MSP430户外运动环境监测仪

首先说一下作品的定位，这是一个用于户外运动（主要是登山、徒步旅行）的手持环境检测设备。设备设计预留的功能包括温度、湿度、光照、海拔（气压）、GPS定位、罗盘、风速（需要加风杯和光电管）等。当然全部实现成本会很高，因而可以根据实际需要进行裁剪。此外，还应该具备手持式设备的特性如体积较小、持续移动工作（大容量电池以及电量检测及充电管理）、数据存储、LCD显示及按键。

目前软件实现了的功能有：温湿度、光照、GPS、电量检测。完整资源献上：

电路正确性上没有什么问题，如果说有就是对焊工过于自信了（水啦哈哈），HMC5883焊上了根本不知道能不能用。欢迎在此基础上再开发，并分享你的作品！ 

没时间做界面呀，所以说只能用简陋形容，不过功能很稳定，装在包里跑了一天都还运行的好好的。

各种照片：

PCB正面，板子大了点，不过布局上没有空间不足的问题

背面，空荡荡的啊，好浪费，不过考虑到板子上直插件无数……

完整模块（没买机壳）

菜单的选择目前还没做，按上向左右进入不同模式吧

JCom的C3-470B，三代GPS芯片，搜星速度还好，冷启动在巷子里走一会儿能搜到7颗星。如果之前已经定位而RAM数据没有丢失，室外上电瞬间可以搜到5颗星。这个不是从阿莫那里买的。

上2700mAh大容量锂电，黑色绝缘胶里已焊接保护板，呵呵。开着GPS和LCD、背光，一整天下来电量从80%掉到20%。自己DIY的时候可以找一块闲置的山寨机电池。

充电中……

焊接后的电路板

室内，未定位，加码防战斧，呵呵。

室外，已经定位，经Google地图验证，3颗星的时候误差数十米，6颗星误差已经很小了。

温湿度和光照

电池电压和背光调节，背光软件还没做，硬件用TA输出PWM控制，具体见电路图。

室外运行~~

下面写下经验吧。

一、电源系统

这里的电源部分包括充电、稳压，主要考虑了尽可能的提高效率和减小占用空间。充电管理由TP4055芯片负责；系统中存在3.3V和5V传感器，分别由LM3761和TPS61070两片DC/DC提供，二者的效率能达到90～95%，预计能延长10%以上的工作时间。TPS61070比较脆弱，其内部MOS容易击穿，击穿后芯片呈现VCC 与GND 短路。为此增加R19 与C15 峰值吸收电路，可尽量避免MOS 击穿。不过焊接和电路设计上注意些，尽量不要出现后级短路过流，在我的使用过程中没有出现过类似情况。

Q1：既然锂电有了保护板为什么还需要充电管理，充电管理芯片不但可以防止过冲和电源反接，同时也具有自己的充电循环流程（可以查看TP4055的Datasheet），相比万能充（一般是恒压充电）可以有效的延长电池寿命。

Q2：为什么用TPS61070这么麻烦的芯片。主要原因是为了在电池供电（4.2V）的情况向为5V传感器提供稳定电源，另一个原因是TI的片子比较好申。

Q3：如何检测电量。下面是锂电的典型放电曲线，可以得知电量和电压之间是存在非线性关系的。电量检测实际是AD检测电池电压，然后通过曲线转换成电量，当然这样做有时候是不准确的，但对于这种只需要定性指示的应用里可以使用。

二、传感器选择

数字传感器是此类手持表应用首选，体积小、操作简单（单线到三线）、不用过多考虑定标。这里的BH1710、HMC5883L以及EEPROM均为IIC，DHT21/11为单总线，GPS为UART。

而以前用过的一些气体检测的模拟传感器，就需要在标准浓度气体里标定，不然测出的数据没有任何可信度。

数字传感器调试的关键是时序，如果设定好时基（Timer或者MCLK），比如一个软件延时的测试软件中，设定MCLK为1MHz，通过宏定义delaycycles可以做到标准的延时，只要严格按照手册中的时序来做，就没有什么大问题（当然要保证电路及电平正确）。

在后面的测试版程序中，IIC采用IO模拟方式（以后再调硬件IIC）。

GPS主要是解析183协议，代码是修改网上的，还比较好用。前后台方式，在中断里处理。

三、第一版PCB存在的问题

1. 未充分考虑外壳。时间仓促没有按照产品的形式先设计或选定外壳，再进行PCB设计。

解决：选定外壳，根据外壳设计PCB。

2.LCD封装问题。直接用了淘宝老板给的封装，结果插针和外框相对距离有很大偏差，可以用但是不能很好契合。

解决：第二版时修正。

3.HMC5883不易焊接。淘宝上没找到转接，模块成本高而且体积臃肿固没有采用。

解决：自制转接板。

4.电源部分庞大而且元件不易集中购买。因为之前用过的，经测试比较稳定所以沿袭下来了。

解决：LM3671改为TI的DC/DC（利于申请样片），酌情省去TPS61070及5V传感器，GPS和光电断续器经保护接VBAT。

5.分立按键产生不便。

解决：采用JoyStick代替。