低功耗单片机驱动LED灯 6轴传感器

- 供电范围：兼容常规纽扣电池（3V，如CR2032），电压输入范围2V-3.25V。
- 功耗指标：单片机选择极低功耗（推荐STM32L011F4U6TR，不限制也可以选用其他）
- 正常工作模式（GPIO高电平/PWM+传感器采集）：MCU+传感器（不含LED）总电流≤500uA。

- 正常工作模式（GPIO高电平+传感器关闭采集）：MCU+传感器（不含LED）总电流≤80uA。
- 低功耗休眠模式（GPIO低电平+传感器中断唤醒）：MCU+传感器（不含LED）总电流≤1μA。

2. 核心功能与性能参数
（1）GPIO输出控制
- 输出引脚：指定1路GPIO，推挽输出或者PWM输出调节LED亮度。
- 高电平电压：≥2.8V（供电电压3V时），驱动能力≥10mA（满足LED最大电流需求）。
- 低电平电压：≤0.3V，漏电流≤0.3μA。
（2）2分钟无操作休眠触发
- 触发条件：外部无操作（操作时需向MCU发送一个电平信号，如上升沿/下降沿，作为“操作触发信号”）。
- 计时精度：2分钟±5%（MCU内部定时器实现，操作时触发时重置计时）。
- 休眠动作：计时到后，GPIO立即拉低，MCU进入STOP模式，传感器进入极低功耗中断模式。

（3）6轴传感器功能
- 传感器型号：选择极低功耗传感器（I2C通信）。
- 姿态角识别：
- 解算算法：基于卡尔曼滤波的姿态解算（开源算法，无专利），输出欧拉角（滚转角、俯仰角、偏航角）。
- “射击状态”角度范围：需明确量化（例：俯仰角0°±10°，滚转角0°±5°，具体由用户定义，外协需预留参数配置接口）。
- 识别精度：角度误差≤2°（静态），响应时间≤100ms。
- 振动唤醒：
- 触发阈值：可配置（例：加速度≥0.5g，持续时间≥50ms），唤醒响应时间≤200ms。
- 中断方式：6轴传感器的INT引脚输出中断信号，触发MCU唤醒。
（4）姿态触发功能的开启/关闭（外部操作切换）
- 切换触发方式（二选一，用户指定）：
- 方式1：连续敲击（传感器检测到2次连续振动，间隔0.2-1s，加速度≥1g）。
- 方式2：姿态反转（180°翻转，滚转角/俯仰角变化≥170°，完成时间≤1s）。
- 状态指示：切换时GPIO输出高低电平闪烁1次（闪烁频率1Hz，占空比50%，持续1s），作为状态反馈。
- 记忆功能：设备掉电后，需保存最后一次“开启/关闭”状态。

（5）串口升级和修改参数

3. 硬件设计要求
- PCB尺寸：待定。
- 接口定义：
- 供电接口：2Pin（VCC/GND），间距2.54mm。
- GPIO输出接口：2Pin（GPIO_OUT/GND），用于接LED正极。
- 传感器接口：6轴贴片焊接，无需外部接口（若需调试，预留I2C调试接口）。
- 抗干扰：PCB布局需优化电源滤波（加0.1μF电容靠近MCU/传感器电源脚），传感器与MCU间距≤5mm，减少噪声。
4. 软件设计要求
- 代码兼容性：基于STM32 HAL库开发，提供可编译的源代码（注释清晰），支持参数修改（如“射击状态”角度范围、振动阈值、无操作时间）。
- 调试接口：预留SWD调试接口（4Pin，间距2.54mm），支持程序下载和调试。
- 故障处理：低电压检测（当供电电压≤2.7V时，GPIO拉低，进入深度休眠，仅保留振动唤醒）。
5. 交付物清单
1. 硬件：PCB板（含焊接所有元器件）2块（1块测试，1块成品）。
2. 软件：源代码（含工程文件、编译说明）、Hex烧录文件。
3. 文档：原理图、PCB Layout文件（AD格式）、BOM表、功能测试报告（含功耗测试、角度识别精度、唤醒响应时间等数据）。