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      汽車(chē)安全行駛對(duì)整車(chē)照明系統(tǒng)的要求正在向智能化方向發(fā)展。車(chē)燈位于汽車(chē)兩側(cè)，前期有各種各樣的實(shí)現(xiàn)包括氙氣燈、LED燈等等光源技術(shù)。矩陣大燈對(duì)汽車(chē)照明系統(tǒng)朝著安全性和智能化兼具的方向發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用。矩陣大燈可以精細(xì)控制到每一個(gè)小燈珠，從而讓車(chē)燈具有智能化指示，對(duì)汽車(chē)的安全行駛起到了有力保障。

      矩陣大燈是依照引流矩陣的形式布局LED大燈，由若干顆LED燈珠組成，可以依照遠(yuǎn)方的燈光效果全自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)燈，實(shí)現(xiàn)了對(duì)每顆燈珠的控制做到獨(dú)立開(kāi)關(guān)ON/OFF并能實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)。例如可以自行開(kāi)啟或關(guān)掉車(chē)燈、自行轉(zhuǎn)換近/遠(yuǎn)光燈、自動(dòng)調(diào)節(jié)直射相對(duì)高度等，其功能除了可以對(duì)道路照明的需求，也能做到照明區(qū)域的精準(zhǔn)指向。

      矩陣LED大燈上設(shè)立了多個(gè)的照明分區(qū)，每個(gè)分區(qū)內(nèi)的LED燈珠都可以在被獨(dú)立控制開(kāi)啟、關(guān)閉，并進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)大燈的自動(dòng)開(kāi)閉、自動(dòng)切換遠(yuǎn)近光燈、防眩目遠(yuǎn)光燈、自動(dòng)調(diào)節(jié)照射高度等功能。其優(yōu)勢(shì)就是矩陣式大燈能更加精準(zhǔn)、更加安全實(shí)現(xiàn)多光型、多區(qū)域、高精度照明，以確保行車(chē)安全。

      普通LED大燈只有兩組燈組，一個(gè)為近光燈，另外一個(gè)為遠(yuǎn)光燈。而矩陣式LED大燈的兩組燈組當(dāng)中又分出了很多組，LED燈珠都能夠獨(dú)立操控，靈活的運(yùn)用能夠提高大燈的功能性與延展性，所以矩陣式大燈在夜間行駛的時(shí)候作用是至關(guān)重要的。

      汽車(chē)照燈系統(tǒng)主要由微控制系統(tǒng)、電源部分、LED電源電路、通訊接口電路四大硬件部分組成，其中微控制系統(tǒng)作為汽車(chē)照燈的核心部分，需要采用車(chē)規(guī)級(jí)MCU來(lái)保障汽車(chē)照燈的抗干擾、可靠性、數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

航順HK32A040 矩陣大燈方案介紹

      航順汽車(chē)推出的LED矩陣式照燈解決方案，其核心在于采用HK32A040這款全新的汽車(chē)級(jí)MCU作為主控。方案利用HK32A040豐富的控制和通訊接口實(shí)現(xiàn)主機(jī)對(duì)大燈的矩陣控制，內(nèi)部Flash模擬EEPROM功能來(lái)記錄汽車(chē)照燈LED的相關(guān)數(shù)據(jù)，旨在提升駕駛的舒適性和安全性。

      在方案中，HK32A040作為主控MCU，主要負(fù)責(zé)控制LED電源電路的啟動(dòng)和電流輸出。它通過(guò)CAN總線(xiàn)與車(chē)身控制模塊（BCM）以及其他電子控制單元（ECU）進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)信息的傳遞與交互。同時(shí)，HK32A040還通過(guò)UART接口與LED矩陣控制芯片進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)LED矩陣的精確控制。

      當(dāng)HK32A040接收到BCM發(fā)送的控制命令時(shí)，它會(huì)進(jìn)行解析并根據(jù)需要調(diào)整LED的工作狀態(tài)。此外，該MCU還通過(guò)ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）采集溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)控制散熱部件的工作，以確保LED能夠在安全的工作溫度下運(yùn)行。

      在電源部分，整個(gè)微控制系統(tǒng)由3.3V電源供電，而LED Driver則通過(guò)Boost-Buck電路獲得恒流源。HK32A040通過(guò)SPI接口可以調(diào)整該恒流源的輸出電流，以滿(mǎn)足不同LED的工作需求。

      最后，在LED燈板部分，通過(guò)CAN收發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燈板的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)像素級(jí)的LED陣列控制。這使得LED矩陣式照燈能夠呈現(xiàn)出更加細(xì)膩、豐富的照明效果，為駕駛者提供更加優(yōu)質(zhì)的照明體驗(yàn)。

系統(tǒng)框圖

實(shí)物圖

HK32A040系列車(chē)規(guī)MCU主要規(guī)格

      CPU 內(nèi)核

      ·ARM^? Cortex^? -M0

      ·最高時(shí)鐘頻率：96 MHz

      ·24 位 System Tick 定時(shí)器

      ·支持中斷向量重映射（通過(guò) Flash 控制器的寄存器配置）

      工作電壓范圍

      ·單電源域（主電源 VDD）：1.8 V ～ 3.6 V

      ·備用電源（VBAT）：1.8V ～ 3.6V產(chǎn)品概述

      典型工作電流

      ·運(yùn)行（Run）模式：6.1mA@96MHz；1.6mA@8MHz

      ·睡眠（Sleep）模式：4.7mA@96MHz

      ·停機(jī)（Stop）模式：

      ·LDO 全速：0.7mA@3.3V

      ·LDO 低功耗：60μA@3.3V

      ·待機(jī)（Standby）模式：1.6μA@3.3V

      ·關(guān)機(jī)（Shutdown）模式：0.4μA@3.3V

      存儲(chǔ)器

      ·124Kbyte Flash

      ·CPU主頻不高于 24 MHz 時(shí)，支持0等待總線(xiàn)周期訪(fǎng)問(wèn) Flash。

      ·Flash具有數(shù)據(jù)安全保護(hù)功能，可分別設(shè)置讀保護(hù)和寫(xiě)保護(hù)。

      ·支持加密Flash存儲(chǔ)的指令和數(shù)據(jù)，可防止Flash 內(nèi)容受到物理攻擊。

      ·10K byte SRAM

      數(shù)據(jù)安全

      ·CRC校驗(yàn)硬件單元

      ·多種安全加密模塊，包括AES、HASH和TRNG

      時(shí)鐘

      ·外部高速時(shí)鐘（HSE）：支持 4 ～ 32 MHz，典型值為 8MHz

      ·外部低速時(shí)鐘（LSE）：32.768 kHz

      ·片內(nèi)高速時(shí)鐘（HSI）：8 MHz/14 MHz/56 MHz可配置

      ·片內(nèi)低速時(shí)鐘（LSI）：40 kHz

      ·PLL時(shí)鐘：最高 96MHz

      ·芯片管腳輸入時(shí)鐘（EXTCLK）

      復(fù)位

      ·外部管腳復(fù)位

      ·電源復(fù)位（POR/PDR）

      ·軟件復(fù)位

      ·看門(mén)狗（IWDG 和 WWDG）復(fù)位

      ·低功耗管理復(fù)位

      ·選項(xiàng)字節(jié)裝載器復(fù)位

      可編程電壓監(jiān)測(cè)器（PVD）

      ·8級(jí)檢測(cè)電壓門(mén)限可調(diào)

      ·上升沿和下降沿檢測(cè)可配置

      GPIO端口

      ·最多支持55個(gè)GPIO引腳

      ·每個(gè)GPIO引腳都可配置為外部中斷輸入

      數(shù)據(jù)通信接口

      ·2 路 USART：支持主同步SPI和調(diào)制解調(diào)器的硬件流控，具有ISO7816 接口、LIN、IrDA 功能以及自動(dòng)波特率檢測(cè)和停機(jī)（Stop）模式下喚醒特性。產(chǎn)品概述

      ·最多 2 路高速 SPI：支持4 至16 位可編程數(shù)據(jù)幀，帶復(fù)用的I2S 接口。

      ·最多 2 路 I2C：支持超快速模式（1 MHz）、SMBus 和 PMBus。在 Stop 模式下，支持?jǐn)?shù)據(jù)接收喚醒。

      ·1 路 LPUART：支持在最小功耗下進(jìn)行異步串行通訊、單線(xiàn)半雙工通信、調(diào)制解調(diào)器的硬件流控（CTS/RTS）以及多處理器通信。

      ·1 個(gè) CAN：支持 CAN 協(xié)議（2.0A 和 2.0B 主動(dòng)模式）

      定時(shí)器及 PWM 發(fā)生器

      ·1 個(gè) 16 位高級(jí)定時(shí)器（4 路 PWM 輸出，其中 3 路帶死區(qū)互補(bǔ)輸出和剎車(chē)功能）

      ·5 個(gè)16位和 1個(gè) 32 位通用定時(shí)器（TIM2/TIM3/TIM14/TIM15/TIM16/TIM17）

      ·1 個(gè) 16 位基本定時(shí)器（TIM6）

      片內(nèi)模擬電路

      ·1 個(gè) 12 位 SAR ADC（多達(dá) 16 路模擬信號(hào)輸入通道）最高轉(zhuǎn)換器頻率：1MSPS支持自動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)換、掃描轉(zhuǎn)換功能具有 3 路模擬比較器

      DMA 控制器（帶 7 個(gè)通道）

      ·支持定時(shí)器、ADC、SPI、I2C、USART、AES、HASH 等多種外設(shè)觸發(fā)。

      溫度傳感器

      ·模擬輸出連接到 A/D 轉(zhuǎn)換器獨(dú)立通道

      CPU 跟蹤與調(diào)試

      ·SWD 調(diào)試接口

      ·ARM^? CoreSightTM 調(diào)試組件（ROM-Table、DWT 和 BPU）

      ·自定義 DBGMCU 調(diào)試控制器（低功耗模式仿真控制、調(diào)試外設(shè)時(shí)鐘控制、調(diào)試及跟蹤接口分配）

      定點(diǎn)數(shù)除法/開(kāi)方運(yùn)算單元

      ·支持 32 位定點(diǎn)數(shù)除法，可同時(shí)得到商和余數(shù)

      ·支持 32 位定點(diǎn)數(shù)高精度開(kāi)方

      4 個(gè)可編程邏輯單元（CLU），處理簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算

      ·電機(jī)加速（EMACC）硬件化算法，提高電機(jī)算法處理速度

      日歷RTC

      ·帶鬧鐘功能

      ·可從停機(jī)或待機(jī)狀態(tài)周期喚醒

      96 位芯片 UID 標(biāo)識(shí)

      可靠性

      ·通過(guò)HBM6000V/CDM2000V /MM200V/LU200mA 等級(jí)測(cè)試。

      工作溫度范圍（1）：-40°C ～ +125°C