基于芯?？萍糃S32F036Q的車身域控制器應(yīng)用案例

芯?？萍?/u>（股票代碼：688595）CS32F036Q是一款面向車身控制應(yīng)用、符合AEC-Q100認(rèn)證的車規(guī)MCU。

CS32F036Q內(nèi)置32位Arm Cortex-M0內(nèi)核、32KB Flash及4KB SRAM（支持硬件奇偶校驗(yàn)），集成12bit 1Msps ADC（有效精度≥10bit）、1%精度高速振蕩器及POR/PDR/LVD等模擬單元，支持2.0V~5.5V寬電壓供電及-45℃~105℃工作溫度。

本文將介紹基于CS32F036Q設(shè)計(jì)的三個(gè)車身域控制器應(yīng)用案例。

應(yīng)用案例一

車載激光粉塵傳感器

一般來說，奔馳的汽車會(huì)造成揚(yáng)塵及尾氣污染，汽車的車流密度越大，污染就會(huì)越嚴(yán)重。而車載座艙的空氣較為不流通，極易沉積尾氣、粉塵、煙塵等空氣污染物，從而對(duì)人們的健康造成惡劣影響。

隨著人們更加追求健康、安全、舒適的車內(nèi)呼吸環(huán)境，能夠提供車內(nèi)空氣粉塵濃度高精準(zhǔn)測量及凈化的智能健康座艙，實(shí)現(xiàn)了從最初的中高端車型到更廣闊的車型范圍的覆蓋，由此帶來了車載激光粉塵傳感器的需求快速增長。

激光粉塵傳感器主要測量車內(nèi)空氣中的粉塵濃度值，具有測量精度高、響應(yīng)快、抗干擾強(qiáng)、穩(wěn)定性好等性能優(yōu)勢，幫助汽車打造智能安全的車內(nèi)呼吸環(huán)境。

基于芯海科技CS32F036Q的車載激光粉塵傳感器，通過驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，將空氣中的粉塵帶入激光束所在區(qū)域，控制激光照射粉塵產(chǎn)生散射，通過內(nèi)置高精度ADC采集光敏管輸出的模擬量，經(jīng)過CS32F036Q計(jì)算后，獲得粉塵濃度值，最后通過USART/PWM輸出最終的測量數(shù)據(jù)結(jié)果。應(yīng)用框圖如下：

基于CS32F036Q的車載激光粉塵傳感器應(yīng)用框圖

應(yīng)用案例二

倒車?yán)走_(dá)超聲波測距模塊

倒車?yán)走_(dá)作為常見的泊車安全輔助設(shè)備，通過超聲波傳感器測量與周圍物體的距離，并通過音頻進(jìn)行距離提示，以保證駕駛安全。

測距功能是倒車?yán)走_(dá)的核心功能，一般采用超聲波測距方案。驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器發(fā)射超聲波，當(dāng)Time_TX發(fā)出的超聲波信號(hào)（信號(hào)頻率常用40KHz）經(jīng)過障礙物發(fā)生反射，反射回來的超聲波信號(hào)在在Time_RX被超聲波接收器接收，經(jīng)過放大濾波及整形后變成RX信號(hào)的圖像。從而基于TX和RX的時(shí)間差及超聲波在空氣中的傳播速度(約340m/s)，即可計(jì)算出超聲波信號(hào)傳播距【D=340*(Time_TX - TimeRX)/2】，最后計(jì)算出汽車與障礙物之間的距離。

基于CS32F036Q的到倒車?yán)走_(dá)超聲波測距模塊，通過芯片內(nèi)置的PWM模塊產(chǎn)生40KHz的超聲波激勵(lì)信號(hào)。超聲波反彈的信號(hào)經(jīng)過放大調(diào)理電路接到CS32F036Q的捕獲口。由于超聲波在不同溫度下的傳播速度不同，CS32F036Q可通過內(nèi)置ADC采樣溫度對(duì)超聲波的傳播速度進(jìn)行校正，從而提升測量精度，并將測量數(shù)據(jù)通過LIN口進(jìn)行上報(bào)。應(yīng)用框圖如下：

基于CS32F036Q的超聲波測距模塊的應(yīng)用框圖

應(yīng)用案例三

車窗控制器

隨著現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的進(jìn)步，汽車的傳統(tǒng)零部件及總成向著機(jī)電一體化、智能化發(fā)展。車窗控制器作為與司機(jī)交互最頻繁的車身域ECU之一，通過減速器將直流電機(jī)速度降低同時(shí)增加扭矩來開關(guān)車窗，集成安全算法以實(shí)現(xiàn)車窗防夾功能，提高汽車的便捷和舒適感，滿足汽車的安全性要求。

基于CS32F036Q的車窗控制器應(yīng)用使用PWM外接驅(qū)動(dòng)器，通過改變PWM信號(hào)的占空比，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向、以及電機(jī)的加速度和減速度，從而控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)車窗升降控制。

在防夾手的安全控制方面，使用CS32F036Q的ADC采樣電機(jī)工作電流，可通過算法識(shí)別防夾手的安全控制。同時(shí)，通過GPIO外接霍爾傳感器，檢測車窗的位置及運(yùn)動(dòng)速度，從而實(shí)現(xiàn)車窗的到位檢測。應(yīng)用框圖如下：

基于CS32F036Q的車窗控制器應(yīng)用框圖

隨著汽車“三化”（電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化）的持續(xù)升級(jí)，車規(guī)MCU芯片在汽車電子芯片的整體占比約為33%，其單車的MCU需求用量可超過數(shù)百顆，國產(chǎn)化MCU方案需求強(qiáng)烈。

對(duì)此，芯海科技汽車電子產(chǎn)品線仍將持續(xù)加強(qiáng)汽車電子MCU系列化、產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)化及車規(guī)質(zhì)量體系建設(shè)。圍繞智慧座艙、人機(jī)交互、車載PD快充、電池管理、車身控制、駕駛安全等應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)系列化汽車MCU的芯片研發(fā)和市場開拓。