中微爱芯智能米桶参考设计

在消费升级与健康意识提升的双重驱动下，传统米桶正向智能化主食管理终端演进。中微爱芯推出的智能米桶参考设计，通过集成称重传感、真空控制、人机交互与可选IoT功能，实现了“全自动计量取米”、“一键真空保鲜”和“存量预警”等核心功能。本文从工程师视角，解析其硬件架构、关键性能指标及芯片选型策略。

系统架构：三板分离，通信解耦

方案采用模块化三板设计，便于开发迭代与故障隔离：

显示板：负责触摸按键采集与状态显示（数码管+LED），通过UART与电源板通信；

电源板：系统主控中心，处理逻辑控制、外设调度，并支持扩展Wi-Fi/BLE模块实现App远程管理；

称重板：安装于抽屉式米盒底部，通过红外通信向电源板上报重量与温度数据，内置无线充电接收模块供电，避免线缆缠绕。

该架构有效隔离模拟（称重）、数字（控制）与高压（电机驱动）域，提升系统抗干扰能力。

核心功能与精度保障

±10g高精度取米：基于应变片式称重传感器，配合AiP9M161 MCU内置12位ADC，实现动态出米闭环控制。支持手动校准与清零，兼容大米、杂粮等不同密度物料。

智能真空保鲜：真空泵由电源板PWM调速控制，支持“恒压抽气”模式，避免过度负压导致结构变形。具备堵转检测与超时保护，确保长期可靠性。

多维状态监控

存量低阈值提醒（基于历史消耗模型）；

故障自检：涵盖通讯中断、电机堵转、称重异常等；

勿扰模式：夜间降低LED亮度与电机转速，噪声≤50 dB。

人机交互增强：内置AiP8563实时时钟芯片（I²C接口，400 kbps），支持精准时间显示；语音播报关键状态（如“取米完成”“请补充大米”）。

芯片选型：国产MCU高效协同

显示板 & 电源板主控：AiP8F3512（8051内核）

16 KB Flash + 1 KB XRAM，满足复杂UI逻辑；

集成CCT电容触摸模块，无需外部电容，通过CS 10 kV、EFT 4 kV认证；

支持多路GPIO驱动数码管与LED。

称重板主控：AiP9M161（RISC内核）

内置高精度ADC、PWM、WDT，专为传感与电机控制优化；

2 KB MTP ROM支持现场固件更新。

时钟管理：AiP8563低功耗RTC，年误差<3分钟，断电后由备用电池维持。

此外，方案预留LCD驱动接口，可升级至图形化界面。

电气与机械参数

输入：AC 220V / 50Hz

最大功耗：24W（含真空泵峰值）

工作温度：-20°C ～ +65°C

防护机制：电机堵转保护、过流关断、ESD ±8kV（接触）

设计优势与扩展性

快速开发：提供完整PCB参考设计（含三板正反面布局），缩短EMC调试周期；

灵活配置：基础版支持本地操作，高配版可集成IoT模组实现远程米量监控、自动补货提醒；

成本可控：全系采用国产车规级MCU，BOM成本优化显著。

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