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HAM电子模块主控板(开源项目)--原CW练习器 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2019-08-10
       前几个月搞了一个CW练习器的小制作,起源于今年春节期间几个HAM在一起吃饭,说起培养比赛OP,同时也让大家学习一下STM32的编程,就搞了用STM32做一个CW练习器的项目,一开始说的是低成本制作,但是板子设计时具备后期扩展LCD显示、闪存、时钟等功能,前期做了大概三十多套,都免费发给本地爱好者DIY了,后来增加了编码器、LCD、闪存、时钟芯片、时钟后备电池等扩展元件。大家通过动手制作,一方面提高了动手能力,另一方面也吸引更多的ham学习CW,为协会集体台培养后备OP。








   这款CW练习器在hellocq.net DIY板块发布过一回,帖子见:https://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=364938&fpage=2。看到国外很多类似的开源项目,所以也想要做成一个HAM开源项目,目前硬件电路已经经过了6次改版测试,基本定型。软件目前具备以下功能:
1、手键、自动键发码练习
2、码速5-45连续可调
3、音调、点划切换、PTT延时可调
4、屏幕界面颜色自定义可调
5、CW自适应速度解码
6、自动随机生成呼号、字母、数字或者混合报文发码,进行听抄练习
7、日期、时间调整
8、四个自定义按键,可以实现一键发送自定义报文,可以连接电台用于日常通联
等功能。

   实际上STM32只是做一个CW练习器有点功能浪费了,CW练习器仅仅是其简单的应用而已,实际上配合软件编程,应该可以实现更多的HAM应用。所以在后面设计板子时,就有意将这个练习器设计为一款HAM电子主控板,采用开放式构架,用来实现一些HAM日常用到的功能。单独使用可以作为CW练习器,也可以作为STM32学习板进行STM32入门编程学习,通过外部接口,连接特别的功能板,可以实现外部电台控制、八木转向器控制、图形化的1X4天线开关控制器、比赛InBand互锁,甚至可以集成一个QRP作为外部功能板。在日常生活中也可以应用,比如已经外接一个温度探头,实现了温度探测和温控功能。总之,围绕这个主控板,用类似树莓派的模式,外接功能板使用同样大小尺寸,用铜螺柱连接,采用搭积木的形式,实现多种多样的电子应用场景,上下面板采用比较简单的亚克力板。希望通过动手制作,在享受DIY乐趣的同时,HAM们能够学到更多的无线电知识,方便我们的业余无线电生活。

   由于个人技术、水平限制,电路、程序可能还有诸多的不足,也希望HAM们批评指正。这款HAM控制器向国外HAM学习,是一个开源项目,希望能有更多的HAM参与,开发出一些方便我们业余通信或者日常生活的有创意的功能。大家可以在非盈利为目的的情况下自由下载、复制电路和程序,但是电路和程序代码不得用于商业用途,共同维护好国内开源项目的环境。


项目开源文件下载(包含原理图、电路板图、程序固件、元件BOM表):
链接: https://pan.baidu.com/s/1Tdy-GwAYKHuQdjQC4Y3D2Q 提取码: 2eqg
新版固件V2.15





[ 此帖被ba6iv在2019-10-31 16:56重新编辑 ]
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只看该作者 1楼 发表于: 2019-08-10

  下面来介绍一下这个电子主控板的硬件电路,主控核心是STM32F103CBT6单片机,内部Flash为128k,RAM为20k,板上带有W25Q32的闪存,可以存储一些外部数据,板上还有一个内置温补晶振的实时时钟芯片SD3078,显示部分是一块160*128分辨率的TFT真彩液晶屏,带有一块1200mah的锂电池和相应的充电电路,还有4个用户可自定义的轻触按键以及一个三向拨动开关。板上有两个外部接口,一个是系统编程和串口,一个是24pin的FPC的接口,尽可能的引出了单片机的功能引脚,以便于外部扩展。
  考虑到方便下载程序,板上设计了一个USB接口,不仅用于给锂电池充电,用户还可以使用USB口连接电脑,单片机会模拟成一个U盘,hex或bin程序可以方便的复制、刷新到单片机内。



配置简单说明
S1-S4为轻触按键,配置为端口下拉输入,S5为编码器按钮,配置为端口下拉输入。
LCD为一块SPI接口的160*128分辨率的全彩TFT液晶屏。
外部FLASH为W25Q系列SPI串口IC,与LCD共用SPI接口。
RTC实时时钟为SD3078 I2C接口芯片。
RTC芯片的中断引脚连接MCU IO,可以实现更多功能的控制。
LCD、闪存芯片、时钟芯片的供电由单片机通过一个场效应管控制
ADC接口通过分压电阻接电池正极,可测量电池电压。
自动键、手键接口为端口上拉输入。
板载3个LED指示灯,用于显示工作状态,板子背面的LED用于充电指示,不可编程;板子正面右上侧两个LED可编程指示灯,用于CW发码和工作状态显示,这两个LED可以通过编程改变工作用途。
板子正面左下角有一个用于系统复位的短路焊盘,用镊子等金属物体短路,会复位重启单片机,用于特殊情况下重启机器。
练习器本身的发码信号反馈至单片机,用于CW发码练习的自动解码,规范的发码会在屏幕上显示相应的解码信息,用于检测发码手法是否规范,通过接口板也可以将外部的CW音频信号接入,通过练习器进行CW解码,解码的速度是自适应的。
外部接口可连接控制电台的PTT、CW,电台音频可通过接口连接到板上喇叭或耳机(通过切换开关转换)。利用PTT和CW控制接口,可以控制外部继电器、光耦等器件,实现更多的扩展功能(需后期编程配合)。
  练习器可选择安装内置锂电池(做口袋机使用),也可以只使用外接手机充电器或者充电宝使用,板载锂电池充电管理电路,如果安装内置锂电池,锂电池需具备放电保护板,以免电池过放电。练习板连接USB端口,可作为电源供电或者系统升级固件使用。
  练习板上层左侧中间位置是一块1.8吋TFT彩色液晶显示屏,用于练习器的信息显示、CW解码显示、菜单设置和参数调整用;显示屏的右侧顶部为一个带开关的三向拨动开关,用于开关机、参数调整、菜单选择使用。
  显示屏下侧依次为F1-F4四个用户自定义按键,工作模式下可以一键发送用户自定义内容,菜单模式下配合三向拨动开关用于系统参数设置;板子右侧为微型扬声器,用于CW电码发声,可以通过扬声器右上侧的拨动开关选择静音或输出至耳机插孔;板子右侧接口从下至上依次为USB接口(练习器供电及升级接口)、电键接口(可连接手键或者自动键)、耳机接口(监听发码音频或者电台传输过来的音频)、蜂鸣器\耳机选择开关。
  板子顶部接口有两个:1、FPC柔性电缆的外部电台接口,连接外部电台的PTT、音频、键控以及单片机的多数外部功能引脚等,可对外提供不低于100mA的3.3V电压和锂电池电压,用于系统扩展。2、串口、编程接口,用于程序扩展使用。

CW练习器功能简介(适用于硬件V1.06以上、软件V2.06以上版本)
1、如何刷入和升级练习器固件
  在关机状态下,使用USB数据线连接练习器到电脑,然后按F5开机,电脑将识别练习器为一个100M的U盘,直接将升级固件复制或拖入该U盘,拷贝完成。重新连接提示复制成功后,断开与电脑的USB连接,然后长按F5开机键2秒以上松开,练习器重新开机,系统升级完成。

2、练习器的开关机
没有接电池的情况下,插上手机充电器或充电宝即自动开机,长按F5按键2秒可实现软件关机,短按F5按键可实现开机。
已连接内置电池的情况向,长按F5按键2秒可实现软件关机,短按F5按键可实现开机。拔插USB线,状态不变。
关机状态下,整机耗电大致为100uA左右。连接外部电源可自动检测并给电池充电,充电时有LED灯指示,充满自停,LED熄灭。
系统默认无按键操作30分钟后自动关闭电源,以便节省电池电量消耗。

3、按键的使用
  在工作界面下:F1-F4为发送预定用户自定义内容,每段内容长度小于31个英文字符,可由用户在菜单设置里自由定义。F5为三向拨动开关的按键,单击可进入设置菜单,进入设置菜单后,单击F5可进入下级菜单,练习器发出嘀声提示,再单击退出具体设置菜单,练习器发出OK电码声提示设置完成,返回上级菜单需用拨动开关选中返回选项单击来返回上级菜单,同时练习器发出OK电码声提示。

4、设置一级菜单项
KeySetup  电键相关设置:手键自动键设置,点划切换,音调设置、CW输出使能、PTT触发结束延迟等
UserString Setup  用户自定义字符串设置,可设置4段用户自定义字符串以及自台呼号
SystemSetup  系统参数设置:背光亮度、字符颜色,背景色、状态栏颜色、日期时间设置等
AdvancedSetup  高级功能设置:目前只有CW听抄练习功能,可随机产生任意组数、任意间隔的呼号、字母、数字、混合报文,供听抄练习,可选先显示后发声或者先发声后显示报底。
SaveSystem Setup 参数保存功能:所有设置调整完毕即刻生效,不过并没有保存至外部存储器,断电重启后将恢复预存内容,需要将本次设置保存至外部存储器,以便下次开机自动配置,请在参数设置完毕后到该选项保存参数设置。
ReturnWork Mode  返回正常工作模式

界面介绍
  开机后再显示简短的欢迎界面后进入工作界面。工作界面分为三个部分:上状态条、下状态条和中间部分的信息窗口。上状态条显示当前CW速度和个人呼号(如果有存储的话)。下状态条显示下侧四个软键的功能提示。
中间信息区显示4段用户自定义内容的前14个字符内容,如果没有存储用户内容,则显示为空。用户可在设置菜单里完成用户自定义信息的编辑和存储。
  信息区下面两行为CW解码信息区,显示当前解码速度和解码的信息。解码信息由右至左滚动显示。
在工作模式下,可以按下4个软键发送相应的用户自定义信息,信息将通过摩尔斯码声音、外部键控传送。左右波动三向开关可用于快速调整摩尔斯电码的发码速度,自定义内容发送期间也可以动态调整发码速度。
在工作模式下,可以通过电键接口连接一个自动键或者手键,用于摩尔斯电码的拍发练习或者日常通联,自动键点划不分左右,可在设置菜单中交换点划连接模式;手键要求立体声插头除接地线外的左右声道接头并联在一起接电键的信号线,否则手键不能发送电码。

强制复位操作
  在主板正面左下角,有一个系统Reset复位焊盘,用镊子短接焊盘,可以实现练习板的硬件复位操作,用于处理诸如系统死机等情况。在关机状态下将会强制开机重启。
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只看该作者 2楼 发表于: 2019-08-10
不错的设计理念 和  具有实际的运用的价值
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只看该作者 3楼 发表于: 2019-08-10
做的很精致,为楼主点赞!!!
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只看该作者 4楼 发表于: 2019-08-10
学习了,谢谢楼主!
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只看该作者 5楼 发表于: 2019-08-10
帮顶,在用初版纯粹当个拍发练习器
BH6KWC  QTH 河南洛阳
Rig: IC-725, IC-706MKⅡG,FT-818ND
Ant: 40m/20m/10m/6m 温顿,50Mhz  4ele HB9CV,10/6/2/0.7m 1.2米GP。20米长LW
QSL:纸质卡,eQSL, LoTW
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只看该作者 6楼 发表于: 2019-08-10

“HAM电子模块主控板”有了新的名字: HAM CUBE(哈姆酷比)

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只看该作者 7楼 发表于: 2019-08-10
HAM电子模块主控板
包括印制板、所有电子元件、液晶屏、配套的电池、微型喇叭、亚克力面板、铜螺柱不锈钢螺丝以及SH、FPC连接线一套。
成品团购价:188元/台。(国内含运费,除港澳台)

联系人:BH6ODC
交易、学习群 QQ:343305910
订购邮件注意标明:
1、订购人姓名
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3、订购类型
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声明:第二批预售截止!加QQ群“343305910”咨询。



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只看该作者 8楼 发表于: 2019-08-10
继续开发,期待更多功能的实现
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只看该作者 9楼 发表于: 2019-08-10
预定一台,开源项目,自己也可以尝试一下编程修改
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只看该作者 10楼 发表于: 2019-08-10
好东西,参与一下,已经预订
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姓名:刘寒露
电话:13818098765(同微信)
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只看该作者 11楼 发表于: 2019-08-11
回 bg6imj 的帖子
bg6imj:[图片]
 (2019-08-10 17:00) 

照片拍得好 @bg6imj  
本帖提到的人: @bg6imj
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Enjoy DXing!
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只看该作者 12楼 发表于: 2019-08-11
可以放淘宝店或者闲鱼出售吗?
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只看该作者 13楼 发表于: 2019-08-11
5v供电的话,如果用快充头会不会烧板子?
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只看该作者 14楼 发表于: 2019-08-11
回 bd3ncc 的帖子
bd3ncc:5v供电的话,如果用快充头会不会烧板子? (2019-08-11 12:33) 

5v供电的话,如果用快充头会不会烧板子?
不会。
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只看该作者 15楼 发表于: 2019-08-11
回 bd3ncc 的帖子
bd3ncc:5v供电的话,如果用快充头会不会烧板子? (2019-08-11 12:33) 

不会。
快充有协议的,协议不对,是不会输出高电压。
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只看该作者 16楼 发表于: 2019-08-11
支持一个,订一套
呼   号: BG8GPF
姓   名: 陈 亮
Q   Q : 275336601
电 邮:  bg8gpf@163.com
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只看该作者 17楼 发表于: 2019-08-12
支持,订一套。
想问一下,芝麻信用800分以上,是不是所有个人信息都登记上了,包括名下有几套房?几个......
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只看该作者 18楼 发表于: 2019-08-12
等了好久了  
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只看该作者 19楼 发表于: 2019-08-12
款已汇