教你自制简易4G手机，教程超详细！

全文导航:手机功能、说明、设计图6张、硬件原理、软件原理、软硬件调试，总结

手机功能

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、一键指定呼叫、音乐播放、开关机及定时休眠、短信发送、游戏娱乐、U盘模拟。

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说明

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

本工程依据“CC-BY-NC-SA 4.0”知识共享许可协议，请勿用于商用，转载时请标明出处。

设计图6张

硬件原理

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

软件原理

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）。

软硬件调试

1.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。

2.软件调试

可以通过LuaTools工具进入脚本烧入。

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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。

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）

源码、电路源文件，因为格式原因无法上传，有需要，可自取，资料已全开源，无偿分享：https://oshwhub.com/flyn/MiniPhone#P2

ps：本项目所有耗材均由立创开源硬件平台的星火计划报销~有薅羊毛活动就是香嘿嘿！

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本文参考资料：立创开源硬件平台《MiniPhone》作者：flyn