关于GD32F450VE的单车智能锁简易方案设计的分析和介绍

1入手评测

GD32F450系列是GigaDevice去年推出的Cortex-M4内核的高端系列MCU，高达200MHz的主频。纵观同系列的M4内核MCU，单从主频上，没几家达到了200MHz，当然这跟众多因素有关。但是，不管怎么说GD这个系列达到了。同时带了的CoreMark的673（官方）高分。不同于常常用来对比的其他竞争品牌，GD32F450不仅在主频上有所提高，其还内置了独立的48MHz USB专用的振荡器。不仅省略了一颗外置晶振，也更好的解决了USB对时钟的高要求，而其他品牌MCU在USB的使用时确实有点不方便！同时GD32F450提供了两路OTG接口，包括一路高速(High Speed，480Mbps)。

GD32 Colibri-F450VE小红板，依旧使用了GD之前的设计风格，板载的芯片具体型号是GD32F450VET6，引出了全部I/O，方便用户的设计验证。板载了GD-Link符合CMSIS-DAP下载/调试协议以及一路串口使用了芯片的串口3（PD8和PD9），外置三个用户按键（一个weak Up按键）和三个同色LED。要说给小红板设计一点个人意见，其实可以使用三色（GRB）LED代替独立的同色LED，增加一个USB全速外设接口，再增加一个SPI接口的存储芯片，这样可玩的可能会更多一点，也不失加个传感器？同时建议GD的引脚分布图能够像TI那样给个指导手册？

再来看看资料手册方面，针对该小板GD给了较详细的入手介绍资料，还有keil开发使用的芯片底层安装包，同时给了一个基于trochili嵌入式OS的example，使用了宏定义划分了不同的例程。没有单个例程一个目录，毕竟keil不支持多个工程，使用宏定义也不失为一种解决方式。

好了，关于GD450小红板的介绍到先此为止，更详细的介绍看其官网。

2单车智能锁方案分析

共享单车的出现确实带了极大的方便，本次方案的设计参考的功能是比较完善的小橙的方案，支持远程控制、远程监控、GPS定位、蓝牙控制以及报警等功能。由于本人对电源的设计不太了解，这里就不添加太阳能的电源设计了，使用LED模拟电子锁的打开以及闭合。由于对安卓的APP开发不了，这里的蓝牙数据使用bel tools测试工具模拟，GPRS数据使用本地TCP工具模拟控制。所以标题上也加上了简单方案设计！

根据上述的方案，以下是本次设计的设计框图。

3方案硬件选择及搭建

虽然进入了4G网络时代，5G也快来临了，但是使用时间最长的2G网络并没有消失，同时具有覆盖更广的优点，因为单车的远程控制和监控并不需要太多的数据，同时考虑到成本，所以2G模块还是当前大部分智能锁的首选方案，本方案使用的也是2G模块sim800C。关于sim800C的更多介绍，参考附件sim800C手册介绍。

在国内，北斗的使用越来越多了，支持国货嘛。不过GPS使用量还是很多的，同时GPS的产品更加成熟，这里选用的是常见的GPS模块xxx。关于这两个模块，同类市场上也有较多的方案推出，也有集合GPRS、GPS、蓝牙（主要是蓝牙3.0）等一体的芯片方案，但多是通过AT命令进行通信，所以这里不再去讨论他们的优劣，同时身边也只有这两个模块，所以这里只是用分立模块。

之前也有提及，上述模块支持的更多是蓝牙3.0，通过SPP profile连接通信，也是AT命令和MCU通信。这里选用了TI的蓝牙4.0模块CC2541，直接和手机进行透传。原因很简单，方便！同时。因为本次设计都是选用的模块搭建的，蓝牙也就不例外了。

最后看下传感器的方案吧，传感器在检测非法移动，以及是否停放稳妥等可以检测使用，并结合报警等提示使用，单车上使用的是蜂鸣器提醒，这里直接使用LED替代了。这里选择MPU6050六轴传感器。

电源这里直接使用5v/4A稳压电压，3.3v使用LDO降压使用。

硬件清单：  

项目	选型	接口	主要参数
MCU	GD450	-	200M主频
2G	SIM800C	UART	支持四频段
GPS	Xxx	UART	精度<5m
传感器	MPU6050	IIC	六轴
蓝牙4.0	CC2541	UART	<1Mb/s
锁开关状态	LED（替代）	IO	-
状态报警	LED（替代）	IO	-
电源	外置AC-DC	-	5V/4A

系统照：

为了方便验证，这里直接选用各个模块，通过杜邦线连接了。