基于芯海科技CS32F036Q的车身域控制器应用案例

来源:MCU开发加油站发布时间:2023-03-012079浏览

芯海科技（股票代码：688595）CS32F036Q是一款面向车身控制应用、符合AEC-Q100认证的车规MCU。

CS32F036Q内置32位Arm® Cortex®-M0内核、32KB Flash及4KB SRAM（支持硬件奇偶校验），集成12bit 1Msps ADC（有效精度≥10bit）、1%精度高速振荡器及POR/PDR/LVD等模拟单元，支持2.0V~5.5V宽电压供电及-45℃~105℃工作温度。

本文将介绍基于CS32F036Q设计的三个车身域控制器应用案例。

应用案例一

车载激光粉尘传感器

一般来说，奔驰的汽车会造成扬尘及尾气污染，汽车的车流密度越大，污染就会越严重。而车载座舱的空气较为不流通，极易沉积尾气、粉尘、烟尘等空气污染物，从而对人们的健康造成恶劣影响。

随着人们更加追求健康、安全、舒适的车内呼吸环境，能够提供车内空气粉尘浓度高精准测量及净化的智能健康座舱，实现了从最初的中高端车型到更广阔的车型范围的覆盖，由此带来了车载激光粉尘传感器的需求快速增长。

激光粉尘传感器主要测量车内空气中的粉尘浓度值，具有测量精度高、响应快、抗干扰强、稳定性好等性能优势，帮助汽车打造智能安全的车内呼吸环境。

基于芯海科技CS32F036Q的车载激光粉尘传感器，通过驱动风扇，将空气中的粉尘带入激光束所在区域，控制激光照射粉尘产生散射，通过内置高精度ADC采集光敏管输出的模拟量，经过CS32F036Q计算后，获得粉尘浓度值，最后通过USART/PWM输出最终的测量数据结果。应用框图如下：

基于CS32F036Q的车载激光粉尘传感器应用框图

应用案例二

倒车雷达超声波测距模块

倒车雷达作为常见的泊车安全辅助设备，通过超声波传感器测量与周围物体的距离，并通过音频进行距离提示，以保证驾驶安全。

测距功能是倒车雷达的核心功能，一般采用超声波测距方案。驱动超声波传感器发射超声波，当Time_TX发出的超声波信号（信号频率常用40KHz）经过障碍物发生反射，反射回来的超声波信号在在Time_RX被超声波接收器接收，经过放大滤波及整形后变成RX信号的图像。从而基于TX和RX的时间差及超声波在空气中的传播速度(约340m/s)，即可计算出超声波信号传播距【D=340*(Time_TX - TimeRX)/2】，最后计算出汽车与障碍物之间的距离。

基于CS32F036Q的到倒车雷达超声波测距模块，通过芯片内置的PWM模块产生40KHz的超声波激励信号。超声波反弹的信号经过放大调理电路接到CS32F036Q的捕获口。由于超声波在不同温度下的传播速度不同，CS32F036Q可通过内置ADC采样温度对超声波的传播速度进行校正，从而提升测量精度，并将测量数据通过LIN口进行上报。应用框图如下：

基于CS32F036Q的超声波测距模块的应用框图

应用案例三

车窗控制器

随着现代汽车电子技术的进步，汽车的传统零部件及总成向着机电一体化、智能化发展。车窗控制器作为与司机交互最频繁的车身域ECU之一，通过减速器将直流电机速度降低同时增加扭矩来开关车窗，集成安全算法以实现车窗防夹功能，提高汽车的便捷和舒适感，满足汽车的安全性要求。

基于CS32F036Q的车窗控制器应用使用PWM外接驱动器，通过改变PWM信号的占空比，控制电机的转速和转向、以及电机的加速度和减速度，从而控制电机的正转反转，实现车窗升降控制。

在防夹手的安全控制方面，使用CS32F036Q的ADC采样电机工作电流，可通过算法识别防夹手的安全控制。同时，通过GPIO外接霍尔传感器，检测车窗的位置及运动速度，从而实现车窗的到位检测。应用框图如下：

基于CS32F036Q的车窗控制器应用框图

随着汽车“三化”（电动化、网联化、智能化）的持续升级，车规MCU芯片在汽车电子芯片的整体占比约为33%，其单车的MCU需求用量可超过数百颗，国产化MCU方案需求强烈。

对此，芯海科技汽车电子产品线仍将持续加强汽车电子MCU系列化、产品研发平台化及车规质量体系建设。围绕智慧座舱、人机交互、车载PD快充、电池管理、车身控制、驾驶安全等应用场景，实现系列化汽车MCU的芯片研发和市场开拓。

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芯海科技（深圳）股份有限公司（股票代码：688595）成立于2003年9月，是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链集成电路设计企业，专注于高精度ADC、高可靠性MCU、测量算法以及AIoT一站式解决方案的研发设计。产品和方案广泛应用于工业测量与工业控制、通信与计算机、锂电管理、消费电子、汽车电子、智慧家居、智能仪表、智慧健康等领域。芯海科技作为同时拥有模拟信号链和MCU双平台驱动的集成电路设计企业，也是少数拥有物联网整体解决方案的集成电路设计企业之一，与客户A、荣耀、vivo、OPPO、小米、华米、紫米、麦克韦尔、飞科、汇川、汉威、四方光电、南方电网、德朔、美的、香山衡器、乐心医疗、锂电某龙头公司等知名企业持续保持紧密合作，成为鸿蒙智联（HarmonyOS Connect）生态合作伙伴。芯海科技总部位于深圳，在合肥、西安、成都、上海设立子公司，是国家级高新技术企业，被广东省科技厅认定为“广东省物联网芯片开发与应用工程技术研究中心”，获得国家级专精特新“小巨人”称号。公司获批设立了市级博士后创新实践基地，建有可靠性检测中心、健康测量实验室、感知实验室、MCU实验室。截止到2022年上半年，芯海科技累计拥有全球专利申请近800件，累计拥有已授权专利近350件（含美国专利），拥有专利数量在科创板芯片设计上市公司中名列前茅。