式是LED会根据给的数据进行按照电路顺序进行传输到每个LED，而不用通过地址进行选择驱动设备。<br />
</li>
<li>接着就是麦克风的控制，MSM261S4030H0是一种全指向的麦克风，那么就意味着这个麦克风可以检测任意位置的声音。输出的数据类型是PDM，即脉冲密度调制，一种数字音频信号输出方式，效率很高。</li>
<li>此麦克风适用于我们常见的语音助手、智能音箱以及语音激活设备中。</li>
<li>此传感器不是标准的IIS传输，需要根据时序图进行代码修改</li>
<li>查看传感器手册来编写代码驱动模块</li>
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<p>检测人脸时模块的位置必须是LED处于右上方，否则默认未检测到</p>
<p>这是什么原理</p>
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