目前,已有许多企业加入了OpenHarmony的开发社区,OpenHarmony的南向在开发过程中已经取得了重大进展,移植适配OpenHarmony的开发板也相继问世,根据OpenHarmony的三级系统类型(轻量系统、小型系统和标准系统)也分别设计生产了应对不同功能要求的开发板。具体介绍如表1-7所示。
表1-7 各种规格的开发板
而本书所对应的红莓开发板,基于Rockchip RK2206,是一款专门为OpenHarmony设计的轻量级开发板。面向OpenHarmony初学者,开发板具有USB 2.0 OTG、SPI、UART、I 2 C、PDM、I 2 S接口。具备如流水灯、按键中断、屏幕显示等基础实验功能,也具备如NFC、ZigBee、WiFi等功能模块,还具有多种类型传感器的接口,功能丰富多样。
本节主要对红莓开发板上的核心板及RK2206芯片进行介绍,例如红莓开发板的核心电路系统和RK2206芯片各GPIO引脚具备的复用功能。红莓开发板核心电路系统如图1-15所示。
图1-15 红莓开发板核心电路系统
红莓开发板基于Rockchip RK2206与RK812芯片集成一体的核心板,其中RK2206芯片具有USB 2.0 OTG、SPI、UART、I 2 C、PDM、I 2 S接口,核心板引脚分配如图1-16所示。
图1-16 RK2206核心板引脚分配
RK2206芯片的引脚定义如表1-8所示。
表1-8 RK2206芯片的引脚定义
续表
红莓开发板最小系统是指能够让红莓开发板正常工作的包含最少元器件的系统。红莓开发板所使用的是包含RK2206芯片与RK812等在内的集成核心板,其上不仅有红莓开发板正常工作的必备电路,还包含WiFi、ADC等一些额外功能,因此在对最小系统电路进行介绍时,为使用方便,只介绍部分核心板电路,以及部分功能电路。
最小系统核心电路包括电源管理电路、复位电路、晶体振荡电路和OTG接口电路及USB转TTL串口电路。
根据电源获取途径与开发板使用要求,RK2206电源电路采用DC/DC+LD0的结构。总电路包含BUCK+LD0、PMIC电源管理电路、退耦电路与公共接地端。
电源管理电路结构如图1-17所示。
图1-17 电源管理电路结构
5V输入电压一部分通过BUCK电路高效率地被转换为1.8V输出电压,向开发板提供电源;另一部分通过LD0电路输出4种电流大小不同、伏值不同的稳定电压,以便向开发板及芯片各部分供电,输出电源如表1-9所示。
表1-9 输出电源
PMIC电源管理电路如图1-18所示。
退耦电路与公共接地端电路如图1-19所示。
每种输出端口分别连接退耦电容,以便将电路输出的脉冲直流电转换为稳定直流电。电源的退耦电容一般就近放在RK2206与RK812的每个电源引脚旁,用于抑制芯片工作时引起的“地弹”噪声,确保电源稳定。
复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式,复位电路如图1-20所示。
上电自动复位是在加电瞬间电容通过充电实现的,在通电瞬间,电容C6通过电阻R10充电,RESET端出现正脉冲,用以复位。只要VCC的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位,即接通电源就完成了系统的复位初始化。
图1-18 PMIC电源管理电路
图1-19 退耦电路与公共接地端电路
图1-20 复位电路
手动复位是指通过接通按钮开关,使单片机进入复位状态。系统上电运行后,若需进行复位,则一般通过手动复位实现。复位通常为低电位复位,平时RESET端连接3.3V高电平,当按下按键后,RESET端与地连接,产生一个低电平,实现复位。
晶体振荡频率为40MHz,晶体振荡电路中连接的电容为谐振电容,为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容,谐振电容在此取值为22pF。只有这样,晶振才能正常工作。晶体振荡电路如图1-21所示。
图1-21 晶体振荡电路
OTG接口是在USB 2.0接口的基础上,额外增加了一种电源管理功能。它使设备既可以作为主机,也可以作为外围设备。
OTG接口中DM和DP端为数据正负信号接口,OTG_ID端连接3.3V电压,以保持OTG接口接收烧录数据。与此同时,USB接口可以为开发板提供5V的稳定电压。5V电源电压连接TVS瞬态抑制二极管用于RK812免受各种浪涌脉冲的破坏,DM与DP间连接ESD静电保护二极管,减少数据总线受到静电放电导致的损害。
OTG接口电路如图1-22所示。
图1-22 OTG接口电路
USB烧录接口如图1-23所示。
为了方便系统采用串口下载,红莓开发板在最小系统中设计了以FT232RL芯片为核心的USB转TTL串口电路,MCU输出的TTL信号经FT232RL芯片转换为PC端USB接口可以识别的电平信号,方便在实际使用中借助串口进行调试工作,并且USB接口可以为开发板提供5V供电电压,USB转TTL串口电路如图1-24所示。
图1-23 USB烧录接口
图1-24 USB转TTL串口电路