您现在的位置：首页 > 技术方案 >新能源 > 基于CW32F030单片机的便携充电枪应用方案

基于CW32F030单片机的便携充电枪应用方案

来源： elecfans

2023-12-22

类别：新能源

拍明芯城

新能源汽车快速发展和普及，但随之而来的“续航焦虑”也困扰着广大车主。于是，可随身携带、只要有标准插座就能为“爱车”充电的便携式充电枪进入消费者视野。

便携式充电枪作为即插即用型充电设备，结构简洁、操作简单，不受充电场地限制，满足电动车主随时充电的应用诉求。此外，便携式充电盒在使用过程中性能稳定，相比模式一无保护式充电，充电安全有保障。

图为：思皓新能源车的便携充电枪

思皓创建于2018年4月24日，此品牌为安徽江淮汽车集团股份有限公司与大众汽车集团(中国)合资成立的大众汽车(安徽)有限公司(原名江淮大众汽车有限公司)发布全新品牌。同时也是大众旗下子品牌之一。

通过拆解思皓新能源车的便携充电枪，我们发现武汉芯源半导体的CW32F030C8T6在其作为核心主控芯片。

作为充电枪的核心部件，不仅要求充电安全可靠，而且还需要适应从东北极寒到三亚酷热的各种使用环境，这对MCU要求极高，这说明武汉芯源半导体的CW32F030C8T6单片机已得到一线主机厂的认可。

武汉芯源半导体的CW32F030C8T6，支持-40～105℃的超宽温度范围，也有已公开HBM ESD 8KV、EFT 4KV等测试结果，全部ESD和Latch Up指标达到国际标准最高等级，可以确保充电枪安全稳定的工作。

CW32F030C8T6在充电枪中的应用框图

CW32F030C8T6特色及优势点‍：

√ARM Cortex-M0+ 32位内核;

√12位高精度ADC;

√105℃耐温，适用多种工业/汽车应用

√支持DeepSleep模式，节省功耗;

√8KV ESD，4KV EFT抗干扰，从容应对EMC;

√3路UART，调试更方便

武汉芯源CW32F030评估板介绍

CW32F030CxTx StartKit 评估板为用户提供一种经济且灵活的方式使用 CW32F030CxTx 芯片构建系统原型，可进行性能、功耗、功能等各方面快速验证。CW32F030CxTx StartKit 评估板需要搭配 CW-DAPLINK 调试器一起使用。该评估板配有 CW32F030 StartKit 软件包及 CW32F030-StdPeriph-Lib 固件库和例程。

1.评估板特性

● CW32F030CxTx 微控制器(ARM® Cortex®-M0+ 最高主频 64MHz)，LQFP48 封装，64K 字节 FLASH，8K 字节 RAM

● 3 颗 LED：

电源指示灯(LED3)，用户指示灯(LED1，LED2)

●三个轻触开关：

复位轻触开关(S3)，用户轻触开关(S1，S2)

●USB 转串口芯片(CH340N)

●FLASH 芯片(W25Q64JVSSIQ)

●EEPROM 芯片(CW24C02AD)

●板载接口：

Mini USB 接口(串口通信，USB 供电)

下载器调试接口

所有 GPIO 口通过排针引出

●多种方式供电：USB VBUS 供电，3.3V 供电(LD1117AS33TR)，外接 1.65V ~ 5.5V 供电

●CW32F030-StdPeriph-Lib 软件包提供全面免费的固件库和例程

● 支持多种集成开发环境，IAR ™，Keil®

2.特别约定

本文档中 ON 和 OFF 设置的约定如下表所示：

3.快速开始

按照下列步骤配置 CW32F030CxTx StartKit 评估板：

▼ 确认评估板上跳线帽的位置(见下表);

▼连接 CW-DAPLINK 调试器，确认主机端驱动程序已经正确安装，并将调试接口线正确连接至评估板;

▼给评估板供电，使用 USB 电缆(Type-A 转 Mini USB)连接至评估板 USB 连接器 CN1;

▼红色 LED3 点亮(电源指示灯)，绿色 LED1，LED2 交替闪烁;

▼按下 S1 按钮，可观察 LED1 闪烁，LED2 熄灭;

▼按下 S2 按钮，可观察 LED2 闪烁，LED1 熄灭;

▼可在官网下载 CW32F030 StartKit 演示软件，有助于快速了解 CW32F030CxTx StartKit 评估板特征;

▼根据提供的例程开发用户自己的程序。

4.注意事项

▼ CN7与CN12均可用于连接调试器，但CN7增加了BOOT引脚，可用于连接下载器;

▼ VTref与板上VDDIN为同一个网络，需要连接调试器上的VTref接口;

▼评估板上USB 转串口芯片、FLASH 芯片、EEPROM 芯片引脚均引出未与微控制器引脚连接，如需测试需要使用杜邦线进行连接。

5.评估板原理图

武汉芯源CW32F030内部ADC精度是如何达到惊人的1mV?

CW32F030是武汉芯源半导体推出的基于Cortex®-M0+内核32位微处理器，内部集成一个 12 位精度，最高 1M SPS 转换速度的逐次逼近型模数转换器;最多支持16通道转换;支持4路参考电压源选择：VDDA、ExRef、内置1.5V参考电压、内置2.5V参考电压;同时内置信号跟随器，能满足高阻抗信号测量需求。

功能框图如下：

在实际应用中ADC采样精度性能指标受多因素影响，要达到ADC的高性能，需要妥善处理硬件和软件。

硬件方面

1.稳定的参考电压源，推荐选用电池或者高性能的稳压源给VDDA供电;

2.VDDA引脚并接4.7uF和100nF陶瓷电容到GND，最大程度消除噪声干扰;

3.如条件许可，应将信号源和参考电压源以屏蔽线接入到ADC输入通道和VDDA引脚;

4.靠近芯片的ADC输入通道引脚附近增加100nF陶瓷电容到GND，消除空间的辐射干扰。

软件方面

1.选择VDDA为参考电压源;

2.ADC采样率尽量低，ADC工作时钟可采用128分频，采样周期选择10个;

3.在采样转换时，除了ADC模块外，其它外设都不要打开，采样数据先缓存在RAM中，采样到一定量的数据后再初始化串口，将数据通过串口发送出来;

4.在启动ADC转换后，MCU要进入Sleep休眠状态(MCU停止运行)，最大程度的减小噪声。

5.ADC转换完成后，转换完成中断唤醒MCU，初始化串口，将ADC转换结果输出。

关键代码设计如下：

//配置ADC

__RCC_ADC_CLK_ENABLE();

//ADC初始化

ADC_StructInit(&ADC_InitStructure);

//ADC工作时钟配置

ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div128; //269Hz

ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);

//配置单通道转换模式

ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn= ADC_DiscardNull;

ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux= ADC_ExInputCH0;//选择ADC转换通道，AIN1:PA00

ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct= ADC_InitStructure;

ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct= ADC_WdtStructure;

ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure); //初始化单通道单次采样

ADC_ITConfig(ADC_IT_EOC, ENABLE); //使能ADC的EOC中断

ADC_EnableIrq(ADC_INT_PRIORITY);

ADC_ClearITPendingAll();

ADC_Enable(); //ADC模块使能

SysTickDelay(2); //延时2S

CW_ADC->START = 0X01; //启动ADC开始转换

SCB->SCR = 0; // MCU进入Sleep状态

__WFI();

本次测试中，配置系统时钟为1M，ADC采样时钟分频比设置为128，采样时钟10个周期，计算ADC的采样率为=1000000/128/29=269Hz。

使用精密稳压电源(GPP-2323)给VDD和VDDA供电，稳压源设置输出电压为3.30V，用普通测试线双绞后接入(如有测试条件建议用同轴线接入)，实测引脚电压为3.299V;待测信号源用1节干电池提供，用同轴线接入，实测引脚电压为1.615V。

测试10次，每次测试100个数据，实测结果如下：

由测试结果可以看到，10次共1000次采样，最大采样值为2006，最小采样值为2003，采样值变化仅仅4LSB，集中度非常高。如下图所示：

下面分析一下实际的测试误差。

采样值2006对应：2006*3.299/4095=1.616V

采样值2003对应：2003*3.299/4095=1.614V

和信号源电压1.615V相比，最大相差正负1mV。

可见CW32F030芯片的ADC性能非常好，能满足常规mV级别应用。

2.4GHz合封芯片CW32R030

武汉芯源全新RF系列芯片CW32R030是基于武汉芯源自主MCU与磐启微电子的2.4G射频前端的SIP芯片，相对于分立器件方案更具成本优势，采用6mm×6mm×0.75mm超小尺寸QFN48封装，除了缩小PCB尺寸，同时也降低了射频布局难度，满足客户不同的应用领域以及不同的产品规格。

图：CW32R030内部框图

CW32系列MCU在上市以来，已经广受市场好评。此次推出CW32R030系列是对通用单片机市场的补充，也表明了武汉芯源持续投入物联网无线通信市场的决心。CW32R030支持2400MHz~2483MHz通信频段，兼容BLE及XN297L数据包，可编程输出功率高达+10dBm，拥有-88dBm良好的接收灵敏度，支持自动应答及自动重传功能。结合相关例程和SDK，能够在极少数外围器件的支持下方便的实现手机APP或小程序与MCU以及MCU之间的短距离通讯。

图：CW32R030射频前端功能框图

CW32R030内置Cortex-M0+内核，最高主频64MHz，FLASH容量为64KB，SRAM容量为8KB;外设主要包括：1路12位ADC、3路UART、1路SPI、2路IIC以及多路定时器等功能模块。非常适合各种无线产品应用领域，比如：遥控器、电子烟、无人机、玩具、电子围栏、电子标签、低端称、照明、门锁、键盘鼠标等产品。

图：CW32R030 家族产品功能列表