自制电子相机（2）- 硬件设计
记录该项目的硬件设计过程
前言
我发现，对于stm32的硬件设计其实只需要确定好有哪些外设，这些外设需要使用哪些片上外设。然后根据这个就可以按照stm32的数据手册中的引脚图来进行选择配置了
上图是stm32的数据手册的引脚图的图注。
根据确定好的硬件就可以开始原理图的绘制，然后布置好PCB发至工厂进行制作即可。
所以我们进行硬件设计的重要的是明确需求，根据需求来选择合适的硬件进行设计
需求
由于我想制作一个电子摄像机，主要功能就是可以进行拍摄照片、录制视频；然后可以在显示器中显示，并且自带一个锂电池方便出行。
根据上面分析的需求，我需要一下模块：
- 主芯片
- 镜头模块
- 电池模块
- 显示器模块
- JTAG调试接口
- 其他芯片必须外部电路
其中提供两种模式：
- 拍摄模式
- 视频模式
- 拍照模式
- 查看模式
以上两种模式要有不同的硬、软件要求。
系统设计
这一步主要是进行系统的设计，提出一个系统的设计方案。由于我需要制作一个相机，所以一定不可以是一块PCB板就可以的，我的打算是做三块PCB板：
- 中间层：芯片核心板以及主要的外设电路
- 上层：显示板以及按钮电路
- 下层：镜头板
各个PCB之间使用连接器或者是排插来连接。
3张PCB板中放置的电路以及PCB之间的联系：
外设选型
摄像头
我选用的是微雪的ov5640模组，主要的参数如下：
TODO
更多的信息可以参考这篇文章
引脚定义
以上的数据都是在微雪的0v7670模组的数据手册中获取的。
原理图
| 模块引脚 | STM32引脚 |
|---|---|
| DCMI_SCL | PD6 |
| DCMI_SDA | PD7 |
| DCMI_D0 | PC6 |
| DCMI_D1 | PC7 |
| DCMI_D2/SDIO_D0 | PC8 |
| DCMI_D3 | PC9 |
| DCMI_D4 | PE4 |
| DCMI_D5 | PE5 |
| DCMI_D6 | PB8 |
| DCMI_D7 | PE6 |
| DCMI_HREF | PA4 |
| DCMI_VSYNC | PB7 |
| DCMI_PCLK | PA6 |
| DCMI_XCLK | PA8 |
| DCMI_RESET | PC1 |
| DCMI_PWDN | PC0 |
下面这个是在主控芯片为stm32f75xx时绘制的。
实际上，大部分的摄像机模块的引脚都是相同的。所以可以连起来使用的
按钮&旋钮电路
这里主要是两个按钮，当作快门和模式选择键。那一个旋钮键是用来切换图片的，其主要作用是用在软件的切换图片当中。
电路图绘制
旋钮：
这是第一种方法：
第二种方法：来源
按钮：
FLASH存储
flash存储在单片机中担任外存的角色。由于预算有效，我使用的是华邦的W25Q256JVEIQ NOR FLASH。单片价格是14左右，相比于瑞萨等等公司动则3、40的nor flash芯片还是便宜不少的。
关于这个芯片的数据手册可以去其官网，或者是嘉立创上下载。
其与单片机之间的通信主要是通过SPI
引脚定义
其一共有8个引脚，其定义如下：
更加详细的定义可以在数据手册中的第四章找到。
电路图连接
由于其主要通过SPI来和单片机通信，所以：
EEPROM存储
其与单片机之间的通信主要是通过IIC
扩展外部SRAM
这里我选择的是美国芯成的IS62WV51216BLL-55TLI单片价格位30左右，价格较低。其大小为8MB。
引脚定义
其与单片机之间的通信主要是通过FSMC
原理图绘制
外设
在使用的stm32f4x的数据手册中有一副图显示了所有可以使用的外设所需要的接线口：
该图的位置stm32f4x数据手册的19页。
下面记录各个外设所需要使用的stm32中的哪些外设。
显示器模块
我直接使用了现成的显示器模块，而不是自己制作。原因是更加方便，节省时间。但是我仍然会尝试自己绘制一个显示器模块的原理图，只是不会制作成PCB
我选择的是：中景园电子的一块屏幕，类似的还有：
中景原电子的3.2inch的电阻触摸显示屏，其主要参数如下：
物理结构：
引脚定义
显示模块之杂项
除开上述的东西外。这个显示器还需要使用一种特殊的连接方式，就是FPC软板。其使用特殊的连接器。在购买时可以搜索FPC/FFC连接器。
这种连接器在原理图上显示为：
实际图片：
更加详细的信息可以查看这篇文章
杂项
首先在电路图中，如果芯片引脚上标注了GND，则这个引脚所接的是导线GND，而不是哪个符号GND
如图：
这个图上1号引脚是GND。所以其接的也是GND，而不是右边排针上接的那个GND的接地符号。