关于基于MSP430F5529LD四轮后驱小车的主板（10月9日版）的注释内容：外设在单片机上的接线问题和引脚分配
Author: FeiDao
? 摘要：
MSP430F5529LP单片机是整辆车的核心控制，包括但不局限于小车的所有的动作和数据分析功能都是经由MSP430F5529LP及其外设实现的。本文将着重对于小车的PCB主板进行解释，以下简称“主板”。同时还对其外设所用到的PCB板进行解释，并针对其于主板的连接端口进行描述。
下图是MSP430F5529的开发板：
（图1）[1]
? 部分外设型号：
舵机：MG996
减速编码器电机：JGB37-520
红外光电传感器：TCR5000
OLED：0.96inch，4pin
陀螺仪：MPU-6050
角度传感器：ATK-IMU901
蓝牙模块：ATK-BLE02
? 目录：
1.主板外观和材料
2.主板上各功能和位置分布
2.1 电源模块
2.2 单片机接口
2.3 舵机接口
2.4 减速编码器电机信号模块及接口
2.4.1 减速编码器电机信号模块
2.4.2减速电机接口
2.5 红外光电传感器模块及接口
2.5.1 红外光电传感器模块
2.5.2 红外光电传感器接口
2.6 OLED接口
2.7 OpenMV接口
2.8 超声波传感器接口
2.9 陀螺仪接口
2.10 角度传感器接口
2.11 蓝牙模块接口
2.12 UART串口选择模块
? 1. 主板外观和材料
采用的PCB制板的尺寸为10cm*10cm，2层，1.6mm厚，颜色绿。
如下图：
（图2）
? 2. 主板上各功能和位置分布
在主板上共有包括但不限于单片机接口、电源模块、舵机接口、减速编码器电机信号模块及接口、红外光电传感器模块及接口、OLED接口、OpenMV接口、超声波传感器接口、陀螺仪接口、角度传感器接口、蓝牙模块接口、UART串口选择模块等。在这一章节，所有的模块与单片机引脚的接口将被解释。
? 2.1 电源模块
电源模块位于主板的右上偏中的位置，主要包括三部分：电池输入端、5v稳压和3.3v稳压。
电池输入端主要有一个2引脚接口和单刀双掷开关组成。上端引脚为Vcc，下端为GND，电池输入在7v～8v左右（受电池电量影响）。单刀双掷开关按下为接通。
5v稳压部分的核心是个7805集成稳压电路（包括它的散热片）。输入端为电池的Vcc引脚，在最上端。中间端是GND引脚，而下端引脚输出5v电压。
3.3v稳压部分包括4个电容，一个AMS-1117-3.3的稳压芯片和带保护电阻的发光二极管。输入电压为7805集成稳压电路的5v输出引脚，输出电压在3.1v～3.3v。发光二极管亮起时表示稳压芯片正运行。
? 2.2 单片机接口
型号：MSP430F5529LP
单片机接口由两个2*10的排母接口构成。在单片机的3v3接口由电源模块的供电3.3v。
其中在这40个引脚中，从左到右分别有：3v3、P3.4、P3.3、P4.2、P4.1、P6.0、P6.1、P6.2、P6.3、P6.4、P2.5、P2.4、P1.5、P1.4、P1.2、P4.3、P4.0、P3.7、P8.2、GND、P2.0、P2.3和开发板正面的RXD和TXD作为P4.5、P4.4，包括但不限于这些端口得到了引用。
这些端口的主要作用和功能如下图：
（图3）[2]
? 2.3 舵机接口
型号：MG996
舵机接口在主板的右上方，是一个三引脚接口。从左到右分别对应着信号线、Vcc和GND。其中舵机接口的由电源模块的7805集成稳压电路输出的5v供电。信号线连接的是单片机的P1.2引脚，以PWM波信号输入。
? 2.4 减速编码器电机信号模块及接口
型号：JGB37-520
减速电机模块和接口的位置在主板的正上方和左上方。由两个TA6586芯片和两个8引脚接口（实际每个只用到6引脚）构成。
? 2.4.1 减速编码器电机信号模块
减速电机模块由两个TA6586芯片构成。位置在主板的左上方。
（图4）
其中TA6586的Vcc引脚（即引脚4）节电池输入端，由电池输入端直接供电。第一个TA6586的BI和FI（即引脚1和引脚2）接单片机的P2.5和P2.4，以PWM波作为输入信号；引脚5和引脚6相连，作为前进信号连接减速编码器电机1的接口；引脚7和引脚8相连，作为后退信号连接减速编码器电机1的接口。第二个TA6586的BI和FI（即引脚1和引脚2）接单片机的P1.5和P1.4，以PWM波作为输入信号；引脚5和引脚6相连，作为后退信号连接减速编码器电机2的接口；引脚7和引脚8相连，作为前进信号连接减速编码器电机2的接口。
（注释：两个电机是对称摆放的）
? 2.4.2 减速电机接口
减速电机接口由两个8引脚接口构成。位置在主板的正上方。
每个8引脚的接口实际只用到6个引脚，其从左到右分别连接着减速编码器电机的：后退信号、VCC、编码器B相、编码器A相、GND、前进信号。
其中VCC端由电池输入端直接供电。编码器A、B相暂未接入主板电路中。
? 2.5 红外光电传感器模块及接口
红外光电传感器模块及接口的位置在主板的右偏下的位置。这样的模块一共有三，分别对应上、中、下三组红外光电传感器模块。其也连接着对应左、中、右三个TCR5000反射式光电开关。
? 2.5.1 红外光电传感器模块
红外光电传感器模块由接口、电容、可变电阻、运算放大器和发光二极管组成。这三组的电源都由3.3v稳压模块的3.3v电压供电。它们的输出信号分别连接单片机的P6.0、P6.1、P6.2接口。每个模块右侧的发光二极管在反射式光电开关有接收到返回信号时（可以理解为扫描到白色区域）熄灭；在没有接收到返回信号时（可以理解为扫描到黑色区域）亮起。可变电阻可以调节其灵敏度。
? 2.5.2 红外光电传感器接口
红外光电传感器的接口的位置在每个红外光电传感器模块的左侧。从左到右分别连接TCR5000反射式光电开关的CA、C、CO、E端口。
? 2.6 OLED接口
型号：0.96inch，4pin
OLED接口在主板的左下方。OLED接口的VCC由3.3v稳压模块的3.3v电压供电。其中SDA端口连接单片机的P6.4接口；SCL端口连接单片机的P6.3接口。
? 2.7 OpenMV接口
OpenMV接口在主板的下方。OpenMV接口的VCC由3.3v稳压模块的3.3v电压供电。其中P5端口连接单片机的P3.3接口（即TXD）；P4端口连接单片机的P3.4接口（即RXD）。由此基于UART实现串口通信。
? 2.8 超声波传感器接口
超声波传感器接口在主板的右侧，超声波传感器接口的VCC由7805集成稳压电路的5v输出供电。其中Tric接口连接单片机的P2.3接口；Ehco接口连接单片机的P2.0接口。
? 2.9 陀螺仪接口
型号：MPU-6050
陀螺仪接口在主板的下方偏右。陀螺仪接口的VCC由3.3v稳压模块的3.3v电压供电。由于陀螺仪的串口通信为IIC性质，故SCL接口连接单片机的P4.2接口；SDA接口连接单片机的P4.1接口，基于此实现IIC通信。
? 2.10 角度传感器接口
型号：ATK-IMU901
角度传感器接口在主板的右偏上的位置。角度传感器接口的VCC由7805集成稳压电路的5v输出供电。由于角度传感器的串口通信为UART性质，故RXD接口连接单片机的P4.4接口，TXD接口连接单片机的P4.3接口，基于此实现UART通信。
? 2.11 蓝牙接口
型号：ATK-BLE02
蓝牙接口在主板的下偏右位置。蓝牙接口的VCC由3.3v稳压模块的3.3v电压供电。由于蓝牙模块的串口通信为UART性质，故RXD接口连接单片机的P4.4接口，TXD接口连接单片机的P4.3接口，基于此实现UART通信。此外，在设置端口上，LINK端口连接P4.3端口，SET端口连接P4.0端口，WKUP端口连接P3.7端口，SLEP端口连接P8.2端口。
? 2.12 UART串口选择模块
UART串口选择模块在主板的中上偏右位置。设立这个模块的原因是MSP430F5529这块芯片只有两组用于UART串口通信的端口，然而OpenMV、角度传感器、蓝牙模块还有USB线的烧录都要用到UART串口通信。为了解决这个问题，故安放两个单刀双掷开关（开关2和开关3）和一个4引脚排针。OpenMV独占一组引脚。4引脚排针从单片机正面的RXD、TXD接线冒位置引出。单开关2按下时，相当于原来的短路冒连接，此时可以烧录代码，外设无通信。当开关2弹起时，且开关3也弹起，这组串口的接口连接蓝牙模块，角度传感器和USB无通信；当开关2弹起时，且开关3按下，这组串口的接口连接角度传感器，蓝牙模块和USB无通信。
总结：
本次关于PCB板上的个功能和接线口的解释是适用于相同型号的外设。对于上述的外设及其功能，在这个PCB板及外设的PCB板上都能够实现。在将来，针对次PCB的设计将进一步缩小面积及其稳定性，例如用贴片元件代替；再而是进一步绘制4层的PCB，能够有效减少绕线的过程。后期也还会针对其他型号的单片机开发出能够实现其他功能的PCB板。
参考：
「1」TEXAS INSTRUMENT(Corporation), April 2017, User’s Guide, ‘MSP430F5529 LaunchPad TM Development Kit (MSP‐EXP430F5529LP)’. Available form: https://www.it.com.cn
「2」TEXAS INSTRUMENT(Corporation ), September 2017, MSP430F552x、MSP430F551x 混合信号微控制器. Available form: https://www.it.com.cn