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2024 年開始，共享充電寶、戶外儲(chǔ)能、PD3.1 移動(dòng)電源的內(nèi)卷從“瓦數(shù)”升級(jí)到“體驗(yàn)”：彩屏 UI、在線升級(jí)、UFCS 融合快充、待機(jī)半年不跑電……傳統(tǒng)的“SOC 單芯片方案”開始做不動(dòng)差異化。于是業(yè)內(nèi)悄悄把 MCU 拉回主控 C 位——由 SOC 負(fù)責(zé)功率路徑，MCU 負(fù)責(zé)邏輯與交互，既保留高集成度，又能快速迭代固件。
本文把最近 3 個(gè)月為客戶落地的“輝芒微MCU + 英集芯移動(dòng)電源 SOC/ 智融充電IC”雙平臺(tái)方案做一次完整復(fù)盤~
? 英集芯 SoC：100 W 雙向升降壓 + PD3.1 / UFCS / PPS；I2C 從機(jī)寄存器 0x00~0x7F 開放電壓、電流、溫度、保護(hù)狀態(tài)。
? 智融 充電IC：4 管同步升降壓，100 W 輸出，I2C 0x10~0x6F 寄存器；支持 1~4 串鋰電，路徑管理更細(xì)。
? 輝芒微 單片機(jī)：48 MHz Cortex-M0，2.0–5.5 V 單電源直掛鋰電，Standby < 1 μA；Flash 64 KB，SRAM 8 KB；12-bit ADC（10 路）、硬件 I2C2 路、SPI2 路、42 路觸摸可復(fù)用 GPIO。
? 理由：
– 工作電壓能覆蓋單節(jié)到 4 串電池包，無需 LDO；
– 真 EEPROM 20 萬次，省 24C02；
– 國產(chǎn) 55 nm 工藝，交期 4~6 周，價(jià)格 1.8 元@50k；
– HAL 庫寄存器命名 90 % 兼容 STM32F030，工程師零學(xué)習(xí)成本。
BAT+ → IP5389/SW7201 → SYS 5 V → FT32F030K8 VDD
USB-C VBUS → Q1 負(fù)載開關(guān) → 5 V 系統(tǒng)備份電源，保證 MCU 不隨電池掉電。
? I2C1（PB10/11）→ SOC 寄存器輪詢 100 ms 一次
? UART1（PA9/10）→ 上位機(jī)調(diào)試 / 在線升級(jí)
? SPI1（PA5/6/7）→ 0.96" IPS 彩屏 ST7735
? ADC1_CH4 → NTC 10 kΩ 電池溫度
? ADC1_CH5 → VBAT 分壓 1/11 電量計(jì)
? GPIO → 3 路 LED、1 路蜂鳴器、1 路霍爾開關(guān)檢測(cè)磁吸翻蓋
? TOUCH → 1 路滑條喚醒（手指滑 2 cm 亮屏 10 s）
? 在 SOC 關(guān)斷前 2 ms，F(xiàn)T32F030K8 通過 IRQ0 收到“PGOOD 跌落”中斷，立即保存 UI 狀態(tài)到 EEPROM。
? 電池欠壓到 3.0 V 時(shí) MCU 進(jìn)入 Standby，SOC 徹底關(guān)斷，整機(jī)功耗 3 μA。
? 打開 I2C 100 kHz 主模式，集成 CRC8 校驗(yàn)。
? 低功耗：STOP 模式 1.2 μA，RTC 喚醒 500 ms 輪詢一次。
? 觸摸庫：官方 42 通道庫，滑條算法 2 KB RAM，響應(yīng) 60 Hz。
? Soc_Driver.c：統(tǒng)一封裝 IP5389/SW7201 寄存器差異，上層僅調(diào)用 soc_get_status()。
? Gauge_Estimator.c：開路電壓 + 電流積分雙校準(zhǔn)，3 % 精度。
? UI_Manager.c：LVGL 8.3 裁剪版，占用 28 KB Flash；支持 PNG 圖標(biāo)壓縮。
? 3 種工作模式：
– 快充模式（100 W）：風(fēng)扇轉(zhuǎn)速 6000 rpm，UI 紅色主題；
– 普通模式（45 W）：綠色主題；
– 小電流模式（5 V 0.5 A）：藍(lán)牙耳機(jī)充電，藍(lán)色主題，長按 3 s 切換。
? OTA：UART1 + Xmodem，64 KB Flash 劃分 48 KB APP + 12 KB Boot + 4 KB Param。
? 出廠老化：固定 9 V 2 A 放電 2 h，循環(huán) 3 次，老化數(shù)據(jù)通過 UART 上傳到 MES。
I2C 死鎖：PD 協(xié)議板熱插拔時(shí) SDA 被拉到 0 V，F(xiàn)T32F030K8 的 I2C1 外設(shè)復(fù)位寄存器 I2C1_CR1 置位后必須在 8 個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)釋放總線，否則 SOC 側(cè)進(jìn)入 Fault。解決：軟件 bit-bang 9 個(gè)時(shí)鐘強(qiáng)制恢復(fù)。
觸摸誤觸發(fā)：冬季干燥 ESD 8 kV 打滑條，MCU 誤喚醒。開啟輝芒微觸摸庫“動(dòng)態(tài)閾值 + 滑動(dòng)窗”算法，誤觸發(fā)率降到 0.3 %。
彩屏花屏：ST7735 在 3.3 V 臨界電壓時(shí) SPI 讀出錯(cuò)亂。把 SPI 時(shí)鐘降速到 8 MHz 并拉高 VDD 3.4 V 解決。
電池自耗電：部分 21700 保護(hù)板自帶 100 kΩ 分壓電阻，系統(tǒng)待機(jī) 20 μA。改為 MCU ADC 內(nèi)部 1 MΩ 分壓，省 15 μA。
OTA 升級(jí)掉電：BootLoader 加雙區(qū)備份，升級(jí)失敗自動(dòng)回滾，升級(jí)成功率 99.7 %。
充電寶市場(chǎng)依然紅海，但 MCU 的回歸讓“功能差異化”重新成為可能。輝芒微的 5 V 直驅(qū)、超低功耗、觸摸集成特性，把傳統(tǒng)“外掛一堆 74 系列”的硬件方案濃縮到一顆 20-pin QFN，既給工程師留了調(diào)試空間，也給老板降了成本。