基于ESP32的桌面小屏幕实战[2]：硬件设计之充电管理
1. 硬件基础知识
1.1 原理图设计、PCB设计、PCB（电路板）、PCBA（电路板+元器件）分别长什么样？
1.2 高低电平
一般可以理解为输出电压=VCC就是高电平，输出电压=GND（一般是0V）就是低电平，分别用1和0来表示，这个是理想值。
但实际上它也有一个范围，比如你的单片机供电压（VCC）=5V，那么datasheet里会说明
高电平最低要达到多少伏，比如给出的是3.7V，那么在3.7~VCC的范围内，单片机都会识别成高电平。
低电平会说明最高能达到多少伏，比如0.8V，那么GND~0.8V这个范围内的电压都会被识别为低电平。
1.3 常见术语
GPIO：通用的数字输入/输出接口
I2C：一种双向、串行、同步的通信协议
SDA：数据线
SCL：时钟线
SPI：串行外围设备接口
1.4 电阻、电容、封装
电阻的作用：限流、分流、分压
电容的作用：滤波、旁路、去耦、储能
封装：封装不同，尺寸不同，影响到焊接难易
2. 绘制原理图的准备工作
2.1 下载手册
在“立创商城”搜索“TP4056”，可以看到TP4056的数据手册。我们可以参考手册内容绘制原理图。
用同样的方法，下载好其他手册，就可以开始绘制原理图了。
2.2 如何绘制原理图？
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EDA下载与工具介绍
考虑到上手成本，本项目用立创EDA
在嘉立创EDA官网下载专业版 -
从外设选型记录的编号，把器件放入EDA
官方提供符号和封装的，直接使用；官方没提供的，自己创建
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外设方案由Datasheet、论坛、TB、搜索确定
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绘制原理图
3. 绘制原理图（以充电管理为例）
3.1 导入文件
（1）打开立创EDA，导入专业版
（2）无需解压，直接选择
（3）导入
（4）选择工程路径
3.2 确定主控芯片的最小系统
在乐鑫官网的“硬件-->芯片-->ESP32-->32图标”找到ESP32
在“ESP32模组”中找到“ESP32-WROOM32E/32UE”
点击后，进入技术规格书。在第23页，有“外围设计原理图”
3V3是电源
EN引脚是复位端，当EN引脚接地时，芯片复位
下图所示区域是晶振部分，本项目可以删掉它
TXD0和RXD0是烧录口
IO0用于切换芯片的正常模式和下载模式。下载时，需要将此引脚拉低，正常运行时，保持默认电平即可。
3.3 外设接口说明
3.3.1 TP和I2C
INT和RST用普通的IO口即可。
确定SCL和SDA连接的引脚，需要在《ESP32WROOM32E ESP32WROOM32UE 技术规格书》中找哪个引脚是固定有I2C功能的。
在“表3：管脚定义”的“功能”栏中找I2C，没有找到。那就去ESP32的datasheet中找。《ESP32WROOM32E ESP32WROOM32UE 技术规格书》的第30页提供了链接。全局搜索一下I2C，找到下图所示内容。
说明ESP32只要支持GPIO的管脚，就能支持I2C。ESP32的datasheet中说明：ESP32 共有 34 个 GPIO 管脚。本项目选用IO32和IO33，因为它们离端子更加近，走线方便一点。
不用IO34和IO35的原因：
在ESP32的datasheet的附录“A.4. IO_MUX”表格中显示，IO34和IO35只支持输入，不支持输出。
3.3.2 墨水屏 SPI
在ESP32的datasheet中可以看到，ESP32一共有4个SPI引脚。SPI0和SPI1被用在模组内部的flash里。所以本项目用SPI2和SPI3。
从上表中可以看到，只要支持GPIO的管脚，就支持通用SPI。所以就可以选择走线方便的引脚。
3.3.3 蜂鸣器 GPIO
普通的GPIO，选择走线方便的即可。
3.4 充电管理
3.4.1 放置芯片
在立创商城搜索TP4056
可以看到编号。在立创EDA中搜索这个编号，可以看到原理图和封装。点击放置就能直接用。
这个型号的芯片典型应用如下图所示（TP4056的datasheet有这张图）
3.4.2 给PROG接一个1.2kΩ的电阻，封装是0603
放置上去
为什么要接1.2kΩ的电阻？
TP4056芯片的数据手册中有说明，推荐1.2kΩ
3.4.3 接2个发光二极管
在立创商城中搜索LED，找到封装接近0603的LED，选个红色的
在立创EDA中搜索C19171390
放置上去
换个颜色再找一个，在立创商城里搜索“LED 发光二极管 绿色 0603”
在立创EDA中搜索C7371905
注：按空格键可以更改器件方向。
ctrl+c和ctrl+v加2个限流电阻
3.4.4 接电容
过冲可能会击穿，电容的耐压值一般选择2倍以上。5V供电，耐压值应选择10V。
3.4.5 接地、接电源
3.4.6 USB 端子
项目中用的是C692421
3.4.7 连线
把红框中的+5V改为VUSB
3.4.8 电源端子
电源端子用来接电池。本项目中用的是C2905009
3.4.9 电池焊盘
电池焊盘官方没有提供，需要自己创建
画方框加一个引脚
在新弹出的窗口中选择“异性焊盘”
在弹出的窗口中点确定。
测量一下刚刚画的尺寸，是1.026mm。后续可以根据实际需求确定大小。
下面关联封装
回到原理图，在库中找到电池焊盘。注意：要把刚才的元件和封装图保存。
放置焊盘
可以看到刚刚画大了，需要调整一下。最后画成资料中的样子就行，
这样，充电管理的原理图就画好了。下篇文章将绘制主控、墨水屏、TP、USB转串口、蜂鸣器、稳压的原理图。
