一、原理图
1.1 电源
上电与枚举
电路通过 USB1 连接电脑后，CH340E 芯片获得 5V 供电。
电脑识别到 CH340E 芯片后，会自动加载驱动（或手动安装），在设备管理器中生成一个虚拟串口（如 COM3、COM4）。
数据发送（STM32 → 电脑）
STM32 通过 USART1_TX（PA9）将串口数据（TTL 电平）发送到 CH340E 的 RXD 引脚。
CH340E 将接收到的串口数据打包成 USB 协议数据包，通过 D+/D - 线发送给电脑。
电脑端的串口助手（如串口调试助手）从虚拟串口读取并显示数据。
数据接收（电脑 → STM32）
电脑通过虚拟串口发送数据，CH340E 接收 USB 数据包后，将其转换为串口数据，通过 TXD 引脚发送到 STM32 的 USART1_RX（PA10）。
STM32 通过 USART1 外设接收并处理这些数据。
1.2 EC11旋转编码器
1. 旋转检测
编码器旋转时，A、B 相引脚会输出两路相位差 90° 的方波脉冲。
当顺时针旋转时，A 相先于 B 相触发；逆时针旋转时，B 相先于 A 相触发。
STM32 通过 PA6 和 PA7 实时检测这两路信号的跳变顺序，从而判断旋转方向，并根据脉冲数量计算旋转的步数。
2. 按键检测
编码器按下时，内部开关将 C、E 短接，按键信号引脚被拉低。
STM32 通过检测该引脚的电平变化，识别按键按下和松开的动作。
3. 信号滤波
编码器的机械触点在旋转和按下时会产生抖动和毛刺，R25/C14 和 R26/C13 组成的 RC 滤波电路可以有效平滑这些信号，避免 STM32 产生误判。
1.3 有源和无源蜂鸣器
1、有源工作流程
- 当 STM32 的 PB0 输出高电平时，电流经 R6 流入 Q1 的基极，Q1 导通。
- +5V 电源通过 U5 和 Q1 形成回路，蜂鸣器得电，持续发声。
- 当 PB0 输出低电平时，Q1 截止，蜂鸣器断电，停止发声。
2、有源工作流程
- 当 STM32 的 PB3 输出一定频率的 PWM 波（如 2.7kHz）时，Q2 会随着 PWM 的高低电平快速导通和截止。
- Q2 的通断使蜂鸣器两端产生交变电压，驱动其内部的压电片振动，从而发出声音。
- 当 PB3 输出低电平时，Q2 截止，蜂鸣器两端无电压，停止发声。
- 在 Q2 关断瞬间，蜂鸣器的感性电流通过 D1 形成回路，保护电路。
3、两种蜂鸣器的核心区别
- 有源蜂鸣器：只要通直流电就响，控制简单，适合做 “滴” 一声的提示音。
- 无源蜂鸣器：需要 PWM 驱动，可通过改变频率发出不同音调，适合做音乐或复杂提示音。
1.4 温度传感器和温湿度传感器
工作流程
温度传感器
初始化：STM32 通过 PB1 发送复位脉冲，DS18B20 收到后返回存在脉冲，表示传感器就绪。
指令下发：STM32 发送温度转换指令，DS18B20 开始采集并转换温度数据。
数据读取：转换完成后，STM32 发送读取指令，通过单总线读取 16 位的温度数据。
数据处理：STM32 将读取到的 16 位数据按协议解析，得到实际温度值（如 25.5℃）。
温湿度传感器
起始信号：STM32 通过 PA5 拉低数据线至少 18ms，然后释放总线（上拉电阻拉回高电平），作为起始信号。
响应信号：DHT11 检测到起始信号后，拉低总线 80µs，再拉高 80µs，作为响应信号，表示准备好发送数据。
数据传输：DHT11 开始连续发送 40 位数据，每一位数据都以 54µs 的低电平开始，随后的高电平持续时间决定该位是 0（26-28µs）还是 1（70µs）。
数据校验：STM32 接收完 40 位数据后，对前 32 位数据求和，并与最后 8 位校验和对比，验证数据完整性。
数据解析：将有效数据解析为湿度和温度值
1.5 WS2812控制芯片的RGB
工作流程
数据发送
STM32 通过 PA15 引脚发送一串由 24 位数据组成的帧。每 24 位数据对应控制一个灯珠的颜色，格式为：
G7-G0, R7-R0, B7-B0。数据以特定的高低电平时序（0 码：高电平短、低电平长；1 码：高电平长、低电平短）进行编码，WS2812 芯片通过识别这种时序来解码数据。
级联传输
第一个灯珠（LED6）接收到 24 位数据后，将其锁存并用于控制自身颜色，然后将剩余的数据通过 DO 引脚（数据输出）转发给下一个灯珠（LED7）。
第二个灯珠（LED7）重复此过程，控制自身颜色并将数据转发给第三个灯珠（LED8）。
第三个灯珠（LED8）接收并锁存最后一组 24 位数据，控制自身颜色。
数据锁存与显示
当所有灯珠都接收到对应的数据后，STM32 需要发送一个足够长的低电平（通常大于 50µs）作为复位信号，所有灯珠同时将锁存的数据输出，显示对应的颜色
1.6 LED跑马灯
工作流程
- IO 口配置：STM32 将 PB12~PB15 配置为推挽输出模式，初始状态为高电平（LED 熄灭）。
- 点亮 LED：当需要点亮某个 LED 时，将对应的 IO 口输出低电平，电流从 LEDVCC（+5V）经 LED、限流电阻、IO 口流向地，LED 导通发光。
- 熄灭 LED：当需要熄灭某个 LED 时，将对应的 IO 口输出高电平，电流回路被切断，LED 截止熄灭。
- 跑马灯效果：通过程序依次控制 PB12~PB15 的高低电平，使 LED2~LED5 依次点亮、依次熄灭，形成流水或闪烁的跑马灯效果。
1.7 USART转USB
工作流程
USB 枚举：电路通过 USB1 连接电脑后，CH340E 被识别为虚拟串口（如 COMx）。
STM32 → 电脑：STM32 通过 USART1_TX（PA9）发送数据到 CH340E 的 RXD 引脚，CH340E 转换为 USB 数据发送给电脑。
电脑 → STM32：电脑通过虚拟串口发送数据，CH340E 接收后转换为 UART 信号，通过 TXD 引脚发送到 STM32 的 USART1_RX（PA10）。
1.8 USART转RS485
工作流程
发送模式：STM32 将 PA4（USART2_EN）置为高电平，MAX3485 的 DE 和 RE 引脚为高，进入发送模式。STM32 通过 USART2_TX（PA2）发送数据到 DI 引脚，MAX3485 转换为差分信号从 A、B 输出到总线。
接收模式：STM32 将 PA4 置为低电平，MAX3485 的 DE 和 RE 引脚为低，进入接收模式。总线上的差分信号通过 A、B 进入 MAX3485，转换为单端信号从 RO 引脚输出，通过 USART2_RX（PA3）被 STM32 接收。
总线保护：R21 终端匹配电阻和 R19/R20 偏置电阻共同作用，保证总线在长距离和多节点通信时的信号完整性。
