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不到 1 元,64K Flash + 8K RAM:CH32V006 直驱彩色 TFT LCD,100 FPS 无压力

上上周发了篇文章介绍了一下用 CH32V003 做过的项目(那些年用 7 毛钱单片机 CH32V003 做过的 DIY 项目),总的感觉用起来还是很舒服的,不过最近也了解到沁恒推出了差不多加量不加价的 CH32V006,资源不止翻倍, 价格在某宝上也只要 8 毛钱一颗

稍微研究了下,发现 CH32V006F8P6 和我在用的 TSSOP20 封装的 CH32V003F4P6,可以算是能 Pin2Pin 替换,这连开发板都可以直接用之前自己画的 V003 的开发板 PCB 😃。

0.96 寸 TFT LCD 驱动实测

之前用 CH32V003 的时候,即使它有 SPI 总线,但是 16KB Flash 实在有些捉襟见肘,即使驱动像 0.96 寸 TFT LCD 这样的小尺寸屏幕,分辨率为 160x80,色深为 16 位,一张全屏背景图就要消耗 …

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汇报一下基于 CH32V003 + 电子墨水屏的超低功耗 Tag 续航测试结果

在 5 月份的时候,分享了一个基于沁恒 CH32V003 + 电子墨水屏的一个超低功耗时间 Tag 项目(见 电流15uA续航一年?CH32V003低功耗应用尝试 ),想借此学习了一下低功耗嵌入式开发,到上周,这个测试设备的终于支撑不住,已经差不多耗尽了电池。

回顾一直技术方案

之前的文章已经介绍了大概的技术方案,使用 CH32V003 作为主控 MCU,电子墨水屏作为显示设备,PCF8563 作为 RTC 时钟保存时间,CH32V003 使用待机模式,每 10 分钟唤醒一次,从 RTC 读取时间并刷新电子墨水屏,然后通过 PMOS 将电子墨水屏的供电断开。

在实际测试过程中,不刷新电子墨水屏且 CH32V003 处于待机状态时,电流大概是 17uA,在 CH32V003 唤醒且刷新屏幕时,电流大概是 15mA。回去看了下之前的文章,发现把刷新屏幕的电流算小了,原先用的 5mA,这次刷新期间使用 15mA 来计算。

综合刷新屏幕所使用的时间和次数,估算整体电流消耗大概是 142uA。

配合一个 450mAh 的电池,理论续航时间是 450 / .142 / 24 =132 天

RTC



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那些年用 7 毛单片机 CH32V003 做过的 DIY 项目

在去年了解到沁恒 7 毛钱的 MCU CH32V003 之前,一直都是玩的乐鑫的 ESP32 系列,从 ESP8266 到 ESP32、ESP32-S2、ESP32-S3,从来没有为 MCU 的 Flash 和 RAM 资源发愁过。

但是在某些场景下,不需要这么强大的 CPU 能力,也不需要 Wi-Fi 或蓝牙连接能力,再用 ESP32 就有点杀鸡用牛刀了,刚好这个时候了解到了 CH32V003,首先就是价格相当便宜,然后在做一些简单的项目时,资源也足够使用了,并且外围电路太简单了,设计和焊接 PCB 都压力小了很多。

然后在相当长一时间里,做啥 DIY 项目,都会首先想 CH32V003 能不能用,经过了一年多,回头看也用它搞了不少好玩的东西。

注:当然现在沁恒也推出了价格相近,但是资源更丰富的 CH32V006 系列,65K Flash,8K SRAM,如果对 MCU 资源要求更高可以尝试一下。

USB 电流表 & USB PD 诱骗器

第一个尝试使用 CH32V003 的项目,学习了一下 I2C 通信、ADC、GPIO …

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使用 C 语言位运算操作,编写一个简单高效的单片机 OLED framebuffer 驱动

在之前做 CH32V003 系列项目时,总是会用到 0.96 寸 12864 OLED 屏幕,用来显示数据和进行用户交互操作。一开始是直接用了 CH32V003-GameConsole 项目中的 oled_min.c,不过那个是只用来显示一个位图,并且还不太能支持任意位置显示,因此就需要改造一番。

另外之前在做电流表项目时,也找了好多点阵字体,发现都是用了一个 DCfont 的结构体,如果能兼容这个格式,后续项目中使用不同字体时就可以很方便的替换了。

至于为什么要自己写这个库,是因为这个是在 CH32V003 上用的,16KB Flash + 2KB SRAM 的资源相当紧张,没办法使用 Arduino 中成熟的库,只好自己写一个,顺便学习一下。

字体及位图数据结构

DCfont 这个数据结构如下所示。

struct DCfont {
    uint8_t *data;
    uint8_t width;
    uint8_t height;
    uint8_t min, max;
};

刚好对于单色 XBMP 图像来说,在渲染时也差不多是需要相同的参数,刚好用同一个函数来同时兼容绘制 DCfont 和 XBMP 了。…

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更现代的嵌入式开发工具?面向多平台的全集成 RISC-V IDE – MounRiver Studio II 上手体验

最近一段时间都在用沁恒家的 MCU 开发一些小玩具,例如 CH32V003、CH585 等。之前开发的项目,工程和工具链都是使用的 Visual Studio Code + PlatformIO 插件来管理的,整体用起来也还算方便。

前段时间发现沁恒发布新版本的 MounrRiver Studio II框架换为了 Visual Studio Code,另外更重要的是,除了 Windows/Linux 系统外,还支持 macOS 操作系统 啦~这不得赶紧下载体验一番。我也在网上搜索了一下,本身 MCU 厂商提供 IDE 的就不多,基于 Visual Studio Code 开发并且集成全套 RISC-V 工具链就更少了,不得不说沁恒在开发者生态的建设上还是花了功夫的。

这次就拿之前开发过的基于 CH32V003 的 UVLED 紫外固化灯固件项目,来试试新 MounrRiver Studio II 好不好用~

PS. 为了打字方便 MounrRiver Studio …

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电流15uA续航1年?CH32V003低功耗应用尝试

在几周前,我尝试了用 CH32V003 这颗几毛钱的 MCU 来驱动电子墨水屏(文章见 《7毛钱的 MCU CH32V003 驱动 1.54 寸电子墨水屏》),主要是为了想试试低功耗应用的开发。

之前一直玩的 ESP32,总体来说功耗还是比较大,在查了 CH32V003 的手册之后,看到它的待机模式电流可以到小于 10uA,就准备试试看。

PS. 这篇主要是从一个新手的角度去了解了一下低功耗应用开发,以及记录在功耗优化中踩的坑,如有不足或差错,还请指点。

应用设计功能目标

之前已经完成了墨水屏的驱动,大概设计了一些这个设备的功能目标:

  • 每 10 分钟更新一次屏幕,显示与标记时间的间隔
  • 如果没有按住功能键,唤醒时只更新屏幕
  • 续航可以到达半年以上

另外这里用了 RTC 芯片作为时钟,查了数据手册,功耗 0.1uA 以内,就不用额外考虑了 🙈。

最近一直在用的 MCU 是 CH32V003,比较熟悉,主控还是选它了。

CH32V003 的低功耗模式

CH32V003 官网:https://www.wch.cn/products/CH32V003.html

根据 CH32V003 的数据手册,它提供了两种低功耗模式:

  • 睡眠模式
  • 待机模式

这里因为应用本身在大部分时间里,MCU 都不需要工作,也不需要刷新屏幕,为了达到最长续航时间,就选用待机模式了。

ch32v003-low-power-dev-2

待机模式电流

在数据手册里可以看到,3.3V …

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7毛钱的 MCU CH32V003 驱动 1.54 寸电子墨水屏

放假了玩点轻松的,最近为了玩电子墨水屏,搞了个电子墨水屏驱动板,用 ESP32 来驱动是很方便了,不过想试试用 CH32V003 这种入门级的芯片玩玩看,顺便也学习一下墨水屏的驱动。

这里使用的墨水屏是 1.54 英寸,通信接口是 SPI,驱动代码直接找了微雪的示例程序改写成使用 CH32V003 的库。

硬件连接

CH32V003 有一个 SPI 接口,这里与电子墨水屏通信使用四线 SPI,需要额外准备一个 DC 引脚,SPI MISO 不需要使用,这里直接悬空了。

除了标准的 SPI MOSI、CLK 需要使用指定的引脚,其他引脚都使用软件方式操作,特别是 SPI CS,这里连到了 PD3。

墨水屏其他几个引脚的连接:

  • CS -> PD3
  • BUSY -> PD2
  • DC -> PC4
  • RST -> PC3

ch32v003-eink-driver-1

使用 SPI 总线

SPI 驱动直接使用 CH32V003EVT 中的例程就可以了,不过需要注意的是,例程中的一些参数需要根据墨水屏的特性进行修改,主要修改有以下几个地方:

  • SPI_DataSize:需要修改为 8b


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开源了,智能UV胶紫外线固化灯复刻教程

上周分享了一个基于 CH32V003 的紫外线固化灯,《7毛钱MCU能做啥,搞个智能UV紫外线固化灯》,周末整理了一下相关的资料,把这个项目开源出来,有需要的朋友可以复刻一个~

make-smart-uvled-1

元件列表

MCU、风扇、屏幕等可以在淘宝购买,其他 PCB BOM 中的元件基本上都可以在立创商城找到。

  • CH32V003F4P6:淘宝购买,一般 7 毛的样子
  • OLED:0.96 英寸,分辨率 128x64,引脚顺序 GND、VCC、SCK、SDA
  • 风扇:5V 超薄铝散热风扇,PH2.0 接口,尺寸 4x4x1.2cm
  • LED 驱动 DX1240:立创商城购买
  • UVLED:原理图不对,实际型号 JNJ-L-3535EW90-36530-SL-G1,立创商城购买
  • 船形开关:10.5x15mm 规格两脚的,立创商城有
  • 自攻螺丝:M2x16,M2x5,两种规格
  • 锂电池:503040 规格,PH2.0 插头
  • NTC 电阻:10K 3950 线上 10cm,需要自己做 PH2.0 的插头

其他元件使用 BOM 表里面的就可以了。

总共成本大概在 50 左右。

PCB

这个项目需要两块 PCB,一个使用铝基板的 LED 灯板,一块主控板。…

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7毛钱MCU能做啥,搞个智能UV紫外线固化灯

之前在做网红电气灯的时候,外壳的亚克力板是 UV 胶水粘接的,这个时候就需要使用紫外线固化灯了。虽然在买 UV 胶水的时候,卖家也送了一个紫外线固化灯,但是那个灯实在太弱了,照半天 UV 胶表面还是粘粘的。

这个时候就想到去自己做一个 UV 紫外线固化灯,刚好在立创开源平台看到一个结合了紫外线 LED 恒流驱动 + MCU 智能控制 + 风扇散热的项目,就参考了一下来做个自己的智能 UV 紫外线固化灯。

成品效果

操作视频

固化使用

diy-smart-uvled-1

功能设计

自己搞的紫外灯,功能肯定是按自己的需求设计了,最重要的一点就是紫外线 LED 功率要大,为了方便使用,也要支持电池供电。

在梳理常用的使用场景以及结合大功率灯珠的限制之后,就可以大概知道整体的功能范围了:

  • 使用 2W UVLED 灯珠,支持 PWM 调光控制亮度
  • 使用风扇散热,支持风扇电源控制
  • 支持设置 LED 亮度、自动倒计时照射固化
  • 支持灯珠温度检测,自动控制风扇开启关闭
  • 支持电池供电移动使用,支持电池电压检测

硬件选型

针对功能需求,大概的硬件选型也可以定下来了,屏幕不用显示太复杂的信息,用了 0.96 OLED,风扇和 LED 铝基板直接借用了立创开源项目选的元件,其他的都换掉了。

  • 主控 MCU:CH32V003
  • 屏幕:SSD1306 128x64 OLED


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来了来了,用单片机 ESP32-S3 跑 RISC-V 模拟器运行 Linux,这次启动只要 8 秒

在之前一篇文章 《用 7 毛钱的 CH32V003 单片机跑 Linux,启动需要 5 分钟》 中介绍了开源项目 linux-ch32v003mini-rv32ima,可以在 7 毛钱的单片机 CH32V003 上配合外置 PSRAM 来运行一个 RSIC-V 模拟器,并且可以运行一个裁剪过的 Linux 系统镜像。

但是 CH32V003 的性能不太强劲,按作者介绍启动 Linux 系统需要 5 分钟,为了更好地学习一下 RSIC-V 模拟器,我决定把它移植到 ESP32-S3 来试一下看看。

PS. 搞这个也是仅供娱乐了,毕竟 ESP32-S3-N16R8 20 多元的价格,可以买像 V3S 这样正经 ARM SoC 来跑 Linux 了。

移植 mini-rv32ima

在上一篇文章中,已经大概介绍了移植 …

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