STMicroelectronics AEK-MCU-C4MINI1电机控制评估板设有 用户友好型接口，用于快速建立ECU原型。STMicroelectronics AEK-MCU-C4MINI1支持基本电机控制驱动器、串行通信端口和双连接LCD电阻显示器。该板设计用于汽车和运输应用，包括用于硬件安全的专用加密MCU内核以及带4MB闪存的SPC58EC80E5 MCU上的双180MHz 32位内核。该布局可加速用户开发，并可轻松进行原型设计和评估。按功能类型分组的标准化连接器可增强外设访问，而该板采用具有高级诊断功能的VNH7040AY嵌入式半桥电机驱动器。它还提供专用的5V或3.3V电源选项，最大电流为2.75A。

数据手册：*附件：STMicroelectronics AEK-MCU-C4MINI1电机控制评估板数据手册.pdf

特性

• SPC58EC80E5微控制器32位power architecture e200z4d双核、4224 kB闪存+128kB数据闪存，采用eTQFP144封装
• 集成编程器和调试器（1个USB虚拟COM端口和JTAG）
• 3个集成CAN FD收发器
• 1个集成LIN收发器
• 5个用户按钮和5个通用LED
• 复位按钮
• 5个连接器（每个8个引脚），带预分配GPIO、ADC和信号
• 6个SPI端口（每个端口2个CS)
• 2个增强型模块化输入输出子系统 (eMIOS)，具有
  • 在多达2个32定时I/O通道上生成或测量时间事件，具有16位计数器分辨率
  • 支持可配置触发输出，用于ADC转换，以便与通道输出波形同步
  • 共享或独立时基
  • 电机控制功能
• 9 个 ADC
• 5个中断
• 11个GPIO
• 8个定时器
• 3个用于串行通信的连接器
  • I^2^C
  • LIN
  • UART
• 反向电池保护专用电路
• 2个专用连接器，板每侧各1个，用于插入AEK-LCD-DT028V1显示板
• 1个VNH7040AY集成式半桥电机驱动器，用于直流电机
• 2个VND7E040AJ双通道高侧驱动器
• 2个L5963集成直流-直流转换器，1个用于内部电源，1个用于外部电源，高达2.75A (5V和3.3V)
• 2个用于12V电源的连接器
• 紧凑尺寸：165 mmx105 mm
• 属于汽车开发套件生态系统

顶视图

ST AEK-MCU-C4MINI1电机控制评估板技术解析与应用指南

一、产品核心架构与特性

‌AEK-MCU-C4MINI1‌是STMicroelectronics推出的一款面向汽车电子领域的‌全集成电机控制评估板‌，基于Chorus系列SPC58EC80E5汽车级微控制器设计。该板卡采用165mm×105mm紧凑型设计，集成了编程调试器、电机驱动接口和丰富的通信外设，为快速原型开发提供完整硬件平台。

关键硬件配置

• ‌主控芯片‌：SPC58EC80E5QMC0Y
  • 32位Power Architecture e200z4d双核架构
  • 主频180MHz，4MB Flash + 128KB Data Flash
  • 集成硬件安全模块(HSM)用于加密运算
• ‌电机驱动‌：VNH7040AY H桥驱动器
  • 支持DC电机控制
  • 集成高级诊断功能（短路/开路检测）
• ‌电源管理‌：双L5963 DC-DC转换器
  • 内部供电：3.3V/2.75A
  • 外部供电：5V/2.75A
• ‌通信接口‌：
  • 3×CAN FD收发器(MCP2542WFD)
  • 1×LIN收发器(TJA1022T)
  • 6×SPI端口(各带2个片选)
  • I2C、UART接口

二、电机控制子系统详解

1. H桥驱动电路设计

评估板采用‌VNH7040AY‌全集成H桥驱动器，其电路设计特点包括：

• ‌控制接口‌：
  • SEL0/1：工作模式选择(正向/反向/制动)
  • INA/INB：PWM输入(支持0-100%占空比)
  • PWM：使能控制(>2μs脉冲)
• ‌保护机制‌：
  • 集成电流检测(通过MultiSense引脚)
  • 内置温度保护和欠压锁定
  • 反并联快恢复二极管(STPS1L60ZFY)用于续流

2. 功率路径优化

• ‌电源滤波‌：采用22μF陶瓷电容+100nF去耦电容组合
• ‌布局要点‌：
  • 大电流路径(红色虚线)最短化设计
  • 散热焊盘通过过孔连接至底层铜箔
  • 电机接线端子采用5.08mm间距防反插接口

三、开发环境与典型应用

1. AutoDevKit生态系统支持

评估板兼容‌AutoDevKit Studio‌开发环境，提供：

• 图形化外设配置工具
• 电机控制库(Field-Oriented Control算法)
• 故障诊断界面(实时显示电流/温度波形)

2. 典型应用场景

1. ‌汽车执行器控制‌
   • 车窗升降电机
   • 节气门控制
   • 水泵驱动
2. ‌工业自动化‌
   • conveyor belt驱动
   • 机械臂关节控制
   • 精密定位平台

四、扩展接口与调试技巧

1. 显示扩展接口

板载双连接器支持‌AEK-LCD-DT028V1‌触摸屏：

• ‌顶部接口‌：便于调试阶段使用
• ‌底部接口‌：优化安装空间
• 支持SPI通信(最大10MHz时钟)

2. 调试建议

1. ‌电源监测‌：
   • 通过TP29(3.3V)、TP31(5V)测试点验证供电质量
   • 建议示波器带宽≥100MHz
2. ‌电机启动流程‌：

• 先使能L5963电源(EN_SW信号)
• 延迟50ms后初始化PWM输出
• 软启动推荐斜率：0.5A/ms

五、安全与认证考量

评估板设计符合‌ISO 26262‌汽车功能安全要求：

• 反向电池保护电路(SMAJ24A TVS管)
• 所有数字IO口通过74LVC系列缓冲器隔离
• 关键信号线(CAN/LIN)加装共模扼流圈(ACT45B系列)

典型认证测试结果 ：

• EMC辐射：<30dBμV/m @3m(100kHz-1GHz)
• 传导骚扰：满足CISPR25 Class 3
• 工作温度：-40℃~105℃(带散热器)