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？

1. 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

2. 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

3. 外设方案由Datasheet、论坛、TB、搜索确定

4. 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。