电动剃须刀MCU控制方案开发知识分享

电动剃须刀的性能、智能化水平与用户体验核心取决于微控制器（MCU）方案的设计。作为设备的 “控制中枢”，MCU 需统筹电源管理、马达驱动、传感器交互、安全保护等关键模块，其选型与架构设计直接决定产品竞争力。

产品功能设计：
基本电机控制​​：控制驱动马达（通常是直流有刷电机）的启动、停止和转速。这是最核心的功能。
多档位调速​​：提供不同的转速模式，如“高速模式”（用于快速剃须）和“柔和模式”（用于敏感肌肤或精确修剪）。
电量监测与显示​​：通过ADC（模数转换器）检测电池电压，计算剩余电量，并通过LED灯或数码屏显示。
充电管理​​：控制锂电池的充电过程（恒流/恒压），并充满后自动切断。显示充电状态。

​​智能功能​​：
胡须密度感应​​：通过检测电机负载电流的变化，自动调整马达功率/转速。
旅行锁​​：防止误开机。
用水清洗提醒​​：记录使用次数，提醒用户清洗刀头。
刀头更换提醒​​：根据使用总时长提醒用户更换刀头。
人机交互​​：通过按键、蜂鸣器、LED指示灯或小型LCD屏与用户进行交互。

MCU硬件框架：

MCU​​：系统的控制核心

​​电源与充电管理​​：对于低端方案，简单的线性充电电路可由MCU的PWM和GPIO配合少量外围电路实现。对于高端方案，通常会使用一颗独立的​​充电管理IC​​，MCU只需监测其状态，这样更安全、高效。

​​电机驱动​​：MCU的IO口驱动能力有限，需要外接​​电机驱动电路​​。最常见的是使用一个​​MOSFET​​（场效应晶体管）作为电子开关，由MCU的PWM信号控制其通断，从而控制马达的转速。

​​人机交互​​：按键输入，LED/LCD输出。

MCU的关键技术参数要求
根据上述功能，选择合适的MCU需关注以下参数：

​​内核与主频​​：功能简单，对算力要求极低。​​8位MCU​​完全足够，主频在几MHz到几十MHz即可。32位MCU（如ARM Cortex-M0）主要用于有复杂显示或高级算法的产品。

​​存储空间​​：

​​Flash​​：4KB - 32KB 通常足够容纳所有程序代码。

​​RAM​​：512B - 2KB 足以运行程序。

​​外设资源（关键）​​：

​​PWM（脉冲宽度调制）​​：​​必需​​。用于控制电机转速和LED亮度调节。至少需要1路。

​​ADC（模数转换器）​​：​​重要​​。用于电池电压检测，是实现电量显示和智能功能的基础。如果需要胡须密度检测，ADC还需要能快速采样电机电流（通过采样电阻上的电压）。

​​GPIO（通用输入输出口）​​：数量取决于按键和指示灯的数量，通常6-10个即可。

​​定时器​​：用于产生时间基准，实现延时、计时等功能。

​​工作电压与低功耗​​：需要支持宽电压工作（如2.0V-5.5V），以适应锂电池电压变化。支持休眠模式以降低待机功耗。

​​封装​​：小型化封装，如SOP8， SOP16， QFN20等，以节省PCB空间。

主流MCU芯片选型推荐：国产国产8位/32位MCU（高性价比主流选择）

这是目前大多数品牌的首选，成本极具竞争力，性能完全满足要求。

未来发展趋势
​​更智能化​​：集成更多传感器，如皮肤类型检测、剃须完成度判断，并与手机App连接，提供个性化剃须报告和建议。

​​Type-C充电接口普及​​：MCU需要支持相应的快充协议识别。

​​无刷电机（BLDC）应用​​：高端剃须刀开始采用无刷电机，其效率更高、噪音更小、寿命更长。这要求MCU具备更强大的PWM模块（通常需要6路PWM组成3对来驱动三相桥式电路）和更复杂的FOC（磁场定向控制）算法，届时32位MCU将成为标配。

​​更低功耗​​：追求更长的续航和更低的待机功耗