一、项目概述

“电子吧唧”是一款面向年轻群体的智能可穿戴徽章，集显示、NFC交互、环境感知与无线充电于一体。本项目以STM32WBA62CIU6为主控，搭配1.28英寸AMOLED屏、NPM1300电源管理、BQ51013B无线充电接收、ST25R3916B NFC控制器、HDC1080温湿度传感器及LSM6DS3TR姿态传感器，打造一款功能丰富、体积紧凑的智能胸牌。

二、系统硬件架构

系统以STM32WBA62CIU6为核心，通过SPI、I2C、USB等接口连接各外设。供电采用USB Type-C有线与BQ51013B无线双输入，由NPM1300完成电池充放电管理及多路电压输出。

2.1 主控资源分配

• 无线：蓝牙5.4，采用RF同轴连接器外接天线，避免板载天线占用空间。

• SPI1：W25Q256JVEIQ Flash（存储字库、图片等）。

• SPI2：1.28英寸AMOLED显示屏。

• SPI3：ST25R3916B NFC控制器。

• I2C1：AMOLED触摸、HDC1080DMBR、LSM6DS3TR。

• I2C2：专用与NPM1300通信。

• USB-HS：引出USB高速接口，USB-ID连接NPM1300的GPIO0，支持后续OTG功能。

• GPIO：用户按键、复位按键、SHPHLD按键（连接NPM1300，实现船运/唤醒/用户功能）。

• RGB灯：挂载于NPM1300，通过I2C控制。

2.2 电源管理与供电架构

NPM1300负责电池充放电及电压转换，BQ51013B负责无线充电接收。供电分配如下：

USB与无线充电均接入NPM1300的VBUS，实现双路径供电。NPM1300动态电源路径管理优先使用外部电源，同时为电池充电；无外部电源时自动切换至电池供电。

2.3  系统框图

系统总体架构如图3所示，主控通过SPI、I2C连接各外设，电源管理由NPM1300统一调度。

供电架构如图所示，USB与无线充电均接入NPM1300，由NPM1300完成电池充放电及多路稳压输出。

USB Type-CNPM1300 VBUSBQ51013B OUT锂电池NPM1300 VBATNPM1300BUCK1
1.8V/3.3VBUCK2
3.3VLDO1
3.3VLDO2
3.3VAMOLEDSTM32WBA62CIU6ST25R3916BW25Q256JVEIQHDC1080DMBRLSM6DS3TR

2.4 无线充电设计

BQ51013B采用单线圈接收，线圈电感6.5µH，DCR 70mΩ。由于板子体积限制，未使用AD-EN适配器检测功能，EN1/EN2直接接地，AD接地，AD-EN悬空。FOD电阻196Ω接地，ILIM通过110Ω接FOD，总限流电阻306Ω，计算限流值约1.03A（公式：ILIM=314/306≈1.03A），满足系统约1A的充电需求。

谐振电容根据线圈参数计算：串联电容C1约278nF，并联电容C2约4.1nF，选用C0G/NP0材质，耐压100V以确保可靠性。

2.5 原理图与PCB设计

系统原理图如图所示，包含主控、电源管理、无线充电、NFC及传感器等部分。PCB布局采用4层板设计。

2.6 PCB部分

三、总结

本设计以STM32WBA62CIU6为核心，结合NPM1300与BQ51013B实现了有线/无线双供电及完善的电源管理，并集成了AMOLED、NFC、温湿度、姿态传感器等丰富外设。模块体积紧凑，功能扩展性强，可作为智能胸牌、互动徽章等场景的参考设计。后续可优化天线匹配、完善低功耗策略，进一步提升用户体验。

目前遇到的最大问题就是，由于空间的限制，采用了大量0402器件，手工焊接我感觉我要废了。