STMicroelectronics AEK-MCU-C4MINI1電機(jī)控制評(píng)估板設(shè)有 用戶(hù)友好型接口，用于快速建立ECU原型。STMicroelectronics AEK-MCU-C4MINI1支持基本電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器、串行通信端口和雙連接LCD電阻顯示器。該板設(shè)計(jì)用于汽車(chē)和運(yùn)輸應(yīng)用，包括用于硬件安全的專(zhuān)用加密MCU內(nèi)核以及帶4MB閃存的SPC58EC80E5 MCU上的雙180MHz 32位內(nèi)核。該布局可加速用戶(hù)開(kāi)發(fā)，并可輕松進(jìn)行原型設(shè)計(jì)和評(píng)估。按功能類(lèi)型分組的標(biāo)準(zhǔn)化連接器可增強(qiáng)外設(shè)訪問(wèn)，而該板采用具有高級(jí)診斷功能的VNH7040AY嵌入式半橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。它還提供專(zhuān)用的5V或3.3V電源選項(xiàng)，最大電流為2.75A。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics AEK-MCU-C4MINI1電機(jī)控制評(píng)估板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• SPC58EC80E5微控制器32位power architecture e200z4d雙核、4224 kB閃存+128kB數(shù)據(jù)閃存，采用eTQFP144封裝
• 集成編程器和調(diào)試器（1個(gè)USB虛擬COM端口和JTAG）
• 3個(gè)集成CAN FD收發(fā)器
• 1個(gè)集成LIN收發(fā)器
• 5個(gè)用戶(hù)按鈕和5個(gè)通用LED
• 復(fù)位按鈕
• 5個(gè)連接器（每個(gè)8個(gè)引腳），帶預(yù)分配GPIO、ADC和信號(hào)
• 6個(gè)SPI端口（每個(gè)端口2個(gè)CS)
• 2個(gè)增強(qiáng)型模塊化輸入輸出子系統(tǒng) (eMIOS)，具有
  • 在多達(dá)2個(gè)32定時(shí)I/O通道上生成或測(cè)量時(shí)間事件，具有16位計(jì)數(shù)器分辨率
  • 支持可配置觸發(fā)輸出，用于ADC轉(zhuǎn)換，以便與通道輸出波形同步
  • 共享或獨(dú)立時(shí)基
  • 電機(jī)控制功能
• 9 個(gè) ADC
• 5個(gè)中斷
• 11個(gè)GPIO
• 8個(gè)定時(shí)器
• 3個(gè)用于串行通信的連接器
  • I^2^C
  • LIN
  • UART
• 反向電池保護(hù)專(zhuān)用電路
• 2個(gè)專(zhuān)用連接器，板每側(cè)各1個(gè)，用于插入AEK-LCD-DT028V1顯示板
• 1個(gè)VNH7040AY集成式半橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，用于直流電機(jī)
• 2個(gè)VND7E040AJ雙通道高側(cè)驅(qū)動(dòng)器
• 2個(gè)L5963集成直流-直流轉(zhuǎn)換器，1個(gè)用于內(nèi)部電源，1個(gè)用于外部電源，高達(dá)2.75A (5V和3.3V)
• 2個(gè)用于12V電源的連接器
• 緊湊尺寸：165 mmx105 mm
• 屬于汽車(chē)開(kāi)發(fā)套件生態(tài)系統(tǒng)

頂視圖

ST AEK-MCU-C4MINI1電機(jī)控制評(píng)估板技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品核心架構(gòu)與特性

?AEK-MCU-C4MINI1?是STMicroelectronics推出的一款面向汽車(chē)電子領(lǐng)域的?全集成電機(jī)控制評(píng)估板?，基于Chorus系列SPC58EC80E5汽車(chē)級(jí)微控制器設(shè)計(jì)。該板卡采用165mm×105mm緊湊型設(shè)計(jì)，集成了編程調(diào)試器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口和豐富的通信外設(shè)，為快速原型開(kāi)發(fā)提供完整硬件平臺(tái)。

關(guān)鍵硬件配置

• ?主控芯片?：SPC58EC80E5QMC0Y
  • 32位Power Architecture e200z4d雙核架構(gòu)
  • 主頻180MHz，4MB Flash + 128KB Data Flash
  • 集成硬件安全模塊(HSM)用于加密運(yùn)算
• ?電機(jī)驅(qū)動(dòng)?：VNH7040AY H橋驅(qū)動(dòng)器
  • 支持DC電機(jī)控制
  • 集成高級(jí)診斷功能（短路/開(kāi)路檢測(cè)）
• ?電源管理?：雙L5963 DC-DC轉(zhuǎn)換器
  • 內(nèi)部供電：3.3V/2.75A
  • 外部供電：5V/2.75A
• ?通信接口?：
  • 3×CAN FD收發(fā)器(MCP2542WFD)
  • 1×LIN收發(fā)器(TJA1022T)
  • 6×SPI端口(各帶2個(gè)片選)
  • I2C、UART接口

二、電機(jī)控制子系統(tǒng)詳解

1. H橋驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

評(píng)估板采用?VNH7040AY?全集成H橋驅(qū)動(dòng)器，其電路設(shè)計(jì)特點(diǎn)包括：

• ?控制接口?：
  • SEL0/1：工作模式選擇(正向/反向/制動(dòng))
  • INA/INB：PWM輸入(支持0-100%占空比)
  • PWM：使能控制(>2μs脈沖)
• ?保護(hù)機(jī)制?：
  • 集成電流檢測(cè)(通過(guò)MultiSense引腳)
  • 內(nèi)置溫度保護(hù)和欠壓鎖定
  • 反并聯(lián)快恢復(fù)二極管(STPS1L60ZFY)用于續(xù)流

2. 功率路徑優(yōu)化

• ?電源濾波?：采用22μF陶瓷電容+100nF去耦電容組合
• ?布局要點(diǎn)?：
  • 大電流路徑(紅色虛線)最短化設(shè)計(jì)
  • 散熱焊盤(pán)通過(guò)過(guò)孔連接至底層銅箔
  • 電機(jī)接線端子采用5.08mm間距防反插接口

三、開(kāi)發(fā)環(huán)境與典型應(yīng)用

1. AutoDevKit生態(tài)系統(tǒng)支持

評(píng)估板兼容?AutoDevKit Studio?開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供：

• 圖形化外設(shè)配置工具
• 電機(jī)控制庫(kù)(Field-Oriented Control算法)
• 故障診斷界面(實(shí)時(shí)顯示電流/溫度波形)

2. 典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. ?汽車(chē)執(zhí)行器控制?
   • 車(chē)窗升降電機(jī)
   • 節(jié)氣門(mén)控制
   • 水泵驅(qū)動(dòng)
2. ?工業(yè)自動(dòng)化?
   • conveyor belt驅(qū)動(dòng)
   • 機(jī)械臂關(guān)節(jié)控制
   • 精密定位平臺(tái)

四、擴(kuò)展接口與調(diào)試技巧

1. 顯示擴(kuò)展接口

板載雙連接器支持?AEK-LCD-DT028V1?觸摸屏：

• ?頂部接口?：便于調(diào)試階段使用
• ?底部接口?：優(yōu)化安裝空間
• 支持SPI通信(最大10MHz時(shí)鐘)

2. 調(diào)試建議

1. ?電源監(jiān)測(cè)?：
   • 通過(guò)TP29(3.3V)、TP31(5V)測(cè)試點(diǎn)驗(yàn)證供電質(zhì)量
   • 建議示波器帶寬≥100MHz
2. ?電機(jī)啟動(dòng)流程?：

• 先使能L5963電源(EN_SW信號(hào))
• 延遲50ms后初始化PWM輸出
• 軟啟動(dòng)推薦斜率：0.5A/ms

五、安全與認(rèn)證考量

評(píng)估板設(shè)計(jì)符合?ISO 26262?汽車(chē)功能安全要求：

• 反向電池保護(hù)電路(SMAJ24A TVS管)
• 所有數(shù)字IO口通過(guò)74LVC系列緩沖器隔離
• 關(guān)鍵信號(hào)線(CAN/LIN)加裝共模扼流圈(ACT45B系列)

典型認(rèn)證測(cè)試結(jié)果 ：

• EMC輻射：<30dBμV/m @3m(100kHz-1GHz)
• 傳導(dǎo)騷擾：滿(mǎn)足CISPR25 Class 3
• 工作溫度：-40℃~105℃(帶散熱器)