航顺：HK32F030X系列在PH测量笔的应用

发布时间：2022-10-26 11:27
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2170

　　PH测试笔目前市场良莠不齐, 日前笔者采用航顺芯片技术研发有限公司推出的高性能低成本的HK32F030F4P6应用在PH测量笔方案上，效果不错，测量数据一致性比市面普遍采用8位单片机的好多了。

航顺：HK32F030X系列在PH测量笔的应用

　　本案应用到HK32F030的其中以下几个主要特性

　　1.最高主频72MHZ.

　　2.12位的SAR ADC转换器.

　　3.DMA控制器.

　　4.定点数除法运算.

　　HK32F030F4P6采用M0的核，因为该芯片可以运行到最高主频72MHZ. 这样可以利用主频快的特点, 应用IO模拟显示驱动LCD，省去了LCD驱动芯片HK1621，节省了成本。而且因为HK32F030是具有真正12位ADC。这样对采样信号的精度提高了，使得测量数据的一致性比之前的普通8位机方案提高了很多。

       还有因为HK32F030的ADC功能可以利用采样ADC_IN17的数值，并结合Vrefint_CAL寄存器的数值可以计算实时的VDD的电压数值。同时结合DMA功能，可以在采样测量信号的ADC数据传送到指定RAM中用于计算PH值。这样不影响用IO模拟显示的实时性，也保证了采样ADC转换的实时性进一步保证了测量数据的一致性。


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　　1、开发板简介　　开发板是基于航顺芯片公司F4系列HK32F407ZGT7开发的一款开发板，Cortex-M4内核，最高主频168MHz， 内置1MB Flash和256KB SRAM，串口、SPI、IIC、CAN、USB、Ethernet等外设所有对应脚全部引出，有利于外接更多模块，可广泛应用于工业控制、消费医疗和工业互联网等领域。       2.HK32F407ZGT7产品特性　　ARM® Cortex®-M4 Core 最高时钟频率：168 MHz　　存储器　　* Flash存储器包括最高1 Mbyte的主区Flash * 8 Kbyte CPU指令Cache缓存，1 Kbyte CPU数据Cache缓存 * 192 Kbyte片内SRAM、64 Kbyte CCM SRAM、4 Kbyte备份SRAM　　数据通讯接口　　* 4个USART、4个UART　　* 3个SPI(均支持I2S协议)　　* 3个I2C　　* 1个SDIO　　* 2个CAN(均支持2.0A和2.0B协议)　　* 1个QSPI　　* 1个USB OTG HS　　* 1个以太网接口　　* 1个数字照相机接口(DCMI)　　* 4路TFT接口　　定时器　　* 2个高级定时器：TIM1/TIM8　　* 10个通用定时器：TIM2~5和TIM9~14　　* 8个16位通用定时器：TIM3~4和和TIM9~14　　* 2个32位通用定时器：TIM2/TIM5　　* 2个基本定时器：TIM6/TIM7　　DMA控制器: 2个通用双端口DMA(DMA1和DMA2)　　RTC时钟计数器　　片内模拟外设　　* 3个12位2 MSPS ADC单元　　* 2个12位DAC　　* 1个温度传感器　　工作温度范围：-40°C ~ 105°C　　工作电压范围：1.8 V ~ 3.6 V　　封装：LQFP144　　3. 开发板硬件资源介绍　　开发板硬件资源分布如图所示　　4. 开发板硬件详细说明　　4.1自锁开关　　用于控制开发板电源供电的简单开关。打开开关时，电源通路打开，电源供应到开发板，使其运行。关闭开关时，电源通路断开，关闭整个系统。这样的开关方便开发者在需要时启动或关闭开发板，进行软件开发、硬件测试和故障排除等工作。使用时需要注意保存数据，并谨慎连接或断开其他设备，以免造成损坏。电源指示灯会随着此开关的状态而亮灭。　　4.2复位按键　　开发板上的复位按键是一个物理按钮，用于手动复位目标设备。按下复位按键可以重新启动设备，解决设备出现问题或崩溃的情况。它在开发和调试过程中非常有用，可以测试设备在复位状态下的行为，提供设备安全性，并用于恢复设备的正常运行。　　4.3用户按键　　用户按键有两个KEY1和KEY2(只有KEY1能作为WAUP引脚)，可以用于人机交互的输入，这2个按键是直接连接在HK32F407的IO口上的。　　4.4LED灯　　开发板上的一个RGB彩色LED灯，通过调整红、绿、蓝三种颜色的亮度，可以实现几乎任何颜色的显示，从而使其成为显示彩色效果的理想选择。常用于提供直观的状态指示和用户交互。它可以表示开发板的工作状态、调试进程和错误提示，让用户更好地了解开发板的运行情况，帮助开发者进行调试和交互操作。在调试代码的时候，使用LED来指示程序状态，是非常不错的一个辅助调试方法。　　4.5 LCD液晶接口　　开发板上的LCD屏幕接口通常是用于连接LCD液晶显示屏)，可外接野火2.8/3.2寸电阻触摸液晶屏，4.3寸电容触摸液晶屏。　　4.6外扩SRAM　　开发板上的外部扩展静态RAM(SRAM)芯片，型号为AS6C8016A-55ZIN，容量1MB，16bit位宽。　　4.7电容按键　　开发板上的电容按键是一种非接触式的按键技术，电容按键的工作原理基于电容传感，当用户的手指或带电介质靠近电容按键时，会改变电容的值，通过电容传感电路感知这种变化，并将其解释为按键操作。电容按键具有高可靠性、防水防尘、高灵敏度和外观美观等优点，在许多消费电子产品和工业设备中得到广泛应用。　　4.8TF卡座　　开发板上的TF卡座用于连接TF卡(也叫MicroSD卡)，SDIO方式驱动，支持32G以内的SD卡包括32G，在STM32开发板上使用TF卡座，可以与TF卡进行数据读写交互，实现大量数据存储和读取，适用于数据记录、媒体存储等应用场景，为开发板提供更大的数据存储能力。　　4.9USB OTG　　USB OTG接口是指它既可以做主机设备与外部USB设备进行通信和交互的接口，又可以做从机设备与外部主机设备进行通讯。　　4.10主机USB　　USB Host接口是指它作为主机设备与外部USB设备进行通信和交互的接口。作为主机设备，可以连接和控制多种USB外部设备，如U盘、打印机、键盘、鼠标等等。　　4.11蜂鸣器　　开发板上的有源蜂鸣器是一种带有内部振荡电路的蜂鸣器。它可以直接通过给予电压信号来产生声音，无需外部电路的支持。有源蜂鸣器适用于在开发板上提供简单的声音指示，例如用于提醒、警报、报警等功能。有源蜂鸣器与无源蜂鸣器不同，无源蜂鸣器没有内部振荡电路，需要外部电路提供振荡信号，以产生声音。因此，无源蜂鸣器需要更复杂的驱动电路才能发声。　　4.12摄像头接口　　开发板上的摄像头接口可外接野火OV2640/5640摄像头，接口使用芯片的DCMI外设引脚，用于采集图像数据并进行图像处理。　　4.13喇叭插座　　开发板上的喇叭插座，规格为PH2.0 母头2P，两引脚分别为音频正差分输出端SPK_P，音频负差分输出端SPK_N，这种差分输出方式有助于降低电磁干扰、噪声干扰和共模干扰的影响，提高了音频信号的传输质量。用于外接5V的喇叭，以实现音频外放功能。　　4.14RTC电池座　　这是MCU备份域电路(后备供电区域)的供电接口，可安装CR1220电池(默认安装了)，可以用来给STM32的备份域电路提供电压，在外部电源断电的时候，维持备份域电路数据的存储，以及RTC的运行。　　4.15电位器　　开发板上的1K电位器是一种可调电阻器，阻值为1千欧姆。它通过旋转电位器来调整电阻值，用于控制电路中的电流或电压。在ADC实验的时候，就可以通过它调整ADC的输入电压，方便大家测试。常用于调节信号灯亮度、音量、对比度等功能。在电子电路原型和学习中，它是一种重要的元件，用于模拟实际应用中对电路参数的调节和控制。　　4.16咪头　　开发板上的录音输入口(MIC)，该咪头直接接到WM8978的输入上，可以用来实现录音功能。　　4.17温度/温湿度接口　　这是开发板的一个复用接口，可以用来接DS18B20等数字温度传感器，也可以用来接DHT11这样的数字温湿度传感器，一个接口实现两个功能。不用的时候，大家可以拆下上面的传感器，放到其他地方去用，使用上是十分方便灵活的。　　4.18红外接收头　　开发板上的红外接收头，可以实现红外遥控功能，通过这个接收头，可以接受市面常见的各种遥控器的红外信号，通过程序解码模块输出的高低电平时序实现。　　4.19音频输出接口　　开发板上的浅绿色接口为音频输出接口(PHONE)，该接口可以插3.5mm的耳机，当WM8978放音频的时候，就可以通过在该接口插入耳机，欣赏音乐。另外浅粉色接口是开发板的外部录音输入接口(LINE_IN)，通过咪头我们只能实现单声道的录音，而通过这个LINE_IN，我们可以实现立体声录音。　　4.20音频输入接口　　开发板上的浅粉色接口是外部录音输入接口(LINE_IN)，通过咪头我们只能实现单声道的录音，而通过这个LINE_IN，我们可以实现立体声录音。　　4.21以太网　　板载一路以太网接口，PHY芯片用LAN8720A。LAN8720A支持10/100Mbps以太网通信速率，可根据实际网络情况动态调整以太网接口的工作模式，可自动适应半双工和全双工模式，支持自动协商功能，底板使用RMII连接主芯片。　　4.22下载SWD/JTAG接口　　开发板上的20针标准JTAG调试口是一种用于调试和烧录嵌入式系统的通用接口标准，它是一种用于测试、调试和编程集成电路的标准接口。该JTAG口直接可以和DAP、JLINK或者STLINK等调试器(仿真器)连接，同时由于HK32F407支持SWD调试，这个JTAG口也可以用SWD模式来连接。用标准的JTAG调试，需要占用5个IO口，有些时候，可能造成IO口不够用，而用SWD则只需要2个IO口，大大节约了IO数量，但它们达到的效果是一样的，所以强烈建议仿真器使用SWD模式!(注意：如果使用JLINK、STLINK和ULINK等其它支持SWD模式的，连接按照SWD接法，对照丝印用杜邦线接，NRST对RST、SWCLK对TCK、 GND对GND、SWDIO对TMS、3V3对VREF)　　4.23下载SWD接口　　相比传统的JTAG接口，SWD接口使用较少的引脚，通常只需两条引脚(SWDIO和SWCLK)，从而简化了连接同时减少了IO口的占用，但它们达到的效果是一样的，所以强烈建议仿真器使用SWD模式!(注意：如果使用JLINK、STLINK和ULINK等其它支持SWD模式的，连接按照SWD接法，对照丝印用杜邦线接，NRST对RST、SWCLK对TCK、 GND对GND、SWDIO对TMS、3V3对VREF)　　4.24EEPROM(HK24C02)芯片　　开发板上的EEPROM芯片，型号为HK24C02，容量为2KB(256字节)。通过I2C接口进行通信，允许多次对数据进行写入和擦除操作。用于存储一些小量的配置数据、参数设置和历史记录等信息，增加了设备的灵活性和可扩展性。　　4.25SPI FLASH(W25Q128)芯片　　开发板外扩的SPI FLASH芯片W25Q128是一款128Mb(16MB)容量的串行闪存存储器芯片，采用SPI接口连接到开发板或主控设备作为外扩存储器。它支持高速读取，可编程和擦除，为项目提供额外的存储空间和灵活性。可用于存储字库和其他用户数据，满足大容量数据存储要求。当然如果觉得16M字节还不够用，你可以把数据存放在外部TF卡。　　4.26CAN接口　　这是开发板上的CAN总线接口，通过2个端口和外部CAN总线连接，即CANH和CANL。CAN接口使用差分信号传输，其中CANH和CANL两个信号线传输相反的信号，这种设计使得CAN接口具有较好的抗干扰性和抗噪声性能。CAN通信的时候，必须CANH接CANH，CANL接CANL，否则可能通信不正常，开发板自带了终端电阻(120Ω)。　　4.27RS485接口　　这是开发板上的RS485总线接口，通过2个端口和外部485设备连接。即485A和485B。RS485使用差分信号传输，其中485A和485B两个信号线传输相反的信号，这种设计使得CAN接口具有较好的抗干扰性和抗噪声性能。RS485通信的时候，必须485A接485A，485B接485B。否则可能通信不正常，开发板自带了终端电阻(120Ω)。　　4.28RS232接口(公头)　　这是开发板上的RS232接口，通过一个标准的DB9公头和外部的串口连接。通过这个接口，我们可以连接带有串口的电脑或者其他设备，实现例如串口调试、数据采集、传感器连接等。　　4.29RS232接口(公头)　　这是开发板上的RS232接口，通过一个标准的DB9母头和外部的串口连接。通过这个接口，我们可以连接带有串口的电脑或者其他设备，实现例如串口调试、数据采集、传感器连接等。　　4.30USB转串口　　这是开发板板载的一个Mini USB头，用于USB连接CH340芯片，从而实现USB转TTL串口。USB转串口通常需要在计算机上安装相应的驱动程序，以使得计算机能够正确识别和使用该串口设备。它支持标准的串行通信协议，具有良好的兼容性和可调节的速度设置，常用于开发和调试嵌入式系统，提供便利的数据传输和实时调试功能。同时，此接头也是开发板电源的主要提供口。　　4.31DC_IN直流电源接口　　开发板上的一个外部直流电源输入接口(DC_IN)，采用DC005接口，其尺寸为 5.5mm x 2.1mm，它具有标准的圆形插头，直径为 5.5 毫米，插头内孔的直径为 2.1 毫米。输出范围在DC6~12V的基本都可以来给开发板供电，在耗电比较大的情况下，比如用到屏幕和网口等的时候，建议使用外部电源供电，可以提供足够的电流给开发板使用。
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航顺芯片HK32MCU荣获2024年BLDC电机控制器行业年度领创大奖
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航顺芯片HK32MCU荣获2024年BLDC电机控制器行业年度领创大奖

　　[中国，深圳，2024年11月1日] 今日，由哔哥哔特商务网主办，《半导体器件应用》杂志承办的第24届(深圳)电机驱动与控制技术研讨会圆满举办，期间2024年BLDC电机控制器优秀企业年度颁奖典礼盛大召开。深圳市航顺芯片技术研发有限公司(以下简称“航顺芯片”)以卓越的品牌影响力和持续的技术创新行业竞争优势，斩获“年度领创大奖”。　　作为国内32位MCU先驱，航顺芯片拥有强大的研发团队，确保HK32MCU过硬的市场竞争力、丰富的产品矩阵覆盖M0/M3/M4/M7、高质量的客户群体长期信赖和选择，已经在数十个细分市场建立了绝对竞争优势，并形成稳健的生态链。　　2024年航顺芯片成绩单颇为亮眼——成功发布高性能迭代HK32F4系列MCU产品和新世代指纹传感新品HK32S0192，车规SoC：HK32AUTO39A、HK32A040和HK32A470(Cortex-M4)等系列产品成功量产并进入车规级微控制器市场。　　在工业自动化、新能源汽车、机器人、无人机、电动工具等多个领域，BLDC电机都扮演着越来越重要的角色。航顺芯片坚持聚焦高性能和高可靠的BLDC控制专用MCU研发，产品线分为无预驱、低压预驱和中压预驱三大类，均有量产产品，目前已广泛应用于工业控制、家用电器、电动工具和交通运输等领域，凭借创新的技术和可靠的产品，赢得了众多客户的认可和支持，为国内高性能电机控制专用新品的国产替代贡献了一份力量。　　HK32M060产品功能丰富，内部集成了具有航顺特色的电机控制功能：高级定时器带3路互补PWM、 高精度ADC、6MHz带宽轨到轨运放、比较器、32位针对霍尔传感器的捕获时钟、硬件除法器以及电机算法加速引擎等功能。同时发布的两款SOC产品，HK32M063和HK32M064内部更是集成了40V和70V PN预驱、NN预驱、LDO等，使得应用者可以大幅度精简板级器件、节省BOM成本。　　HK32M050极具性价比，产品内部集成了具有航顺特色的电机控制功能：高级定时器带3路互补PWM、 高精度ADC、6MHz带宽轨到轨运放、比较器、32位针对霍尔传感器的捕获时钟、硬件除法器以及电机算法加速引擎等功能。 HK32M053和HK32M054内部更是集成了40V和70V PN预驱、NN预驱、LDO等，使得应用者可以大幅度精简板级器件、节省BOM成本。　　未来，航顺芯片继续坚持明确的战略方向，在车规级SoC和高端32位MCU产品及技术上引领创新，以应对未来可能出现的技术挑战。同时，携手各行业合作伙伴，不断推动技术革新，致力于为全球客户带来更高品质的产品与服务，成为全球芯片行业的先锋。
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