硬件分享：低成本智能蓝牙风扇方案，CK6869D单芯片替代蓝牙+双MCU架构
**客户的需求很简单：蓝牙播歌** + 风扇调速 + 电量显示 + 充电唤醒。市面上大部分蓝牙风扇的方案是：蓝牙芯片负责音频，另外加一颗单片机控制风扇电机。**这次我们用**CK6969D 直接一颗芯片搞定，蓝牙 + 风扇 PWM + 升压控制 + ADC 采样 + 电量显示全部集成，省去额外搭配 MCU 的环节。
## **核心难点**
1. 动态升压控制：PWM 闭环调压，划分 5 个档位，对应输出 5V~10.8V 电压，电压输出状态稳定，不会因为电机负载发生变化而出现偏移。
2. 电量显示 0~100%：做好信号滤波处理后，电量数值显示平稳，不会出现跳动现象，设备开关机前后，电量数值也不会产生明显变动。
3. 三路独立唤醒：拨动开关唤醒蓝牙、按键唤醒风扇、充电器插入唤醒显示，三类唤醒逻辑相互独立，运行过程不会互相干扰。
## **核心思路**
CK6969D自带硬件 Timer PWM 和 ADC 外设，硬件资源可以满足风扇的升压闭环控制需求，无需额外外接单片机。
## **一、硬件引脚分配**
!(https://file1.elecfans.com/web3/M00/64/6F/wKgZPGoo2cKANHhpAAKRt6ufFes700.png)
##
升压电路工作原理：PA3 引脚输出 200kHz 的 PWM 信号驱动 MOS 管，MOS 管配合升压电感完成储能、释能动作，最终输出 5V~10.8V 可调电压。PA0 引脚外接分压电阻，对升压输出电压进行采样，将采样数据传输至 ADC，以此实现闭环控制。
## **二、风扇速度与升压电压**
风扇设置 5 档调速模式，不同档位对应不同的升压输出电压，相关参数定义如下：
#define FAN_LEVEL_OFF 0
#define FAN_LEVEL_1 20 // 低速
#define FAN_LEVEL_2 40 // 中低
#define FAN_LEVEL_3 60 // 中等
#define FAN_LEVEL_4 80 // 中高
#define FAN_LEVEL_5 100 // 高速
速度与升压电压映射公式：boost_mv = 5000 + (level - 20) * 5000 / 80档位对应电压参考：1 档 = 5.0V，2 档 = 6.25V，3 档 = 7.5V，4 档 = 8.75V，5 档 = 10.8V。
该映射参数经过多轮调试确定，电压偏低会出现电机无法启动的情况，电压偏高则会加剧电机发热，10.8V 为该款电机的适配上限电压。
升压输出电压通过分压电阻接入 PA0 引脚，分压参数定义：
#define VBST_DET_DIV 11 // 分压比 11:1
举例：升压电路输出 10V 电压时，PA0 引脚采样得到的电压约为 10000/11 ≈ 909mV。
## **三、升压闭环控制（核心）**
这是整套方案的关键部分，由 PWM 驱动升压电路，ADC 完成电压采样反馈，软件层面实现闭环 PID 调节。
### **PWM 配置代码**
static void fan_pwm_init(void){
```
timer_pwm_init(FAN_PWM_TIMER, 10000, 0, FAN_PWM_PIN, FAN_PWM_OUT_CH);
// 直接操作Timer寄存器，设置200kHz工作频率
FAN_PWM_TIMER- >PRD = FAN_PWM_PRD; // 周期=120
FAN_PWM_TIMER- >CNT = FAN_PWM_PRD;
FAN_PWM_TIMER- >PWM = 0; // 初始占空比0
// 配置PWM输出引脚
gpio_output_channle(FAN_PWM_PIN, FAN_PWM_OUT_CH);}
```
### **升压状态机定义**
升压控制逻辑每 5ms 执行一次，划分三个工作状态：
enum {
```
FAN_BST_OFF = 0, // 关闭状态
FAN_BST_ADJUSTING, // 电压调节中，自动增减PWM占空比
FAN_BST_STABLE, // 电压稳定状态};
```
### **控制逻辑说明**
1. 系统每 5ms 读取一次 ADC 采样数据；
2. 增加过压保护逻辑，连续检测到过压状态时，设备自动关机；
3. 根据当前选择的风扇档位，计算目标输出电压；
4. 执行闭环调节：采样电压低于目标值则增加 PWM 占空比，采样电压高于目标值则降低占空比，电压处于容差区间内时，保持参数不变。
### **采样抖动问题解决方案**
ADC 原始采样数值存在明显抖动，直接使用原始数据做闭环控制，会造成 PWM 参数频繁跳变，电机运行时产生异响。优化方案：采用 128 点滑动平均滤波，同时增加尖峰数据丢弃逻辑，采样数值超过 1500mV 判定为异常数据并直接过滤，剩余有效数据做移位平均处理。经过滤波后，采样波形更加平稳，PWM 参数不再频繁变化。
## **四、风扇独立控制**
风扇运行逻辑与蓝牙功能相互独立，相关底层定义如下：
// 风扇开关独立于蓝牙#define FAN_SW_ON() do { \
```
gpio_set_direction(FAN_SW_PIN, 0); \
gpio_set_output_value(FAN_SW_PIN, 1); \} while(0)
```
#define FAN_SW_OFF() do { \
```
gpio_set_direction(FAN_SW_PIN, 0); \
gpio_set_output_value(FAN_SW_PIN, 0); \} while(0)
```
PA2 引脚负责控制风扇电源通断，即便蓝牙模块进入 idle 休眠模式，PA2 依旧可以输出高电平，维持风扇正常运转。
### **档位循环切换代码**
通过按键实现档位循环切换，切换逻辑为：关闭→1 档→2 档→3 档→4 档→5 档→关闭
void fan_ctrl_level_cycle(void){
```
static const u8 level_table[] = { 0, 20, 40, 60, 80, 100 };
for (int i = 0; i < 6; i++) {
if (fan_ctrl.level < level_table) {
fan_ctrl_set_level(level_table);
return;
}
}
fan_ctrl_off(); // 切换至最高档后再次按键，关闭风扇}
```
## **五、充电独立唤醒**
设备接入充电器时，需要自动唤醒芯片并展示充电状态，此过程无需启动蓝牙功能。引脚定义说明：
· PA4：充电检测引脚 (DC_DET)
· PB5：拨动开关检测引脚 (SW_DET)
工作逻辑：充电器插入后，引脚变为高电平，芯片完成唤醒，进入假开机模式，仅展示电量信息，蓝牙模块不启动；拨动开关拨至工作档位，设备完成真开机，蓝牙与风扇功能均可正常使用。
整套设计实现三类独立电源管理逻辑：
1. 拨动开关：控制蓝牙模块整体启停；
2. 实体按键：控制风扇档位切换；
3. 充电器插拔：控制充电显示功能的唤醒与休眠。
## **六、电量显示**
电池电压与电量百分比的对应关系如下表：
**电池电压电量占比**
3.30V 0%
3.50V 15%
3.60V 30%
3.70V 50%
3.80V 70%
3.90V 85%
4.20V 100%
设备支持数码管或 LED 指示灯展示电量。切换风扇档位时，数码管会临时展示当前档位，持续 2 秒后自动切换回电量显示界面，对应调用逻辑：
// 切换风扇档位时临时显示档位user_bat_disp_set_temp(TEMP_DISP_FAN_LEVEL, disp_level, 2);// 第三个参数代表2秒后恢复电量显示
## **七、平滑启动功能**
电机直接从静止切换至目标转速，会产生较大的启动电流冲击。本次方案增加平滑启动逻辑，优化使用体验。
#define FAN_SMOOTH_INTERVAL_MS 150 // 每150ms提升一个档位
static void fan_smooth_timer_cb(void *priv){
```
if (fan_ctrl.level < FAN_MAX_LEVEL) {
fan_ctrl.level++;
}
// 档位达到上限后，关闭定时器
if (fan_ctrl.level >= FAN_MAX_LEVEL) {
sys_timer_del(smooth_timer_id);
smooth_timer_id = 0;
}}
```
void fan_ctrl_smooth_start(void){
```
fan_ctrl_on(FAN_LEVEL_1);
smooth_timer_id = sys_timer_add(NULL, fan_smooth_timer_cb, 150);}
```
工作逻辑：长按按键，风扇从 1 档开始启动，每 150ms 自动提升一个档位，松开按键后，风扇停留在当前档位运行，规避瞬间大电流带来的不良影响。
## **八、配置宏定义**
在板级配置文件中开启对应功能，参数配置如下：
#define USER_FAN_CTRL_EN 1 // 风扇控制功能使能
#define USER_BAT_DISP_EN 1 // 电量显示功能使能
#define USER_FAN_INDEPENDENT_EN 1 // 风扇独立工作模式使能
#define USER_SW_DC_WAKEUP_EN 1 // 拨动开关+充电唤醒功能
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