花200多元，手搓迷你主机

合宙LuatOS 2024-05-30 147

描述

工程名称：【FL PC】泰山派迷你主机

工程作者：flyn

前言

说出来你可能不信。

其实这个像“手办”一样的方块，是一个迷你主机。

主打一个超超超便携！

它还有带屏显的拓展版本，摇身一变，就是手机。

为什么要做这个主机？

本项目的初衷是想以“泰山派”开发板为核心打造一个PC主机，期望制作过程可以进行linux的趣味学习和开发。

然后，在打造过程中，又顺便设计了：

——2块扩展板，用于增加接口

——内置了散热风扇、扬声器、咪头

——转接出 GPIO排座

虽然一开始，是跟着泰山派训练营活动边做边学，命令也是边翻文档边敲。但还是走通了嵌入式学习与开发的整个流程，完成了项目制作。可喜可贺~

迷你主机的参数/亮点？

1. 使用立创泰山派开发板设计

如果你已经有泰山派，DIY这个项目的总成本可以压缩到100多元！（该成本需节约液晶屏和外壳）

2. 便携，能轻松揣兜里！出差旅游都能带！整机尺寸为5.4X5.2X11.3(cm)

3. 扩展出M.2硬盘、千兆网口、USB等多种接口，可运行Ubuntu和Android系统。

4. CPU: RK3566，4核Cortex-A55，主频1.8GHz

5. GPU: ARM G52 2EE

6. 内存: 2GB LPDDR4

7. 存储: 16GB EMMC

8. 其他接口: TF卡座、MicroHDMI、2.4G wifi、蓝牙、USB2.0 * 1、Type-C * 1、debug串口 * 1

9. 拓展板存储接口：M.2接口硬盘（2242尺寸，SATA协议）

10. 拓展板其他接口：3.5mm耳机接口、Typ-c口 * 1、USB2.0 * 3、千兆网口 * 1、Typec电源接口、GPIO扩展排座

11. 拓展板显示屏：3.4寸 412x960 RGB 电容屏

12. 应用场景：PC主机、桌面摆件、智能家居中控、NAS存储

想制作一个这样的主机，如何硬件设计？如何将泰山派开发板的作用发挥出来？

硬件部分

本项目除去泰山派开发板外共有2块PCB板（如果要显示屏还要做一块转接板），我将其命名为EXP扩展板和IO扩展板。

顶部盖板

EXP拓展 - POWER

EXP拓展 - GMAC

EXP拓展 - POGO

EXP拓展 - HPJ

EXP拓展 - USB2.0

EXP拓展 - SSD

EXP拓展 - PCB

io扩展-原理图

io扩展-PCB图

lcd_adapt-原理图1

lcd_adapt-原理图2

lcd_adapt-PCB图

io_extend_hj

上下滚动查看所有电路设计图

01 EXP扩展板

该板主要通过FPC排线和弹簧顶针 (POGO PIN)从泰山派开发板上引出电源接口、网口、USB口、SATA接口、耳机接口等。各接口如下所示：

（1）如何实现拓展接口功能？有什么设计注意事项？

USB扩展芯片使用SL2.0A，是一颗支持1转4的HUB芯片。

主要作用：将EXP接口中的USB3扩展出4个usb2.0口，方便外接 u盘、键盘、鼠标、usb摄像头（支持开发）。

设计注意事项：

①USB3原先是3.0接口，其部分引脚和sata1是共用的，不能同时使用，需在设备树里将其修改为2.0接口，只使用USB3_HOST1_DP和USB3_HOST1_DN两只引脚。

②主控的SATA1引出了M.2接口，可接入2242尺寸 SATA协议的硬盘。测试时不要买成mSATA硬盘和NVME协议硬盘，前者尺寸大后者协议不对！

（2）主机如何通过网线连接上网？

GMAC的phy芯片采用瑞昱的RTL8211F，参考立创开发板官方出的扩展板设计即可。

02 IO扩展板

如何增加主机的可玩性呢？就看IO拓展板了！

首先，IO扩展板将泰山派开发板上的40PIN扩展口引出到侧面，通过PWM14引脚驱动散热风扇，并设计了DCDC电路用于风扇供电（5V转12V）。

其次，这块板接入了所有外扩IO，大家可灵活设计，比如你可以：

在板上加MP6050实现自动翻转屏幕

直接做个模块从背面排座插入

开源项目的特点和乐趣就在此！

03 LCD适配板

电容屏：HD34004C40

RGB接口驱动芯片：st7701s

触摸驱动：cst328

（1）没有在泰山派引出RGB接口，要怎么加电容触摸屏？

这块适配板的作用，就是将mipi接口转为RGB接口。

（2）具体怎么操作？

这款屏幕则需要通过spi引脚进行初始化。

而泰山派的mipi接口座只提供了背光、mipi引脚。

为了和IO扩展板独立开来，不使用其上面的IO，就给适配板上另外加了一颗smt32g030f6p6来对液晶屏进行初始化操作。

（3）焊接与烧录注意事项？

这块适配板是直接贴在液晶屏背面的，要注意：

排针仅用于烧入smt32固件，最好不要焊，用弹簧顶针插上烧固件；

背面用绝缘胶贴好，防止碰到液晶屏金属背板导致短路；

编码开关是用于兼容同样接口定义+不同驱动芯片的液晶屏，比如4寸RGB方屏、4寸RGB长条屏，此项目可以不用焊接；

该屏幕背光电流最大20mA，需将泰山派上的背光限流电阻R95和R96都改为22R！！！

软件部分

01 液晶适配板STM32驱动

这里的代码通过STM32CubeMX生成，基于Keil编写。

当stm32检测到复位信号后开始初始化液晶屏。

代码比较简单查看lcd_config.c就行，以下是lcd_config_task函数，在主函数中循环运行。

void lcd_config_task(void){ //static uint8_t status = kStatus_idle; static uint8_t status = kStatus_reset; static uint32_t tick; static lcd_t *lcd_select = NULL;

if (rst_key_is_pressed()) // 检测reset_key信号 { status = kStatus_reset; } switch (status) { case kStatus_reset: HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_Port, LCD_RST_Pin, GPIO_PIN_RESET); tick = HAL_GetTick(); status = kStatus_config; break; case kStatus_config: lcd_select = read_lcd_selected(); // 读取lcd型号id

if (lcd_select) { if (HAL_GetTick() - tick > lcd_select->reset_time) { HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_Port, LCD_RST_Pin, GPIO_PIN_SET); lcd_select->config(); // 配置lcd status = kStatus_idle; } } else { // 找不到对应lcd status = kStatus_idle; } break;

case kStatus_idle: default: break; }}

开发板Android系统

目前使用的是Android系统，基于泰山派官方资料里的SDK和Ubuntu18.04.6环境编译。官方sdk已基本适配，稍微修改下设备树即可，如果要带液晶屏需要添加触摸驱动。

（1）想外接显示器+显示屏，要怎么选择？

PC主机可以通过泰山派开发板的hdmi接口连接到外接显示器，也可以加装3.4寸长条屏显示，通过修改tspi-rk3566-user-v10.dts切换。

虽然可以同时使用mipi和hdmi接口，但是RK3566只能异屏同显。也就是说在使用3.4寸屏时接hdmi显示出来的也是此分辨率的竖屏，使用体验上还不如二选一好。（下图来自泰山派开发板资料）

（2）USB3.0和SATA1不能同时使用，怎么破？

根据瑞芯微的文档说明，USB3.0和SATA1是不能同时使用的，但是我其实只用了USB中的dp和dn，引脚上与SATA是没有重叠的。

万能的吴工提出了把USB3.0改为2.0和SATA共用的建议，并且给出了设备树的修改方案。感谢吴工^ ^

&usbhost_dwc3 { phys = <&u2phy0_host>; phy-names = "usb2-phy"; maximum-speed = "high-speed"; status = "okay";};&combphy1_usq { rockchip,dis-u3otg1-port; status = "okay";};

&sata1 { rockchip,enable-ssc; status = "okay";};

（3）关于触摸驱动？

选用的3.4寸液晶屏使用的触摸芯片为cst328，我按照官方文档里的触摸讲解，重新写了个驱动。

如果你要把触摸驱动直接编译到内核中，请根据下方步骤操作：

①将驱动文件复制到kernel/dirvers/input/touchscreen目录下，修改touchscreen 目录下的Kconfig文件以及Makefile文件。

②调出menuconffig，找到CST328_Touchscreen使能后保存配置，进行内核编译。

③单独将kernel目录下的boot.img通过RKDevTool工具烧入即可。

source "drivers/input/touchscreen/hyn_cst328/Kconfig"obj-y += hyn_cst328/