自制4G手机！电路代码全开源！

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自制4G手机，基于Air724UG模组，Lua开发语言设计。手机有7大功能，分别是——电话通信、短信发送、音乐播放、一键指定呼叫、开关机及定时休眠、游戏娱乐、U盘模拟。

2、功能描述

Ⅰ  电话通信

进入电话app界面，输入电话号码，按“*”键拨出，按“#”键退出。

Ⅱ 短信发送

进入短信app界面，按右侧“↑”“↓”按键切换到号码框或短信框，在号码框输入电话号码，在短信框按“0-9”数字按键切换短信内容（消息列表存放在sd卡中的message.json文件里），按“*”号键发送，按“#”键退出


Ⅲ 音乐播放

进入音乐app界面，按右侧“↑”“↓”按键切换mp3文件（文件保存在sd卡的music文件夹里），按“*”号键播放和停止，按“#”键停止并退出。


Ⅳ 一键指定呼叫

在主界面，按“0-9”数字按键，直接进入拨号界面并设置好对应电话号码，电话号码列表存放在sd卡中的call list.json文件里，按“*”键拨出，按“#”键退出。


Ⅴ 开关机及定时休眠

在关机状态，按住右侧电源按钮持续4秒手机开机，并显示开机动画。

进入主菜单后，按住右侧电源按钮持续2秒弹出关机确认界面，按“*”号键关机，按“#”键返回。

1分钟无按键操作，手机屏幕和按键灯熄灭，进入休眠状态以降低功耗。


Ⅵ 游戏娱乐

进入游戏app界面，有一个小鸟游戏。用“*”号键控制小鸟上升，很简单的一个游戏，按“#”键退出。


Ⅶ U盘模拟

手机接入电脑后会模拟出一个U盘，指向板上的sd卡，可以用来存放文件。

3、设计图

  

原理图（点击进入嘉立创EDA编辑器打开）

硬件上使用Air724UG模块作为主控，所有外设都接在模块上。

  

主板采用4层板，阻容基本上是0402封装，整机外壳5X10cm，锂电池容量为1500mAH。板上预留了摄像头接口以及锂电池电量计芯片（未验证）。

  

  

手机正面是一块280X240的tft液晶屏和12颗按键。按键采用的是6x6x7.2贴片带灯，套了数字按键帽，按键上的灯统一由air724UG的一个pwm口控制。侧面是3颗侧贴的轻触按钮，实现“上”、“下”、“开关机”功能。

底部是一个Typec座和一个双色LED：

typec口用于电池充电以及程序烧入，并且可以连接到PC用于模拟U盘，模拟的U盘目录指向手机上的SD卡。
双色LED用于指示充电状态，红色表示充电，蓝色表示充满。
背面扬声器位置开孔以及4个M2.5的固定孔位置。

  

  

  

PCB和整机图片

5、软件说明

软件部分基于LuatOS-Air编写。 LuatOS-Air = Lua + AT，是合宙嵌入式操作系统LuatOS在蜂窝物联网模组上推出的开源的二次开发框架。

LuatOS-Air将传统的AT命令用Lua语言封装成API，开发者可以通过调用API轻松便捷的实现SOCKET、MQTT、OTA、GPIO、I2C、SPI等功能。框架如下：

  

紫光展锐8910平台的Cat.1模块底层core中跑的操作系统是FreeRTOS。 core在启动过程中，会创建一系列的task，例如音频、协议栈、串口等。

其中有一个task，用来加载Lua虚拟机，解析运行用户编写的Lua脚本，这个task，我们称之为Lua virtual task。 另外在Lua脚本中，利用Lua的协程特性封装了一个sys.taskInit接口，借用了task的概念，实际上并不是真正的task。

脚本中的所有应用，都运行在Lua virtual machine task中，属于单task应用。sdk框架如下：

  

本次工程代码用到了VOLTE高清通话、LVGL、浮点运算以及模拟U盘等功能，官方发布的core不满足需求，所以需要定制固件。

代码主要编写app应用层脚本，我将代码分为3个文件夹，分别为/main、/panel和/resources。

main文件夹部分是一些应用初始化以及UI加载等代码

panel文件夹部分是每个应用app界面代码

resources文件夹存放一些app图标、控件图片以及音频文件，尺寸较大的图片和文件存放在sd卡中。

IDE使用VSCode，下载luatIDE以及相应的debug插件，可以通过usb口进行下载调试。

UI基于LVGL库，LVGL 是一个开源的图形库，它提供了创建嵌入式 GUI 所需的一切，具有易于使用的图形元素、漂亮的视觉效果和低内存占用的特点。

基本上，大部分控制器（需要能够驱动显示屏）都适合运行 LVGL。最低要求是：

  

C语言版本的LVGL支持触摸屏、鼠标、键盘、编码器、按钮等多种输入设备，合闸官方提供的demo是基于触摸屏的设计，移植到本工程改为按键输入时找不到group相对应的api，不知道是不是lua 版本的 LVGL还未支持。

目前是为所有界面编写了按键响应函数，这导致控件配合的不是很好。

手机使用方法：开机动画结束后进入主界面，顶部显示手机卡状态、当前时间以及电池电量。中间app图标排成一排，当前选中的app在中间，按右侧“↑”“↓”按键切换app，按“*”键进入app界面（当前切换动画代码未编写，切换过程不太直观）。





Ⅰ 硬件调试

由于air724UG模块背面有焊盘类似BGA，在焊接时需要借助加热台。

①先在焊盘上涂抹锡膏，放上模块进行加热，所以PCB板背面的元件先不要焊接！

②焊好模块周边的元件以及usb口部分的元件，先烧入脚本进行测试模块背面焊盘是否焊接良好。

③背面焊盘主要是按键和摄像头以及lcd背光，摄像头预留暂时未写对应代码暂时不管，想用的可以用官方的demo测试。

④按键可以用线短接来模拟测试。

  

⑤主板与LCD板通过1.27间距的双排插座插针连接，这是为了检修以及安装方便。但是排针排座连接也增加了高度，为了参照按键的高度，我把LCD板上插针的黑色塑料部分拆了，剪短针长至4.5mm。

⑥注意焊好后再去掉塑料部分是很困难的，在拔的过程中极有可能导致液晶屏损坏，所以最好先焊好排针最后焊液晶屏。

⑦PCB板连接PC时需接上电池，否则TP4057可能工作不正常导致模块启不来。


Ⅱ 软件调试

可以通过LuaTools工具进入脚本烧入。
手机侧面的第二个按钮是boot键，按住该键再重启即可进入boot模式。
板上接出重启按键，在裸板时可以协助调试。板上预留串口接口，可以接出使用（未使用过，使用usb调试很方便）。
LuaTools工具可以打印日志，想输出哪些信息在脚本里调用log.info()即可。

  

  

烧入脚本程序重启后会发现没有开机动画，进入主界面也没有背景等问题。这是因为sd卡里没有对应文件。

用usb接上PC，会在PC端弹出一个U盘，该U盘指向的就是手机上的sd卡，将附件提供的music文件、message.json、call list.json、wallpaper.png、wallpaper2.png和startup animation.gif放入U盘，再重启就可以了。

如果PC端有提示U盘但是打不开，可能是sd卡格式损坏，将U盘快速格式化一遍就行了。

7、总结和待实现功能

本工程实现了所要求的功能，但还有些小瑕疵：喇叭在播放一段时间后会出现杂音不清晰、主界面切换app图标时有时会出现某一项图标消失不显示、长时间播放音乐手机会有发烫现象。

后续等空闲时间的时候再改进吧，还有一些功能后续也会添加，比如录音、wifi定位、摄像头识别二维码、扫码支付、文件夹浏览等。（但是时间多久不定，勿cue）

更多详情及附件，可从原工程查看。

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