<span style='color:red'>国民技术</span>:N32系列MCU在电动两轮车市场的应用实践
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国民技术:N32系列MCU在电动两轮车市场的应用实践

　　电动两轮车具有经济、环保、便捷等优势，已成为主要的短距离交通工具之一，在个人日常出行、外卖配送、共享交通等方面得到大量使用。“新国标”的实施以及智能化技术发展，加速了电动两轮车的升级换代，使得电动两轮车特别是高端智能电动车的市场需求上升。　　电动两轮车由车体电机驱动、电动机、控制器、电源系统、充电器、仪表系统等组成，周边组件包括充电桩/换电柜等，不同的系统根据实现的功能复杂程度对微控制芯片（MCU）提出了差异化需求。　　国民技术N32系列MCU产品基于32位Arm Cortex-M内核，内置嵌入式高速闪存、低功耗电源管理，集成数模混合电路，并内置硬件密码算法加速引擎以及安全单元，具有高集成度、高性能、低功耗等特点，满足电动自动车各组件对控制器的应用需求，目前在电动两轮车及周边产品中已经获得批量应用的型号包括：N32G45x、N32G43x、N32L40x、N32G03x、N32WB031（蓝牙MCU），具体应用情况如下：　　单芯片集成先进电机控制技术及算法，实现高精度大扭矩电机控制　　国民技术N32系列MCU支持数字信号处理（DSP）指令和浮点运算，具有多达4个独立的具有5Msps高速采样速率的12位模数转换器（ADC），电机控制PWM脉宽调制最小脉宽6.9ns。片内集成多个轨到轨运算放大器、高速模拟比较器及12位数模转换器（DAC），紧密耦合的内嵌存储器可实现快速的存储器访问和调度。芯片还集成了用于电机位置传感的正交编码器模块等高效算法模块，以及用于代码和物联安全的硬件密码算法加速引擎。N32系列MCU在单颗芯片上集成电机控制应用所需数字与模拟资源，大大提升了电机系统的响应速度和稳定性，可覆盖汽车、工业、能源、家电、消费等行业的电机控制应用。　　基于N32G45x、N32G43x、N32L40x等系列MCU及自研先进电机控制技术，采用有感估算电角度算法及FOC控制策略实现的国民技术高精度大扭矩电动车控制器方案，具有多项业内领先的技术优势。方案支持单电阻、双电阻及三电阻采样FOC控制策略，具有零速大扭矩启动和MTPA力矩补偿功能，电机运行效率高。同时，电机软硬启动迅速，采用矢量正弦波兼无感BLDC控制，在两倍负载下可高效持续稳定输出功率和运行。方案还具备完备的速度超差保护：采用了欠/过压、软硬件过流、过功率、堵转、缺相、防盗飞车等系列安全保护策略，确保电动车运行安全。该方案非常适用于电动两轮车、智能电动摩托车、智能移动机器人、无人AGV及电动车叉车等低速高精度大扭矩电机控制应用场景。　　电动两轮车应用案例　　1. 电动车控制器　　控制器作为电动两轮车的核心部件，控制电机的启动、运行、进退、变速、停止等操作，起到电动两轮车“控制大脑”的作用。当前电动车领域对核心驱动电机的控制精度、转矩脉动、可靠性、噪声震动(NVH)、电机驱动效率、弱磁性能、电流响应速度等技术性能要求越来越高，相应的电机控制算法日趋复杂。在智能化发展趋势下，电动两轮车集成多种先进电机驱动控制技术，从而对控制器芯片提出了更高要求，例如，需要芯片具有更高性能的处理能力、更加丰富的通信接口及多通道模拟/数字(A/D)和数字/模拟(D/A)接口等。　　无刷交流轮毂电机产生输出动力时，需要控制器进行调速以完成电能到机械能的转换。高效舒适的调速控制离不开复杂的控制算法参与，庞大算法体系的运行需要高性能控制器芯片资源的支撑。方案基于N32G430系列MCU实现，采用矢量FOC控制技术，主要由矢量变换、环路调节器、空间矢量调制、霍尔处理以及外围功能函数几大模块组成，根据两轮车控制器行业实际情况，在调速平滑性、电机适用性、故障快速保护等关键节点上进行优化处理，具有多功率段电机灵活适配、骑行舒适度高、高效安全等特点。　　N32G430应用优势：　　● Arm Cortex-M4F内核，支持FPU浮点运算和DSP指令，最高128MHz主频。　　● 支持Sleep、Stop0、Stop2、Standby四种低功耗模式，同时具备LPTIM等低功耗外设，使电池续航更持久。　　● 12bit ADC最高采样速率可达4.7Msps，实现数据的快速采集。　　● 集成多达3个比较器，支持从SLEEP模式、STOP0模式下唤醒。　　● 2个16bit高级定时器支持14路互补PWM输出、死区插入和刹车功能，更适用于电机控制。　　2. 短交通BMS控制板　　BMS是专门用来进行电池运行管理的模块，N32G031、N32G43x、N32L40x、N32G45x、N32WB031（蓝牙MCU）等系列MCU已经应用消费，工业、汽车领域的BMS电池管理系统中。其中基于N32G45x实现的短交通电池BMS控制板案例具有高效节能、安全保护、实时监控、可扩展性好等功能特点。　　N32G45x应用优势：　　● 144MHz主频，FLASH支持ICACE和预取，支持FPU和MMU指令，可高效率运行SOC、SOP、SOH等BMS核心控制算法，精准修正单节电池充/放电状态，实现总输入/输出功率和电池组健康状态的检测。　　● 内置最多4个5Msps采样率的12bit独立ADC，可同时工作，多达16个采样通道，轻松实现过压检测、欠压保护、短路关断、温度检测、电池均衡控制等各种安全保护功能。　　● 丰富的外设接口，支持UART、I2C、SPI等接口，同时支持CAN，实现故障诊断和警告上报，支持BMS系统的无线连接管理与监控。　　● 接口灵活，单芯片满足新国标应用，可通过手机APP对BMS控制板固件进行升级。　　● 选择内置BLE的N32WB031系列MCU，可实现手机APP升级BMS控制板固件，并且FLASH自带加密存储功能，保护用户算法代码。　　3. 电动车仪表盘　　电动车仪表盘能够及时反映电动车运行时的蓄电池放电电流、蓄电池剩余电量、车速、累计行驶里程、各种灯光使用及控制器出现故障，以数字代码显示反映故障源。它通过TIMER模块实现基本的定时时基、通过PWM输出控制氛围灯、LED显示等；通过CAN模块传输电动车的电池状态、行驶速度、刹车状态、灯具和控制器故障等信息，来实现仪表盘和电动车控制系统的交互；通过USART模块传输电动车的控制和状态信息到显示驱动芯片，从而实现表盘上的信息显示；通过GPIO模块来控制大灯的显示、并获取硬件版本信息等。　　N32G430应用优势：　　● 32位Arm? Cortex?-M4芯片，主频高达128MHz；支持Sleep、Stop0、Stop2、Standby四种低功耗模式。　　● -40至105℃工作温度，支持±4KV ESD冲击，能有效防止静电干扰；所有IO支持5V Tolerance，保护IO免受5V电压冲击，避免损伤。　　● 拥有多达8路定时器，可满足灯具控制和定时功能，同时还拥有1路低功耗定时器。　　● CAN模块可用于车规级的控制和状态信息传输、可实现更加安全和高效的实时控制。　　● 拥有速率高达4Mbits/s的4路串口，支持LIN通信，可满足与仪表盘的信息快速交互。　　4. 安全头盔锁　　研究表明，正确佩戴安全头盔能够将交通事故死亡风险降低60%~70%，对保护驾驶者生命安全具有重要作用。基于N32系列MCU实现的智能安全头盔锁模块目前主要应用在共享电动车产品上，可实现共享安全头盔的NFC读卡、车源信号对接、I2C控制电机驱动开关锁、霍尔限位开关等智能开关锁功能。MCU通过CAN与其他节点设备进行通信和数据交互，通过I2C控制电机执行开锁和关锁，通过霍尔限位开关读取位置和状态，通过SPI+NFC读卡来支持刷卡开锁和关锁。　　N32L403应用优势：　　● QFN32封装体积小，128K Flash，资源丰富，满足应用需求。　　● 高集成度，集成CAN、I2C、SPI、TIM等多个外设。　　● 符合-40℃～105℃工业级温度标准，适应面对户外各种恶劣天气条件影响。　　● 业内顶级的超低功耗：60uA/MHz动态运行功耗，2uA的静态功耗，进一步提高整机散热性能。　　● 内置密码算法硬件加速引擎，保障内部协议传输的安全性。
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发布时间：2023-03-23 11:26 阅读量：2386 继续阅读>>
<span style='color:red'>国民技术</span>N32L4系列低功耗MCU应用案例分享
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国民技术N32L4系列低功耗MCU应用案例分享

国民技术拥有业界领先的低功耗MCU技术、无磁计量技术、低功耗无线射频技术，以及金融级信息安全技术等表计核心技术和全栈芯片产品，面向表计行业客户提供低功耗MCU、低功耗蓝牙BLE5.1 SOC、金融级安全芯片等表计方案核心芯片产品，以及从端到云的智能表计解决方案，上述相关芯片已在智能水表、智能电表、智能燃气表、智能热量表等多种表计产品中获得行业标杆客户的批量应用。  N32L4xx系列低功耗MCU在表计中的应用优势1，水表案例〡基于N32L436的无磁智能水表功能特点：无磁计量采用电磁感应技术实现采样，不受水体杂质及外界强磁干扰影响计量精度，基于N32L436可实现LC和线圈两种无磁计量方案，在智能水表领域获得越来越广泛的市场认可，其主要功能特点如下：① MCU集成无磁计量算法，可实现正向/反向计量，计量度数精确至1L。② 抗4000高斯汝铁硼强磁干扰。③ 超低功耗，一节8500mAh电池可续航8年（一天一次）。④ 采用NB-IoT无线通信，支持BLE4.2/5.0。⑤ 支持阀门故障、低电量报警等事件上报，可实现远程阀门控制，支持OTA远程升级。⑥ 自动补抄技术，抄表成功率大于99%。⑦ IP68防护等级，支持户外安装。N32L436应用优势：N32L436内置无磁计量采集算法模块、LCD驱动、比较器、定时器等资源，外围电路精简，单颗芯片同时实现计量与应用处理，大大降低成本，并且具有抗磁干扰、计量精度高，成本低等优势特点。2，气表案例〡基于N32L406低功耗MCU的智能燃气表应用功能特点：智能燃气表以远传燃气表为主，可以通过网关或基站实现云平台对智能燃气表终端设备的信息采集和实时控制。同时平台可通过与手机的交互实现用户对智能燃气表的用气量查询、报警、报修、充值缴费等操作。通过N32L406实现的燃气表功能包括：① 通过TIMER模块对燃气表皮膜计量模块的脉冲计数或者对燃气表超声波计量模块的气体流速积分运算，从而实现计费功能。② 通过内置FLASH存储器保存气量数据和时间日期，以及计价方式和阶梯气价的详细计费标准。③ 通过内置RTC模块实现日期时间的实时计时功能。④ 通过内置LCD模块连接到液晶显示屏，显示气量数据和时间日期等信息。⑤ 通过USART连接到NB-IOT等通信模块，用于数据交互及平台对终端设备的实时控制。⑥ 通过ADC实时检测电池状态做过流过温等保护，通过GPIO控制阀门通断和蜂鸣器报警。N32L406应用优势：N32L406的超低静态功耗和运行功耗，以及增强工业级-40℃至105℃工作温度，支持±4KV ESD冲击，能确保燃气表有效防止静电干扰并长期稳定工作。芯片拥有多达9路定时器，可满足气量数据采集计算，同时还拥有1路低功耗定时器和RTC实时时钟，支持闰年万年历、周期性唤醒，支持内外部时钟校准。128KByte片内Flash，支持加密存储、分区管理及数据保护，支持硬件ECC校验，10万次擦写次数，10年数据保持，可有效保护气表内的数据，防止偷盗气等行为。芯片具有1个12bit 4.5Msps ADC，多达16路通道，可满足气表电池电量等信息的采集和管理需求。3，电表案例〡基于N32L406低功耗MCU的三相导轨式电能表功能特点：导轨式安装电表为低压照明终端的电能计量提供了有效的解决方案，可广泛应用于楼宇、商场、会展中心、学校、机场、港口及工厂等。基于N32L406的三相导轨式电能表采用模块化结构，体积小巧，安装方便，运行可靠。通过网络预付费系统实现网络式预付费管理功能、在线抄表、数据查询、欠费断电、在线缴费充值送电、远程控制等功能。主要功能特点包括：① 强弱电分离设计。② 双向电能计量。③ 预付费。④ 参数可编程。N32L406应用优势：N32L406采用增强工业级可靠性技术，适应复杂电气环境，增强电表可靠性。芯片基于Cortex-M4F内核，支持FPU浮点运算，提供1.25DMIPS/MHz的优异性能，在STOP2模式下工作电流约为2uA，低功耗运行模式工作电流在1mA以内，可以有效降低产品功耗。片内集成2个SPI，速率可达16Mbps；5个串口波特率可配置，支持DMA，最高波特率可达2Mbit/s，可以满足电表产品各种应用功能高速接口需求。芯片具备硬件级高安全性，为代码安全以及用户数据安全提供保护。4，热表案例〡基于N32L436的超声波热量表功能特点：超声波热量表为供热系统收费提供结算数据并为其精细化管理提供数据支持，在集中供暖、中央空调和冷热联供等热量计量收费的采暖设施等许多领域获得了成功的应用，主要功能特点：① 无机械叶轮转动，不产生机械磨损，使用寿命远远长于机械式热量表，且基本属于免维护产品。② 计量可靠性好，穿过热量表前端过滤器的细小杂质，对超声波热量表精确计量不会造成影响。③ 计量纠纷少，不堵塞，不磨损，利于供热计量工作的顺利进行。N32L436应用优势：N32L436支持FPU浮点运算，其Cortex-M4F内核高效支撑超声波热量表利用公式计算热交换系统获得的热量。芯片内置12bit ADC最高达5.14Msps，可实现快速采集模拟量。具有多种低功耗模式，低功耗外设（LPUART）支持产品无线物联网通讯以及降低产品电池更换等使用成本。芯片在-40℃~105℃工作温度范围、±4KV（HBM模型）ESD环境下可正常工作，使得产品能够长时间适应复杂供热水质条件，增强热量表可靠性。集成高安全密码算法硬件加速引擎，保证代码安全以及用户数据安全。
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发布时间：2023-03-07 10:46 阅读量：2245 继续阅读>>
<span style='color:red'>国民技术</span>N32系列MCU血氧仪在医疗健康应用
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国民技术N32系列MCU血氧仪在医疗健康应用

　　随着新冠疫情防控政策全面转入“乙类乙管”新阶段，自我健康监测管理更加重要，特别是老年人和患有基础疾病的人群，感染新冠病毒后容易出现“沉默性缺氧”现象，若不能及时加以发现和医治，极有可能发展成为危重情况。因此，防疫专家建议脆弱人群应尽早在发病初期进行抗病毒药物治疗，并使用便携式家用血氧仪进行自我监测。　　       那么小小的便携式血氧仪为什么如此重要，它能起到什么作用呢？又是如何工作的？除了血氧仪，国产芯片在医疗健康设备上还有哪些应用？今天Ameya360电子元器件采购网将为您一一解答。　　国产N32系列MCU的医疗健康应用　　国产芯片厂商国民技术在疫情初期就已推出了基于N32 MCU的血氧仪、额温枪等家用医疗设备解决方案，后续又根据需要及时推出了核酸检测仪、心电图仪、血糖仪等解决方案，为抗击新冠疫情做出了贡献。国民技术N32G031、N32G430、N32L406、N32G452、N32G455、N32G457等MCU，以及N32WB031蓝牙芯片等在血氧仪、额温枪、红外测温仪、核酸检测仪、心电图仪、血糖仪、血压计等医疗健康设备中都有成功应用案例。
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发布时间：2023-01-06 11:11 阅读量：2507 继续阅读>>

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