UINIO 系列开源硬件概览

UINIO-DAP-Link 下载调试器

UINIO-DAP-Link 是一款基于 ARM DAP Link 开源固件的硬件下载调试电路设计，采用了 LQFP48 封装的 STM32F103CBT6 或者 STM32F103C8T6 微控制器作为主控芯片，同时也兼容其它 Pin to Pin 的 Cortex-M3 微控制器（需要自行调整固件）。

• 采用 USB Type-C 接口以及 3225 封装的贴片晶振；
• 提供 SWD/JTAG 转换板，以及清晰合理的符号标识；
• 低压差线性稳压器 LDO 调整为 ME6211C33M5G 方案；
• 兼容 ARMmbed DAPLink 提供的 REL v0257 最新版本固件；
• 预留 1mm 和 2mm 直径固定螺丝孔，方便与外壳进行固定；

UINIO-Logic-24MHz 逻辑分析仪

UINIO-Logic-24MHz 是一款基于英飞凌（已收购赛普拉斯 Cypress）的 CY7C68013A 型 USB2.0 控制器，以及 Sigork 开源固件方案的逻辑分析仪电路设计。拥有 24MHz 采样频率，以及 8 个采样通道。

功能概要

1. 采用 USB Type-C 接口，以及 10 Pin 的牛角插座；
2. CY7C68013A 型 USB 控制器芯片采用了体积较小的 QFN56 封装；
3. AT24C64 微芯 EEPROM 存储器芯片同样采用体积小巧的 TSSOP8 封装；
4. 板载 24MHz 无源贴片晶振，阻容贴片元件全部采用 0402 的小规格封装；
5. 增加具有三态输出功能的 74HC245 八路信号收发器，提升信号采集的稳定性；
6. 低压差线性稳压器可以灵活选用 ME6211C33M5G 或者 A6303AE5R-33A 等 SOT23-5 封装的 LDO 芯片；

注意事项

• LED 指示灯 D2 连接至 CY7C68013A 的 PA0 引脚，而 D3 则被连接至 PA1 引脚；
• 需要结合 Sigork 的开源固件 sigrok-firmware-fx2lafw，并且搭配 PulseView 上位机协同使用；

UINIO-USB-UART 串口调试器

UINIO-USB-UART 是一款分别基于苏州沁恒 CH343P 和美国芯科 CP2102 芯片的 USB 转 UART 的开源串口调试器电路设计，两款芯片都可以稳定的支持 921600 波特率通信。

• 板载 RXD 和 TXD 的信号读写指示灯；
• 引出了包括串口硬件流控信号线在内的全部片上资源；
• 采用 16 Pin 的 USB Type-C 接口，以及 PCB 拼板设计；
• 增加 1206 封装的自恢复保险丝，为后级电路提供短接保护；
• 预留有 1mm 的固定螺丝孔，便于安装至 3D 打印外壳，或者搭建成套的产品原型；

UINIO-MCU-ESP32C3 核心板

UINIO-MCU-ESP32C3 是一款采用 上海乐鑫科技 ESP32-C3 微控制器的核心板电路设计，该微控制器基于开源的 RISC-V 指令集，主频高达 160MHz，并且同时具备 2.4GHz Wi-Fi 与 Bluetooth5 两种物联网接入能力。

核心板简介

• 完整兼容官方的 Arduino-ESP32 板级支持包；
• 采用 LDO 低压差线性稳压芯片 ME6211C33M5G 提供 3.3V 电源；
• 预留 TQFN 封装的 USB 转 UART 串口芯片 CH343P 位置，可以按需进行贴装，不贴装时可以采用右上角的 4 线杜邦针外接串口下载模块；
• 预留有 2.4G 微带天线 π 型阻抗匹配电路位置，如果对于信号的收发功率没有严格要求，则可以将位号为 L1 的串联电感替换为 0R 电阻；
• 预留有 4 个 1mm 沉头螺丝开孔，可以用于固定核心板；

使用注意事项

1. 上电之前不能下拉 IO9/BOOT 的电平状态，否则 ESP32-C3 将会进入下载模式；
2. IO8 引脚默认进行了上拉，因为如果其为低电平状态，则不能使用串口进行固件下载；
3. GPIO11 默认为 SPI 接口 Flash 存储器的 VDD 引脚，需要配置之后才能作为 GPIO 使用；
4. 外置的 W25Q128JVSSIQ 型 Flash 存储器，其 VDD 已经连接至 3.3V 电源，使用时无需再行配置，Flash 采用普通的两线制 SPI 总线进行通信；
5. IO12、IO13 在 QIO 模式下被复用为 SPI 信号线 SPIHD 和 SPIWP，本核心板采用两线制 SPI 的 DIO 模式，使用时需要注意将 Flash 配置为 DIO 模式；

UINIO-MCU-ESP32S3 核心板

UINIO-MCU-ESP32S3 是一款采用 上海乐鑫科技 ESP32-S3 微控制器的核心板电路设计，该微控制器基于 Xtensa® dual-core 32-bit LX7 架构，拥有 45 个 GPIO 接口，主频高达 240MHz，同时具备 2.4GHz Wi-Fi 与 Bluetooth5 两种物联网接入能力。板载有 384KB 容量的 ROM，以及 512KB 容量的 SRAM 和 16KB 容量的 RTCSRAM。

核心板简介

• 完整兼容官方的 Arduino-ESP32 板级支持包；
• 采用 LDO 低压差线性稳压芯片 ME6211C33M5G 提供 3.3V 电源；
• 预留 TQFN 封装的 USB 转 UART 串口芯片 CH343P 位置，可以按需进行贴装，不贴装时可以采用右上角的 4 线杜邦针外接串口下载模块；
• 预留有 2.4G 微带天线 π 型阻抗匹配电路位置，如果对于信号的收发功率没有严格要求，则可以将位号为 L1 的串联电感替换为 0R 电阻；
• 预留有 5 个 1mm 沉头螺丝开孔，可以用于固定主板和外壳；

使用注意事项

1. 上电之前不能下拉 IO9/BOOT 的电平状态，否则 ESP32-S3 将会进入下载模式；
2. IO8 引脚默认进行了上拉，因为如果其为低电平状态，则不能使用串口进行固件下载；
3. GPIO11 默认为 SPI 接口 Flash 存储器的 VDD 引脚，需要配置之后才能作为 GPIO 使用；
4. 外置的 W25Q128JVSSIQ 型 Flash 存储器，其 VDD 已经连接至 3.3V 电源，使用时无需再行配置，Flash 采用普通的两线制 SPI 总线进行通信；
5. IO12、IO13 在 QIO 模式下被复用为 SPI 信号线 SPIHD 和 SPIWP，本核心板采用两线制 SPI 的 DIO 模式，使用时需要注意将 Flash 配置为 DIO 模式；

UINIO-MCU-STM32L051K8 核心板

UINIO-MCU-STM32L051K8 是一款基于意法半导体 STM32L051K8 系列低功耗微控制器的核心板电路设计，该款主控芯片采用 LQFP32 封装，片上内置有 64 Kbytes 的 Flash 存储器，以及 8 Kbytes 的 RAM 存储器。

• 采用 16 Pin 规格的 USB Type-C 接口；
• 已经将 STM32L051K8 的 28 个 GPIO 引脚资源悉数引出；
• 预留有 SOIC 封装的 W25Q 型 Flash 存储器焊接位置（可选）；
• 预留有 3215 封装 32.768KHz 频率贴片晶振的焊接位置（可选）；
• 单独提供有 4 线制 SWD 下载接口，便于快速与 DAP-Link 连接调试；
• 添加了 Imax 为 750mA 的自恢复保险丝，防止后级操作短路损毁芯片；

UINIO-MCU-GD32F103C 核心板

UINIO-MCU-GD32F103C 是一款基于 兆易创新 国产 LQFP48 封装的 GD32F103Cxxx 系列微控制器（GD32F103CBT6、GD32F103C8T6、GD32F103C6T6、GD32F103C4T6）的核心板电路设计，该微控制器基于 ARM Cortex-M3 内核架构，主频达到了 108MHz，片上载有 16K ~ 128K 容量的 Flash 存储器，以及 6K ~ 20K 的 SRAM 存储器，并且拥有 2 到 3 组 USART、I2C、SPI，以及 1 到 2 组 I2S、12 位 ADC、12 位 DAC，同时支持 USB 2.0 FS OTG 协议。

核心板简介

1. 引出了 GD32F103Cxxx 芯片上的全部 GPIO 引脚资源；
2. VSSA 模拟地引脚使用了 1KΩ 100Mhz 的磁珠进行单点接地；
3. 单独提供有 4 线制 SWD 下载接口，便于快速与 DAP-Link 进行连接；
4. 使用 8MHz 与 32.768KHz 两枚贴片晶振，并且分别进行了简单的包地处理；
5. 主控芯片的 USB 2.0 FS OTG 被连接至 USB Type-C 接口，并且加入用于 USB 枚举的 1.5 KΩ 上拉电阻；

UINIO-MCU-GD32F350RBT6 核心板

UINIO-MCU-GD32F350RBT6 是一款基于 兆易创新 国产 LQFP64 封装的 GD32F350RBT6 微控制器的核心板电路设计，该微控制器基于 ARM Cortex-M4 内核架构，主频高达 108MHz，片上载有 128K 容量的 Flash 存储器，以及 16K 的 SRAM 存储器，并且拥有 2 组 USART、I2C、SPI，以及 1 组 I2S、12 位 ADC、12 位 DAC，同时支持 USB 2.0 FS OTG 协议。

核心板简介

1. 引出了 GD32F350RBT6 芯片上的全部 GPIO 引脚资源
2. VSSA 模拟地引脚使用了 1KΩ 100Mhz 的磁珠进行单点接地；
3. 单独提供有 4 线制 SWD 下载接口，便于快速与 DAP-Link 进行连接；
4. 使用 8MHz 与 32.768KHz 两枚贴片晶振，并且分别进行了简单的包地处理；
5. 主控芯片的 USB 2.0 FS OTG 被连接至 USB Type-C 接口，并且加入用于 USB 枚举的 1.5 KΩ 上拉电阻；

UINIO-Cubic-Prism 分光棱镜显示器

UINIO-Cubic-Prism 是一款基于 上海乐鑫科技 ESP32-PICO-D4 主控芯片，以及日本 TDK 株式会社 的 MPU6050 加速度传感器的分光棱镜显示设备。

工程目录说明

├─Documents               电路原理图以及动态 BOM 文件
├─CAD                     3D 打印模型文件
│  ├─GCode                Cura 切片文件，仅适用于型号为 Vyper 的 3D 打印机
│  └─STL                  模型 STL 文件
├─Firmware                开源固件
├─Gerbers                 用于加工 PCB 电路板的光绘文件
├─Images                  README 图片素材
├─Libraries               KiCAD 原理图库、封装库、3D 模型库
│  ├─Uinika.3D
│  └─Uinio.Footprint
└─Tools                   固件烧写工具、屏幕共享工具、图片格式转换工具

注意：该工程分别在 USB Type-C 的 CC1 和 CC2 引脚，添加了 R13 和 R14 两枚下拉电阻（原始开源项目缺失），从而提高供电接口的兼容性。

PCB 硬件电路

• 天线屏蔽使用 2 排接地过孔（省略了阻抗匹配电路）；
• 完全兼容 Github 上的 HoloCubic_AIO 固件及其相关工具；
• 电路原理图进行了重绘，同时 PCB 也重新进行了手工布线，尽可能多的采用大面积铺铜；
• 更换了 TF 卡插座为更加便宜并且比较容易购买的封装形式；
• 同时提供有 AMS1117-3.3 和 ME6211C33M5G 两款线性稳压器芯片的屏幕显示模组，便于拼板打样；
• 屏幕扩展板与主板所使用线性稳压芯片的 3.3V 完全隔离（多个稳压器不能像原始开源项目当中那样，被简单的并联起来使用）；
• 屏幕扩展板与主板采用 10cm 长度的 8Pin 同向 FPC 软排线进行连接；

CAD 外壳模型

工程当中的 CAD 目录，是专门为 UINIO-Cubic-Prism 重新设计的 3D 打印外壳模型，可以精确适配本项目的 PCB 板框；分光棱镜分别采用左右两个延伸柱进行固定，免去使用胶水粘结到屏幕上的麻烦。

CAD 模型被划分为上下两个部分（对应 FreeCAD 工程当中的 Base 和 Cover 两个零件），分别用于安装主板与屏幕扩展板。

CAD 外壳模型的分光棱镜倾斜角度，被提高至 30° 度，从而改善水平放置在桌面时的可视角度。同时对模型底部进行了掏空处理，提升主板的散热能力，同时也便于插拔 TF 卡。

RGB 发光二极管对应的外壳位置，专门进行了削薄处理，便于启动时观察其工作状态。左右两侧预留有 2mm 直径的沉头螺丝开孔以及相应的装饰盖（需要使用胶水粘接）。

固件与工具

名称	下载地址	描述
HoloCubic AIO	https://github.com/ClimbSnail/HoloCubic_AIO	兼容 UINIO-Cubic-Prism 的开源固件。
HoloCubic AIO Tool	https://github.com/ClimbSnail/HoloCubic_AIO_Tool	固件烧录工具、图片与视频转换工具。
LVGL Image Converter	https://github.com/W-Mai/lvgl_image_converter	基于 LVGL 的图片转换工具。
ESP32 投屏工具	https://gitee.com/superddg123/esp32-TFT/tree/master	运行在电脑上的 ESP32 投屏上位机。
天气时钟 API	https://www.tianqiapi.com/	内置的天气时钟 API 服务申请地址。

UINIO-Keyboard 多功能输入设备

UINIO-Keyboard 是一款基于江苏恒沁 CH452 的 64 位键盘输入装置，采用两线制的 I²C 总线通信接口，并且外扩有日本阿尔卑斯阿尔（ALPSALPINE） 的 3 枚 EC11 旋转编码器、以及 1 枚 RKJXV 模拟量碳膜摇杆，基本覆盖了嵌入式开发当中主流的实体输入方案。

• 添加了六个 3mm 直径开孔，便于安装铜柱；
• 键盘统一采用 3 × 4 × 2.5 规格的四脚贴片按键；
• 碳膜摇杆可以替换为国产的 广东控银 JP13 型摇杆；
• 键盘、旋转编码器、模拟量摇杆分别拥有各自独立的 LED 电源指示灯；
• 关于 64 位键盘的具体键位编码，请参考厂家的《数码管驱动及键盘控制芯片 CH452》 数据手册；

UINIO-Monitor 显示屏幕模组

UINIO-Monitor 是一款同时拼接了 0.96 英寸 LCD 显示屏（ST7735，160×80）、0.96 英寸 OLED 显示屏（SSD1315，128×64）、1.3 英寸 LCD 显示屏（ST7789，240×240）、2.4 英寸 LCD 显示屏（ST7789，240×320）、1.69 英寸 LCD 显示屏（ST7789，240×280） 的五合一屏幕驱动电路设计。

功能概要

• 采用 FreeCAD 绘制了合理并且美观的板框（长度与宽度均小于或等于 10cmm）；
• 分别提供有 4 个 1mm 直径螺丝孔，便于安装至其它结构件，快速搭建出产品原型；
• LCD 屏幕的外接引脚线序全部保持统一，并且重要的丝印信息会同时标注在 PCB 的顶层与底层；
• PCB 板载 0.5mm 间距的 FPC 柔性排线连接器，同时还引出了 2.54mm 间距的直插排针，便于通过杜邦线快速搭建实验电路；
• 由于 OLED 屏幕的功耗相对较小，因而采用了 300mA 输出的线性稳压芯片 XC6206P332MR；而功耗相对较大的 LCD 屏幕，则统一采用 ME6211C33M5G-N 线性稳压芯片；

注意事项

• 工程的 CAD 目录下，保存的是 FreeCAD 绘制的 PCB 板框草图文件；
• 工程的 3D Models 文件夹，保存的是 LCD 和 OLED 裸屏的 3D 模型 FreeCAD 源文件；
• 工程的 Reference 目录下提供了裸屏相关的数据手册以及参考原理图；
• 0.96 英寸 OLED 显示屏 同时兼容采用 SSD1306 和 SSD1315 两款驱动芯片的屏幕；
• 由于 XC6206P332MR 电源正负极反接时，极易导致线性稳压芯片烧毁，所以串联 SOD-323 封装的肖特基二极管防止反接；
• 当使用 Arduino 的 U8g2 库驱动 0.96 英寸 OLED 显示屏 的时候，必须焊接上 R20 电阻，而 R19 电阻位置可以留空；

UINIO-Peg-Board 洞洞板

UINIO-Peg-Board 是一款长度和宽度均等于 10cm，焊盘间距保持在 2.54mm 的万用 PCB 洞洞板，可以用来方便的搭建一些接插元件的实验电路。

• 上下左右 4 个角上都分别制作有 3cm 固定螺丝孔；
• 工程的 Edge 目录下面是使用 FreeCAD 绘制的板框；
• PCB 板框的 4 个边角分别进行了 5cm 直径的圆角处理；
• 建议使用黑色磨砂材质的阻焊油墨，打样之后的视觉效果更佳；
• 通过修改洞洞板 UinIO.com 丝印下面的 Version 0.0.1 版本号，可以规避板厂的重复性检查；