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prj_air

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原理图分析

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USB供电

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USB_IN是typeC口的5V，F1是自恢复保险丝，防止后级短路损坏USB充电器，两个电容滤除纹波，VCC_SYS为给锂电池充电的电压，R1限流电阻，8050三极管判断是否插入USB充电。8050三极管，V12大于三极管Vbe，则导通，USB_DETECT被拉低，说明USB插入。PC13默认配置为上拉输入。 三极管

锂电池充电

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该锂电池，充电电压4.2V，放电截止电压2.75V，但实际处理时按照3V来算

charge可阅读TP4055手册，是充电状态指示。R4接在PROG，是控制充电电流的。BT1是锂电池，R5R6搭配PC5引脚是测量电池电压的。后面两个三极管电路，Q1是决定锂电池VBAT供电，还是USB的VCC_SYS直接供电。Q7是搭配拨动开关SWS，决定是否给整个设备供电（就是设备的开关机拨码开关） 二极管

Q1电路：（Q1应该是ds画反了）一个P沟道MOS管，引脚从左到右312依次是dgs。当没插USB供电时，VCC_SYS为0V，3d为VBAT电压4.2V，s电压(假设)为d电压减去Q1寄生二极管分压0.7V，为3.5V，则Q1MOS管导通，设备由电池供电。当插入USB供电时，VCC_SYS为5V，经过二极管D1分压0.3V，电压高于s，则Q1三极管截止，电池不给设备供电，而是由USB供电。D1的作用是防止倒灌，若USB没供电，若无D1，则Q1导通后，s电压VBAT又回到g处VCC_SYS，导致TP4055芯片两个引脚之间短路

Q7电路：若开关断开，则gs电压一致，MOS管截止，SYS无电压，整个设备断电。若开关闭合，g为0V，s为供电电压，MOS管导通，整个设备上电。R2的作用是防止短路，若无R2，则开关闭合，供电电压直接接地，造成短路

电压转换模块：

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整个系统，5V稳压的作用：给锂电池充电、给PM2.5模块供电、转3.3V。转3.3V不用锂电池的4.2V是因为电池最后放电的时候，电压小于3.3V了。

软件架构方案设计

单片机软件架构设计：分层设计、模块设计、详细设计

一般地先根据需求，确定好硬件，画出整个系统的各个模块，再进行分层设计。分层设计时可以先确定好驱动层，哪些器件驱动需要实现

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分层设计

应用层：实现业务功能逻辑、策略。比如传感器在屏幕熄灭状态下，工作1min，休息10min

中间件：放一些开源库，比如文件系统FATFS，moduleBus的库

驱动层：各个器件和模块的驱动，比如传感器数据接收、数据发送等

底层：单片机厂商提供的，就是标准库、HAL库这样的

每一层，又都有独立的一些模块

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模块设计⭐

模块和模块之间的时序、依赖关系

详细设计

模块内部的业务流程、模块对外的API接口函数的原型

代码实现

分为裸机和FreeRTOS两个版本

裸机

手搓一个极为简单的框架

裸机调度框架

函数指针

// main.c
 
int main(void)
{
	Init();
	while(1)
	{
		TaskHandler();
	}
}
 
 
void TaskHandler(void)
{
	// 遍历每个任务
	for(uint8_t i = 1; i < TASK_NUM_MAX; i++)
	{
		if(TaskComps[i].run)				// 判断任务时间片标记
		{
			TaskComps[i].run = 0;			// 标记清零
			TaskComps[i].TaskFuncCb();		// 执行调度任务
		}
	}
}
 
/*
 
// 系统滴答定时器 中断服务函数，每1ms进入一次
// 这里SysTick_Handler(void)只做框架示范用，实际应用时应遵守代码分层规范，在systick.c中调用
void SysTick_Handler(void)
{
	TaskScheduleCb();
}
 
*/
 
 
// Cb:CallBack 因为这个函数在比他低的软件层被调用，所以叫回调函数
// 在定时器中断服务函数中被间接调用，设置时间片标记，需要定时器1ms产生1次中断
void TaskScheduleCb(void)
{
	// 遍历每个任务
	for(uint8_t i = 1; i < TASK_NUM_MAX; i++) 
	{
		if(TaskComps[i].timCount)				// 判断时间片计数
		{
			TaskComps[i].timCount--;		// 时间片计数递减
			if(TaskComps[i].timCount == 0)		// 若时间片到了
			{
				/* 时间片标记为1，并重载计数值 */
				TaskComps[i].TimCount = TaskComps[i].timRload;
				TaskComps[i].run = 1;
			}
		}
	}
}
 
typedef struct
{
	uint8_t run;				// 任务调度标志，1调度，0挂起
	uint16_t timCount;			// 时间片周期，用于递减计数
	uint16_t timRload;			// 时间片周期，用于重载
	void(*pTaskFuncCb)(void); 	// 函数指针，保存任务函数地址 
	// 函数指针，就是用 (*标识符) 代替函数名，剩下照抄，形参名可以不需要
}TaskComps_t;
 
static TaskComps_t TaskComps[] = 
{
	{0, 5, 5, HmiTask},
	/* 把任务的结构体都在这里初始化 */
}
 
#define TASK_NUM_MAX (sizeof(TaskComps) / sizeof(TaskComps[0]))
 
// main.c
// 在应用层，给驱动层注册回调函数，这样驱动层就可以调用应用层的函数了
static void Init(void)
{
	TaskScheduleCbReg(TaskScheduleCb); //
}
 
// systick.c
/*
void TaskSchedule(void) 应该每1ms被调用一次，来进行时间片计数的递减与时间片标记的判断，应该放在systick的1ms中断中执行
但是，systick的1ms中断属于驱动层，而TaskSchedule()属于应用层
按照代码分层的思想，驱动层不应该直接调用驱动层的代码，否则会使分层模糊，增加了不同层之间的耦合度
可以使用回调函数的思想，让驱动层间接调用应用层函数
*/
 
 
 
 
static void (*g_pTaskScheduleFunc)(void);          // 函数指针变量，保存任务调度函数void TaskScheduleCb(void)的地址
 
/**
***********************************************************
* @brief 注册任务调度回调函数
* @param pFunc, 传入回调函数地址
* @return 
***********************************************************
*/
void TaskScheduleCbReg(void (*pFunc)(void))
{
	g_pTaskScheduleFunc = pFunc;
}
 
 
/**
***********************************************************
* @brief 定时中断服务函数，1ms产生一次中断
* @param
* @return 
***********************************************************
*/
void SysTick_Handler(void)
{
	g_sysRunTime++;//系统运行时间递增。和调度框架没关系，可以先忽略
	if (g_pTaskScheduleFunc == NULL) // 防止出现野指针问题
	{
		return;
	}
	g_pTaskScheduleFunc(); // 每1ms调用一次 TaskScheduleCb
}

pm2.5传感器模块

用static修饰函数时，只能在本文件内调用。即使在别的c文件中include头文件，编译也会报错undefined

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