AMEYA360代理品牌：航顺超高性价比智能门锁MCU解决方案

发布时间：2023-10-08 09:28
作者：AMEYA360
来源：航顺芯片
阅读量：1741

　　近年来，居民消费升级，绿色化、智慧化、定制化等逐渐成为家居消费新趋势。其中智能门锁成为家居必备，其智能化程度越来越高，不仅能够实现指纹、密码、人脸识别等最基本的开锁方式，还将能够实现更加智能化的开锁方式，例如手势识别、语音识别等。

AMEYA360代理品牌：航顺超高性价比智能门锁MCU解决方案

　　虽然一系列智能化的功能深受市场认可，但死机、掉线等系统稳定性问题、指纹识别误识率高、门锁续航短需要经常更换电池等问题仍然困扰着各大智能锁企业。门锁智能化的核心器件是MCU芯片，所以要优化系统和续航问题，最直接的解决方案就是选择高可靠性和低功耗的MCU解决方案。

　　如上，内置航顺HK32C030家族解决方案的某品牌智能指纹锁，采用4节电池供电，在待机状态下功耗极低，极大地延长电池的使用时间。在功能上，支持指纹开锁、密码开锁、RF刷卡开锁等多种开锁模式，并支持语音提示、支持语音防盗报警、第三代光学指纹识别。

　　在智能锁系统中，HK32C030主要负责控制和管理各种传感器、执行器和通信模块。例如，它可以通过读取RF卡或指纹识别来解锁门锁，并通过语音播报和OLED显示模块将解锁信息传达给用户。

　　与其他MCU产品相比，HK32C030不仅具有出色的性能和低功耗特性，可有效加强智能锁续航能力，确保系统长时间运行;还可提供丰富的外设接口和强大的处理能力，能够满足智能锁系统的高要求。

　　HK32C030家族产品特点

　　》CPU内核：ARM Cortex-M0，最高时钟频率64 MHz

　　》最大支持64 KB Flash(包括61Kbyte主Flash区，以及可配置为主Flash区的3KbyteBootloader区)， 10 KB SRAM

　　》数据通信接口

　　*3路UART：可以通过自带的波特率发生器产生不同的波特率，并且还支持单线半双工通信、多处理器通信等功能。

　　*2路高速SPI：支持4至 16位可编程数据帧，带复用的 I2S接口。

　　*2路I2C：支持超快速模式(1Mbit/s)、SMBus和PMBus。在Stop模式下，支持数据接收唤醒。

　　》定时器及PWM发生器

　　*1个16位高级定时器(TIM1共4路PWM输出，其中3路带死区互补输出和刹车功能)

　　*5个16位和1个32位通用定时器(TIM2/TIM3/TIM14/TIM15/TIM16/TIM17)

　　*1个16位基本定时器(TIM6)

　　》片内模拟电路

　　*1个12位SAR ADC(多达23路模拟信号输入通道) 最高转换器频率：1.14 MSPS

　　*9位分辨率温度传感器，温度采集范围为 -40°C~+105°C

　　》支持RTC，带闹钟功能

　　》工作电压范围：VDD：2.6V ~ 5.5 V

　　》工作温度范围：-40°C~ +105°C

　　》可靠性：通过HBM6500V/CDM2000V/LU800mA等级测试。

　　HK32C030系列MCU配备了相应的开发板供工程师进行功能验证，软件方面提供了常用功能的应用例程供工程师设计参考。

　　目前，已经有多家主流智能门锁企业选择了航顺芯片HK32C030系列进行产品设计和批量生产，为了实现客户端快速有效的产品开发进程，我们在进行产品研发的同时也致力于生态的更新与完善。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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　　近日，德某仪器(TI)发布全球最小32位MCU M**M0C1104(1.38mm²)的消息引发行业热议，其20美分的批量单价被视为医疗电子与消费硬件微型化的里程碑。然而，这一纪录并不属实不严谨，国内领先半导体厂商航顺芯片早已量产新一代32位MCU HK32F005，其封装面积进一步压缩至1mm²，且存储配置与性价比维度实现突破性进展，这将是全球最小的32位MCU。　　一、航顺HK32F005：尺寸、性能、成本、可靠性、功耗、内存，技术参数全面碾压　　二、三大颠覆性创新解析　　1.纳米级封装工艺突破　　采用3D异构集成技术，通过晶圆级封装(WLP)实现1mm²超微型化　　较竞品同类产品面积缩减28%，单位面积存储密度达到64KB/mm²(国际竞品仅16KB/mm²)　　2.大内存驱动复杂应用　　集成64KB NOR Flash，可存储完整机器学习模型(如TinyML心率检测算法)　　4KB SRAM支持实时多任务处理，较竞品多线程处理能力提升3倍　　内置硬件加密引擎，满足医疗设备FDA认证数据安全要求　　2.0-5.5V宽电压供电方便客户设计3.3-5V应用　　功耗<0.1μA，满足电池供电及低功耗节能需求　　3.极致性价比重构市场　　通过国产化供应链整合，实现低于0.05美金颠覆性定价，量大价更低　　相较竞品同级产品，开发者硬件成本更低　　三、目标市场与商业价值　　HK32F005凭借其超小尺寸和大容量存储，能够满足多行业对小型化、高性能及大容量存储的需求，可广泛应用于以下行业及细分领域：　　1.医疗可穿戴设备　　如智能手环、血糖仪等，需要在极小空间内集成高性能计算和数据存储功能。　　智能手环：集运动监测、睡眠分析、消息提醒等功能于一体，需在小巧机身中实现数据处理与存储。　　植入式设备：单价<1美金的皮下血糖监测模组　　一次性耗材：支持NFC加密认证的智能注射器控制芯片　　胰岛素泵：精准控制胰岛素输注剂量，存储剂量调整记录与血糖监测数据。　　智能药盒：具备用药提醒、服药记录存储功能，还能与手机连接同步数据。　　2.物联网传感器　　在智能家居、智能城市等领域，传感器需要在有限空间内实现高效数据采集和处理。　　智能家居传感器：如温湿度传感器、门窗传感器等，体积小巧且需本地存储环境数据。　　智能城市传感器：如水质监测传感器、交通流量传感器等，要在有限空间内完成数据采集与存储。　　工业物联网传感器：用于监测生产设备运行状态、车间环境参数等，需适应工业环境并高效存储数据。　　分布式传感节点：亩均部署成本<10美金的农田监测系统　　设备预测性维护：支持边缘计算的振动传感器(生命周期成本降低60%)　　智能物流传感器：在物流仓储中监测货物状态、仓库环境等，实现数据本地存储与智能分析。　　3.消费电子产品　　如智能家居、无线麦克风、对讲机、电子笔等，对产品小型化和智能化有较高要求。　　智能家居控制中心：如智能音箱、智能中控屏等，需整合多种连接协议，实现设备互联互通与本地数据存储。　　无线麦克风：在小巧机身中实现音频信号处理与存储，满足直播、录音等场景需求。　　对讲机：除了语音通信功能，还需支持文字消息存储、通话记录保存等。　　电子笔：具备手写笔迹存储、文档批注记录功能，同时支持与电脑等设备的数据同步。　　智能手表：融合时间显示、健康监测、移动支付等功能，需在手腕上实现数据处理与存储。　　4.智能交通　　智能公交系统设备：如电子站牌、公交调度终端等，需在设备中存储公交线路信息、到站数据。　　智能共享单车锁：在小巧锁体中集成定位数据存储、开锁记录保存功能。　　汽车胎压监测系统(TPMS)：在传感器中存储胎压历史数据，为车辆安全行驶提供依据。　　智能交通摄像头：在摄像头设备中实现视频数据本地存储、智能分析算法运行，减少数据传输带宽占用。　　5.智能安防　　智能摄像头：在本地存储视频数据，实现智能侦测、报警功能。　　门禁系统读卡器：存储员工权限信息、进出记录，与后台系统协同工作。　　防盗报警器：记录报警事件、触发条件，实现安防数据本地备份。　　智能安全手环：在可穿戴设备中存储用户位置信息、紧急联系人，保障个人安全。　　当全球还在为1.38平方毫米的32位MCU惊叹时，中国芯片已悄然突破物理极限——航顺HK32F005以1平方毫米的方寸之地，承载64KB计算宇宙，用0.05美金以下的极致性价比，航顺以十年磨一剑的硬核实力向世界证明：微型芯片的终极战场，必须由中国技术定义!
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破解智造转型密码，航顺芯片高精度仪表如何实现生产全场景数据闭环

　　一、市场规模与增长　　工业仪表作为工业自动化系统的核心组件，广泛应用于能源、化工、电力、制造等领域。随着全球工业4.0的推进及“双碳”政策的驱动，工业仪表市场持续高速增长。据Grand View Research数据显示，2024年全球工业自动化设备市场规模已突破2000亿美元，其中智能仪表占比超30%，预计2025年将保持8.2%的年复合增长率。　　中国作为全球制造业中心，工业仪表需求尤为旺盛，受益于智能制造升级、新能源产业爆发及传统行业节能改造需求，航顺芯片等国产高性能MCU厂商迎来重大发展机遇。以工业仪表为例，2025年市场规模预计超300亿美元，中国需求占比超30%。　　二、市场应用　　航顺HK32F407系列MCU凭借高性能、高可靠性及丰富外设资源，在工业仪表领域实现多场景覆盖：　　能源监测：用于电力系统参数采集(电压、电流、功率因数)、智能电表及能源管理终端。　　工业控制：支持PLC、DCS系统，实现温度、压力、流量等物理量的精准控制。　　智能制造：集成于自动化生产线设备，如电机驱动、机器人关节控制及传感器信号处理。　　环境监测：应用于气体检测仪、水质分析仪等设备，支持实时数据采集与远程传输。　　三、方案概述　　基于HK32F407的工业仪表解决方案以高性能ARM® Cortex®-M4内核为核心，主频达168MHz，集成1MB Flash和256KB SRAM，满足复杂算法与实时控制需求。方案架构如下：　　感知层：支持多路ADC/DAC通道，兼容温度、压力、流量等传感器信号输入。　　控制层：内置PWM模块、定时器及硬件协处理器，实现精准电机控制与信号调制。　　通信层：集成CAN、SPI、I2C、UART等接口，支持Modbus、EtherCAT等工业协议，实现设备互联与数据上云。　　人机交互：通过TFT-LCD驱动接口与触摸屏模块，提供直观操作界面。　　四、方案核心优势　　高性能与低功耗：　　168MHz主频+32位FPU协处理器+浮点运算，运算效率较传统MCU提升很多，同时支持动态电压调节(DVS)，超低待机功耗。　　高可靠性设计　　支持-40℃~105℃宽温运行，MTBF(平均无故障时间)超10万小时，满足工业严苛环境需求。　　丰富外设与生态支持　　内置CAN、USB OTG HS和以太网接口控制器、高速PWM及加密模块，兼容主流RTOS，提供完整SDK与开发工具链，缩短客户开发周期。　　产品系统框图　　工业仪表实物图　　航顺HK32F407系列MCU主要规格　　ARM® Cortex®-M4 Core　　最高时钟频率：168 MHz　　24 位 System Tick 计时器　　工作温度范围：-40°C ~ 105°C　　工作电压范围　　双电源域：主电源 VDD 为 1.8 V ~ 3.6 V、备份电源 VBAT 为 1.8 V ~ 3.6 V。　　当主电源掉电时，RTC 模块可继续工作在 VBAT 电源下。　　当主电源掉电时，VBAT 电源为 80 Byte 备份寄存器供电。　　VDD 典型工作电流　　运行(Run)模式：18.04mA@168MHz;2.63mA@16MHz　　睡眠(Sleep)模式：12.04mA@168MHz;2.08mA@16MHz　　停机(Stop)模式：　　-Stop_MR：1.03mA　　-STOP LP-FPD：9.34mA　　存储器　　Flash 存储器包括最高 1 Mbyte 的主区 Flash，30 Kbyte 的信息块。　　-当 CPU 主频不高于 24 MHz 时，支持 0 等待总线周期。　　-Flash 具有代码安全保护功能，可分别设置读保护和写保护。　　8 Kbyte CPU 指令 Cache 缓存　　1 Kbyte CPU 数据 Cache 缓存　　192 Kbyte 片内 SRAM 和 64 Kbyte CCM SRAM　　80 Byte 备份寄存器和 4 Kbyte 备份 SRAM　　FSMC 模块可外挂 1 Gbyte NOR/PSRAM/NAND/PC Card 存储器(其中，256 Mbyte 的空间可以存放指令，可用于片内 Cache 缓存)。　　QSPI 模块可外挂 256 Mbyte NOR Flash 存储器(可存放指令，可用于片内 Cache 缓存)。　　时钟　　外部 HSE：4 ~ 32 MHz　　外部 LSE：32.768 kHz　　片内 HSI 时钟：64 MHz/16 MHz/8 MHz　　片内 LSI 时钟：32 kHz　　PLL 输出时钟：168 MHz(最大值)　　GPIO 外部输入时钟：1~42 MHz　　复位　　外部管脚复位　　电源复位　　软件复位　　看门狗(IWDG 和 WWDG)定时器复位　　低功耗管理复位　　可编程电压检测(PVD)　　8 级检测电压门限可调　　上升沿和下降沿检测可配置　　通用输入输出端口(GPIO)　　64 脚封装 MCU 提供 51 个 GPIO 引脚，100 脚封装 MCU 提供 82 个 GPIO 引脚，144 脚封装MCU 提供 114 个 GPIO 引脚　　所有 GPIO 引脚可配置为外部中断输入　　内置可开关的上、下拉电阻　　支持开漏(Open-Drain)输出　　支持施密特(Schmitt)迟滞输入　　输出驱动能力超高、高、中、低四挡可选　　提供最高 30 mA 驱动电流　　数据通讯接口　　4 个 USART　　最多 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(仅 HK32F407 系列支持)　　音视频数据接口　　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　　-TIM1/TIM8 具有刹车功能和 4 路 PWM 输出，其中 3 路带死区互补输出　　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　　-支持 CPU 中断、DMA 请求和 DAC 转换触发　　红外遥控接口：配合红外 LED 使用，可实现远程遥控功能。　　DMA 控制器　　2 个通用双端口 DMA：DMA1 和 DMA2　　-每个 DMA 具有 8 个数据流，每个数据流有多达 8 个通道　　支持 Timer、ADC、DAC、SPI、I2C、USART、UART 等多种外设触发。　　RTC 时钟计数器，配合软件记录年月日时分秒　　片内模拟外设　　3 个 12 位 2 MSPS ADC(单个 ADC 最多可支持高达 19 个通道;可测量 16 个外部信号源，2 个内部信号源和 VBAT 通道的信号)。支持三 ADC 模式，采样率最高 6 MSPS。　　2 个 12 位 DAC　　1 个温度传感器　　1 个内部参考电压源　　1 个 VBAT 电源电阻分压器(分压器输出在片内与 ADC 相连，实现 VBAT 电源电压监控)　　ID 标识　　每颗芯片提供一个唯一的 96 位 ID 标识　　调试及跟踪接口　　SW-DP 两线调试端口　　JTAG 五线调试端口　　ARM DWT、FPB、ITM、TPIU 调试追踪模块　　单线异步跟踪数据输出接口(TRACESWO)　　四线同步跟踪数据输出接口(TRACED[3:0]，TRACECK)　　自定义 DBGMCU 调试控制器(低功耗模式仿真控制、调试外设时钟控制、调试及跟踪接口分配)。　　可靠性　　通过 CDM 1750V/LU 200mA/HBM 3500V 等级测试
2025-03-18 16:05 阅读量：329
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