项目简介——基于GD32+FreeRTOS+LVGL的智能通用控制Demo

文章内附开源地址

一、外观简介

外观以游戏机外观为参考，分为两个按键区域，中间为屏幕显示区域

（当然作为游戏机也是可以的，可以文末查看视频效果）

  底部为LED指示灯接口和SD卡接口：

  顶部是通用USB类外设IO接口，用于连接各类外设、电源按键以及TypeC充电与调试接口:

二、设备功能简介

  采用GD32F303x+FreeRTOS+Lvgl的实现的WIFI/蓝牙/4G/CAN通信的综合控制器Demo项目，可应用于智能家具WIFI/蓝牙控制、智能中控屏、掌上CAN控制器以及户外远程控制器、NES游戏机等。

1. 交互控制

  控制器采用一块3.5寸的16位40Pin并口屏幕显示，最多支持12个独立按键输入控制，用户可以通过按键选择打开各类应用，支持软件关机和按键关机。

2. 系统设置

（1）系统信息

  软件移植了FreeRTOS V9.9以及LVGL V8.4，完成整个系统功能框架与显示控制的搭建

（2）数据采集

  板载有3路ADC采集，分别用于电池电压检测、充电电压检测、NTC温度检测

（3）系统更新

  系统支持SD卡文件更新、WIFI/蓝牙、4G、CAN以及TypeC调试串口更新

（4）亮度调节

  屏幕采用PWM调光设置亮度，支持亮度任意调节

3. 串口通信

  通过TypeC可以连接上位机，实现设备控制、查看数据信息、OTA升级等功能

4. CAN通信

  控制器的USB类外设接口可以连接CAN收发器实现CAN通信功能：

  配合CAN上位机完成设备控制、查看数据信息、OTA升级等功能

5. WIFI/蓝牙通信

  控制器的USB类外设接口可以连接串口类的外设模块实现WIFI/蓝牙通信功能，这里的WIFI/蓝牙模块主控采用的是ESP32，采用ESPIDF开发，同样基于FreeRTOS：

  支持WIFI手动配网：

  支持设备接入云平台，实现数据上报：

  以及云端远程命令控制：

  云端后台可查看日志消息：

6. 4G通信

  控制器的USB类外设接口可以连接串口类的外设模块实现4G通信功能，这里的4G模块采用的是Air780EG，支持4G通信和卫星定位，这里也是采用了二次开发，基于Luatos的lua脚本语言开发：


  支持手动短信收发：


  支持接入云平台，实现数据上报：

  以及云端命令控制：

  在户外可以通过APP查看定位信息：

三、软件简介

1. 主控MCU

  主控MCU主要是FreeRTOS和LVGL的使用以及IIC、SPI、UART等各底层驱动部分的开发：

  GUI的设计借助了NXP的Gui-guider以及百问网的LVGL参考文档：

2. 从机MCU-ESP32

  ESP32采用ESPIDF环境开发，基于FreeRTOS：

3. 从机MCU-Air780EG

  Air780EG采用lua脚本语言开发，基于luatos：

  然后使用合宙官方的Luatools的烧录调试工具进行烧录与调试：

4. PC-QT上位机

  PC上位机主要实现的是CAN通信和串口通信功能，采用QT进行设计开发，CAN通信使用的为广成GCAN的驱动，qmake编译环境，串口上位机采用cmake编译环境：

5. Android APP

  Android APP的设计就相对简单一些，主要是通过HTTP实现华为云物联网平台的一些应用API，用于获取设备属性信息以及命令下发以及百度地图SDK的使用：

四、硬件简介

  硬件使用立创EDA专业版进行了四层板的PCB设计，MCU基于GD32F303VET6，硬件上支持锂电池充放电管理、板载NTC温度采集、支持CAN/WIFI/蓝牙/4G/UART通信控制（通过模拟开关复用），控制板预留了三组扩展接口，其中项目中使用了两组作为GPIO使用，用于按键输入，还有一组是I2S接口，属于预留接口，暂未使用，主要介绍如下部分：

1. 模拟开关复用USB接口

  这里为了扩展多个模块的使用，使用模拟开关控制USB的数据线引脚接入CAN还是UART，当然，也可以当作普通GPIO使用或者完成单线通信等功能

2. EXMC的屏幕接口

  为了提高屏幕刷新速度，使用了EXMC接口+DMA的刷新方式，支持背光调节，可以通过电阻选择支持的屏幕类型，视频中演示的项目是使用的ILI9488，注意不要全部焊接，会短路！

3. 电源部分

  电源部分采用IP5306实现锂电池充放电管理，即锂电池升压5V、5V对锂电池充电、以及按键开关机等，电源按键引脚还接入了MCU一个GPIO用于软件控制关机

4. 硬件开源

  其他部分都是中规中矩的MCU相关设计，最后在嘉立创免费打样：

  硬件项目已开源，详细信息大家可以在下述链接查看：
立创开源硬件平台：基于GD32+FreeRTOS+LVGL的智能通用控制器Demo

五、结构简介

1. 硬件组装

   这里用到了两块PCB，一块焊接一块当作屏幕垫板，两个按键板分别安装在两侧，通过排线链接：

2. 3D打印外壳

  外壳的设计使用的是FreeCAD软件，分为上下两部分，通过导入PCB模型进行的仿真，最后在立创的三维猴平台打印：

六、演示视频

Bilibili: 基于GD32+FreeRTOS+LVGL的智能通用控制Demo【1-功能展示】
Bilibili: 基于GD32+FreeRTOS+LVGL的智能通用控制Demo【2-开发过程篇】
Bilibili: 基于GD32 MCU的NES游戏机【3-智能控制器扩展应用篇】