基于 HK32F0301MC 系列 MCU 電子煙方案

一、電子煙市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)

全球電子煙市場(chǎng)規(guī)模在 2022 年達(dá)到了 347.3 億元人民幣，同比增長(zhǎng) 17.61%，2015 年至 2022 年市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率接近 27.05%。中國(guó)市場(chǎng)在 2022 年的電子煙產(chǎn)值達(dá)到 625.4 億元人民幣，同比增長(zhǎng) 8.1%，2015 年至 2022 年復(fù)合增長(zhǎng)率接近 29.41%。

二、電子煙市場(chǎng)分布

全球電子煙需求主要集中在歐洲和美洲地區(qū)，預(yù)計(jì) 2028 年歐洲地區(qū)電子煙市場(chǎng)規(guī)模約 115 億美元，美洲地區(qū) 2028 年電子煙市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá) 122 億美元。非洲市場(chǎng)增速快，2022 至 2028 年 CAGR 為 9.5%。電子煙市場(chǎng)在全球范圍內(nèi)保持著快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，特別是在中國(guó)市場(chǎng)，電子煙行業(yè)正逐漸替代傳統(tǒng)卷煙成為煙民的新選擇，市場(chǎng)規(guī)模和滲透率有望進(jìn)一步提升。同時(shí)，隨著政策的逐步出臺(tái)和監(jiān)管的加強(qiáng)，電子煙行業(yè)的經(jīng)營(yíng)將更加規(guī)范化。

三、航順電子煙方案

基于航順HK32F0301MC設(shè)計(jì)電子煙，通過(guò)高級(jí)定時(shí)器輸出PWM到MOS 驅(qū)動(dòng)，MOS 驅(qū)動(dòng)控制 MOS 管升降壓，同時(shí)將負(fù)載阻值、輸出功率等信息送顯示，短路保護(hù)模塊，檢測(cè) MOSFET 工作時(shí)兩端的壓差，壓差超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，關(guān)閉MOSFET，停止工作，精準(zhǔn)的加熱絲阻抗測(cè)量功能和 ADC 采集電流，形成過(guò)吸保護(hù)，讓電子煙更智能、用戶體驗(yàn)更好。可以從多個(gè)方面帶來(lái)顯著的好處，HK32F0301MC 方案是對(duì)舒適度、煙霧檢測(cè)準(zhǔn)確性、電池續(xù)航能力、可靠性及安全性。

產(chǎn)品系統(tǒng)框圖

電子煙 PCBA 板

電子煙實(shí)物圖

航順 HK32F0301MC 系列 MCU 主要規(guī)格

CPU 內(nèi)核

ARM? CortexTM-M0

最高時(shí)鐘頻率：48MHz

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：2.4 V ~ 5.5 V 產(chǎn)品概述

工作溫度范圍：-40°C ~ +105°C

典型工作電流：

運(yùn)行（Run）工作模式：2.751 mA@48 MHz@5V

睡眠（Sleep）模式：0.997 mA@48 MHz@5V

停機(jī)（Stop）模式：373.354 μA@5V（LDO 正常工作）

低功耗停機(jī)（Low-power Stop）模式：6.876μA@5V（LDO 低功耗）

16 KByte Flash（64 頁(yè)，每頁(yè) 256 Byte；32 位數(shù)據(jù)讀，32 位數(shù)據(jù)寫）

Flash 具有數(shù)據(jù)安全保護(hù)功能，可分別設(shè)置讀保護(hù)和寫保護(hù)? 4 KByte SRAM

CRC 校驗(yàn)硬件單元

時(shí)鐘

片內(nèi)高速時(shí)鐘（HSI）：48MHz

片內(nèi)慢速時(shí)鐘（LSI）：60 kHz

GPIO 外部輸入時(shí)鐘：32MHz（最大值）

復(fù)位

NRST 引腳上的低電平（外部復(fù)位）

窗口看門狗事件（WWDG 復(fù)位）

獨(dú)立看門狗事件（IWDG 復(fù)位）

電源復(fù)位

軟件復(fù)位（SW 復(fù)位）

低功耗管理復(fù)位

GPIO 端口

最多支持 18 個(gè) GPIO 端口

每個(gè) GPIO 都可作為外部中斷輸入

內(nèi)置可開(kāi)關(guān)的上、下拉電阻

支持開(kāi)漏（Open-Drain）輸出

輸出驅(qū)動(dòng)能力可配

IOMUX 引腳功能多重映射控制器

小型封裝（如 SOP8/TSSOP16）產(chǎn)品，可通過(guò) IOMUX 可以實(shí)現(xiàn)單根引

腳對(duì)應(yīng)多個(gè) GPIO 或 外設(shè) IO 的映射控制。

數(shù)據(jù)通信接口

2 路高速（最高 6 Mbit/s）UART

1 路高速（最高 400 kbit/s）I2C：MCU 在 Stop 模式下，支持?jǐn)?shù)據(jù)接收喚醒

1 路高速（最高 18 Mbit/s）SPI

定時(shí)器及 PWM 發(fā)生器

1 個(gè) 16 位高級(jí) PWM 定時(shí)器（共 4 路 PWM 輸出，3 路帶死區(qū)互補(bǔ)輸出）

1 個(gè) 16 位通用 PWM 定時(shí)器（共 4 路 PWM 輸出）

1 個(gè) 16 位基本定時(shí)器（支持 CPU 中斷）

1 個(gè)自動(dòng)喚醒定時(shí)器（AWUT），可用于 MCU 停機(jī)（Stop）模式下工作

片內(nèi)模擬電路產(chǎn)品概述

1 個(gè) 12 位 1 MSPS ADC（最多 7 路外部模擬輸入通道和 2 路內(nèi)部通道，支持差分對(duì)輸入）

1 個(gè)上/下電復(fù)位電路

1 個(gè)欠壓復(fù)位電路

1 個(gè)內(nèi)部參考電壓（內(nèi)部參考電壓在片內(nèi)被 ADC 采樣）

CPU 跟蹤與調(diào)試

SWD 調(diào)試接口

ARM? CoreSightTM 調(diào)試組件（ROM-Table，DWT，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）

ID 標(biāo)識(shí)

每顆 HK32F0301MxxxxC 芯片提供一個(gè)唯一的 96 位 ID 標(biāo)識(shí)

可靠性

通過(guò) HBM7000V/CDM2000V/LU800mA 等級(jí)測(cè)試

審核編輯 黃宇