Rev.A硬件设计规划

硬件概念图、双屏物理边界、五键布局、使用姿态、CMF和AI图注规则见硬件视觉锚点简报。该简报只负责视觉探索，不能替代本文件的原理图、PCB、包络和硬件验收。

1. 目标

Rev.A用于验证屏幕、五键、MicroSD、RTC、功耗和完整对局体验，不承担六色屏量产定型。六色屏候选筛选与至少一块真实样屏验证必须前移，量产定型后置。建议拆成A0工程验证板和A1形态验证机，降低首次打样同时承担电气与外观风险。

2. Rev.A0工程验证板

必须包含：

• ESP32-S3 N16R8。
• 4.2英寸300×400、2灰阶、ST7305 RLCD接口。
• MicroSD卡座。
• PCF85063 RTC。
• 电源、上、下、确定、返回五键。
• USB-C、充电、电池保护和调试能力。
• 800mAh电池接口与电量检测。
• 屏幕、存储、电源、USB、UART和I2C测试点。
• 启动、复位和电流测量位置。

A0不严格限制卡牌外形，以便测量、飞线和替换器件；但在A0原理图前仍需完成机械包络和器件堆叠草案，避免最终形态无法容纳电池、连接器、按键和天线。

3. Rev.A1形态验证机

A0稳定后再验证：

• 接近卡牌的整机比例。
• 屏幕、电池和PCB堆叠。
• 侧边五键的位置和手感。
• USB-C和MicroSD开口。
• 天线净空。
• 外壳厚度、重量、挂环和桌面稳定性。
• 左右手、单手、平放和持握操作。

阶段0先给出整机宽、高、厚、重量和屏占比的暂定上限，并建立屏幕、PCB、电池、MicroSD、USB-C、五键与天线的堆叠模型。A1负责用真实整机验证，而不是首次考虑这些约束。

4. 硬件结构

USB-C 5V
   ├─ 充电与电源路径管理
   ├─ USB数据和升级
   └─ USB插入检测

800mAh锂电池
   └─ 低静态功耗3.3V系统电源
      ├─ ESP32-S3 N16R8
      ├─ ST7305 RLCD
      ├─ MicroSD
      └─ PCF85063

ESP32-S3
   ├─ SPI LCD → ST7305
   ├─ SPI SD → MicroSD
   ├─ I2C → PCF85063
   ├─ GPIO → 五键和电源控制
   ├─ ADC → 电池电压
   ├─ USB → 调试、升级、后续资源传输
   └─ 预留GPIO → 后续扩展

5. 总线建议

建议屏幕与MicroSD使用独立SPI控制器，避免频繁切换模式与速度，并允许后台预读资源时保持显示稳定。如果最终GPIO不足，可以退回共享总线、独立片选方案，但必须重新测试并发读取和刷新。

PCF85063使用I2C，可为未来触摸或扩展接口预留同一总线。I2C外露前需增加静电和短路保护。

6. GPIO预算

最终引脚表必须记录GPIO编号、上电默认状态、上下拉、深睡眠状态、启动脚限制和测试点。原生USB、模组内部Flash/PSRAM与启动配置脚必须提前排除。

7. 屏幕接口要求

预留：

• LCD_SCLK
• LCD_MOSI
• LCD_CS
• LCD_DC
• LCD_RST
• 可选LCD_BUSY或中断
• LCD_PWR_EN

具体模组资料到位后确认：

• 逻辑和模拟电压。
• SPI模式、最高频率和时序。
• 上电、复位、睡眠和唤醒顺序。
• 初始化寄存器。
• 显存排列、位序和扫描方向。
• 局刷支持与刷新限制。
• 静态保持功耗和工作温度。
• FPC引脚和连接器方向。

不得假设RLCD与电子墨水屏一样能在完全断电后保持画面。A0必须验证ST7305模组在正常显示、最低功耗保持、控制器休眠和完全断电下的实际行为，并据此定义深睡眠电源策略。

业务资源使用逻辑像素排列，由驱动转换为ST7305原生排列，为六色屏迁移保留空间。

8. MicroSD

• 建议验证8GB、16GB和32GB FAT32卡。
• 配置插卡检测。
• 数据线预留串联电阻位置。
• 外露卡座增加静电保护。
• 游戏期间以只读资源为主。
• 写入、安装或传输期间禁止睡眠和拔卡。
• 建议配置SD_PWR_EN，以便保持卡面时断电降耗。
• 设备不得未经确认自动格式化SD卡。

游戏中拔卡时，停止新的文件请求，保留当前卡面和对局状态，禁止换将；重新插入并验证资源包后恢复完整功能。

9. 五键

建议五键低电平有效，软件负责消抖、短按、长按和菜单连发。上、下键是高频体力键，应选择更高寿命的开关。

机械建议：

• 电源键位于顶部或侧面并略微内凹。
• 上、下、确定、返回优先沿侧边布局。
• 确定与返回具有明显位置或触感差异。
• 复位使用背面隐藏针孔。
• A1实测左右手、桌面平放和连续两小时疲劳。

10. USB-C与充电

Rev.A按USB 2.0设备设计，不依赖PD：

• CC1/CC2配置标准设备下拉。
• USB数据线配置静电保护。
• 检测USB插入。
• 支持烧录、日志、升级和充电。
• 后续增加专用资源传输模式。

建议选择具有电源路径管理能力的充电方案，以避免边充边用、Wi-Fi峰值和电池耗尽启动时出现电压不稳。器件需结合充电电流、温升、静态功耗、采购和运输模式评审。

11. 3.3V系统电源

A0可优先保证易测量和稳定点亮；A1及量产方向优先评估低静态功耗升降压3.3V方案，充分利用锂电池电压范围。输出能力按1A级别评估以覆盖无线、SD和屏幕同时工作的峰值，连续电流以实测为准。

屏幕与MicroSD尽可能支持独立断电。电池ADC使用高阻分压和开关，仅在采样时接通，降低静态漏电。

12. RTC与电量

Rev.A建议PCF85063由日常常开3.3V域供电，日常关机采用深睡眠，不配置纽扣电池。主电池完全断开后允许时间丢失，再通过USB或Wi-Fi校时。

Rev.A使用ADC估算电池电量；如果Wi-Fi负载导致读数不稳定或用户需要更准确剩余时间，再评估专用电量计。

13. 天线与PCB

Rev.A优先评估板载天线模组：

• 天线区域禁止铺铜。
• 电池、屏幕金属层、磁吸结构远离天线。
• 高速SPI和MicroSD远离天线区域。
• 外壳对应区域避免金属装饰。
• A1装壳后测试Wi-Fi与BLE距离。

A0建议采用四层PCB，保留完整地平面和电源回流。提供USB、UART、SPI、I2C、各路电源、复位、启动和电流测量测试点。

14. 四针扩展

Rev.A只预留，不承诺功能。候选定义为GND、可控3.3V、I2C SCL、I2C SDA或设备检测。对外开放前必须完成短路、静电、插拔、反接和供电保护评审。

15. A0验收

• ST7305连续刷新、睡眠和唤醒无花屏或死机。
• SPI达到目标频率后稳定。
• 8GB、16GB、32GB卡稳定挂载和读取。
• 屏幕刷新与SD读取同时进行不破坏数据。
• SD热插拔不导致系统崩溃。
• 五键无明显重复触发，长按和开机组合可靠。
• RTC深睡眠期间保持走时。
• Wi-Fi、SD和屏幕同时工作不复位。
• 低电时能完成状态保存。
• 能测量各电源状态的实际电流。

16. 仍需输入

在进入原理图前必须获得ST7305具体模组的数据手册、引脚定义或可靠商品资料，并确认ESP32-S3模组具体料号。