汽車安全行駛對整車照明系統(tǒng)的要求正在向智能化方向發(fā)展。車燈位于汽車兩側(cè)，前期有各種各樣的實現(xiàn)包括氙氣燈、LED燈等等光源技術(shù)。矩陣大燈對汽車照明系統(tǒng)朝著安全性和智能化兼具的方向發(fā)展起到了重要推動作用。矩陣大燈可以精細控制到每一個小燈珠，從而讓車燈具有智能化指示，對汽車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，可以依照遠方的燈光效果全自動調(diào)節(jié)車燈，實現(xiàn)了對每顆燈珠的控制做到獨立開關ON/OFF并能實現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)。例如可以自行開啟或關掉車燈、自行轉(zhuǎn)換近/遠光燈、自動調(diào)節(jié)直射相對高度等，其功能除了可以對道路照明的需求，也能做到照明區(qū)域的精準指向。

矩陣LED大燈上設立了多個的照明分區(qū)，每個分區(qū)內(nèi)的LED燈珠都可以在被獨立控制開啟、關閉，并進行亮度調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)大燈的自動開閉、自動切換遠近光燈、防眩目遠光燈、自動調(diào)節(jié)照射高度等功能。其優(yōu)勢就是矩陣式大燈能更加精準、更加安全實現(xiàn)多光型、多區(qū)域、高精度照明，以確保行車安全。

普通LED大燈只有兩組燈組，一個為近光燈，另外一個為遠光燈。而矩陣式LED大燈的兩組燈組當中又分出了很多組，LED燈珠都能夠獨立操控，靈活的運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候作用是至關重要的。

汽車照燈系統(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)作為汽車照燈的核心部分，需要采用車規(guī)級MCU來保障汽車照燈的抗干擾、可靠性、數(shù)據(jù)的精準性。

航順HK32A040 矩陣大燈方案介紹

航順汽車推出的LED矩陣式照燈解決方案，其核心在于采用HK32A040這款全新的汽車級MCU作為主控。方案利用HK32A040豐富的控制和通訊接口實現(xiàn)主機對大燈的矩陣控制，內(nèi)部Flash模擬EEPROM功能來記錄汽車照燈LED的相關數(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，主要負責控制LED電源電路的啟動和電流輸出。它通過CAN總線與車身控制模塊（BCM）以及其他電子控制單元（ECU）進行連接，以實現(xiàn)信息的傳遞與交互。同時，HK32A040還通過UART接口與LED矩陣控制芯片進行通信，從而實現(xiàn)對LED矩陣的精確控制。

當HK32A040接收到BCM發(fā)送的控制命令時，它會進行解析并根據(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行。

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

最后，在LED燈板部分，通過CAN收發(fā)器可以實現(xiàn)對燈板的控制，進而實現(xiàn)像素級的LED陣列控制。這使得LED矩陣式照燈能夠呈現(xiàn)出更加細膩、豐富的照明效果，為駕駛者提供更加優(yōu)質(zhì)的照明體驗。

系統(tǒng)框圖

HK32A040系列車規(guī)MCU主要規(guī)格

CPU 內(nèi)核

·ARM?Cortex?-M0

·最高時鐘頻率：96 MHz

·24 位 System Tick 定時器

·支持中斷向量重映射（通過 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

·運行（Run）模式：6.1mA@96MHz；1.6mA@8MHz

·睡眠（Sleep）模式：4.7mA@96MHz

·停機（Stop）模式：

·LDO 全速：0.7mA@3.3V

·LDO 低功耗：60μA@3.3V

·待機（Standby）模式：1.6μA@3.3V

·關機（Shutdown）模式：0.4μA@3.3V

存儲器

·124Kbyte Flash

·CPU主頻不高于 24 MHz 時，支持0等待總線周期訪問 Flash。

·Flash具有數(shù)據(jù)安全保護功能，可分別設置讀保護和寫保護。

·支持加密Flash存儲的指令和數(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校驗硬件單元

·多種安全加密模塊，包括AES、HASH和TRNG

時鐘

·外部高速時鐘（HSE）：支持 4 ～32 MHz，典型值為 8MHz

·外部低速時鐘（LSE）：32.768 kHz

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

·片內(nèi)低速時鐘（LSI）：40 kHz

·PLL時鐘：最高 96MHz

·芯片管腳輸入時鐘（EXTCLK）

復位

·外部管腳復位

·電源復位（POR/PDR）

·軟件復位

·看門狗（IWDG 和 WWDG）復位

·低功耗管理復位

·選項字節(jié)裝載器復位

可編程電壓監(jiān)測器（PVD）

·8級檢測電壓門限可調(diào)

·上升沿和下降沿檢測可配置

GPIO端口

·最多支持55個GPIO引腳

·每個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 功能以及自動波特率檢測和停機（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，支持數(shù)據(jù)接收喚醒。

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

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

定時器及 PWM 發(fā)生器

·1 個 16 位高級定時器（4 路 PWM 輸出，其中 3 路帶死區(qū)互補輸出和剎車功能）

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

·1 個 16 位基本定時器（TIM6）

片內(nèi)模擬電路

·1 個 12 位 SAR ADC（多達 16 路模擬信號輸入通道）最高轉(zhuǎn)換器頻率：1MSPS支持自動連續(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 個通道）

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

溫度傳感器

·模擬輸出連接到 A/D 轉(zhuǎn)換器獨立通道

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)試外設時鐘控制、調(diào)試及跟蹤接口分配）

定點數(shù)除法/開方運算單元

·支持 32 位定點數(shù)除法，可同時得到商和余數(shù)

·支持 32 位定點數(shù)高精度開方

4 個可編程邏輯單元（CLU），處理簡單的邏輯運算

·電機加速（EMACC）硬件化算法，提高電機算法處理速度

日歷RTC

·帶鬧鐘功能

·可從停機或待機狀態(tài)周期喚醒

96 位芯片 UID 標識

可靠性

·通過HBM6000V/CDM2000V /MM200V/LU200mA 等級測試。

工作溫度范圍（1）：-40°C ～+125°C

審核編輯 黃宇