嵌赛获奖团队专访｜以梦为马，不负韶华

8月13日上午，由中国电子教育学会主办，东南大学和南京江北新区管理委员会共同承办的第七届全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛应用赛道全国总决赛在南京江北新区圆满落幕。大赛旨在通过产教融合、赛教结合，培养复合型嵌入式行业应用人才。

ST作为联合支持单位，为本次大赛注入强劲动力，助力青年英才脱颖而出。

图示：嵌赛颁奖现场

其中，由来自西南交通大学傅逸凡、邢崧、李沐林三名同学组建的Loong的传人队设计的新能源汽车锂电池 EIS 监测系统不仅取得全国一等奖的好成绩，还获得ST应用赛道最高奖项——ST企业奖。该监测系统采用意法半导体新推出的车规级 MCU Stella E1驱动，通过丰富的通讯接口与强大的浮点运算能力，控制各种测量模块与采样电路对电池阻抗进行分析，具有低成本高精度实时在线检测的各种优点，可弥补现有 BMS 系统的不足，具有大规模装载在新能源汽车的潜能。

图示：嵌赛评审答辩现场

Stella E1如何帮助他们取得如此出色的指标？设计过程中遇到了哪些难点，他们又是如何克服的？带着这些问题，我们连线了Loong的传人队三名队员，希望给更多高校的学子们参考借鉴。

如果无法播放，请点击此处在新窗口打开

这套监测系统将测量电化学阻抗谱(EIS)的方法与物联网技术相结合，实现了对电池健康状况的远程在线监控。 在功能方面，系统采用了移动式测量方案，降低了对测量设备的技术要求，不需要传统电化学工作站就可以测得电池的 EIS 图，并且可以在网页上控制测量进程和查看测量结果，大大简化了使用者对电池健康状况监测的流程。

系统以车规级 MCU Stellar E1 作为主控，采用“ADC-DAC-加法器-仪表放大器-ADC-MCU”的结构，精准分离并检测到微弱的交流电压信号；高性能的霍尔效应电流传感器结合 24 位 ADC 和 20 位 DAC，实现了高精度的电流采集与转换；采用快速傅里叶变换(FFT)算法对信号进行频域分析，得到电池的阻抗特性，为电池健康状态评估提供数据支持。系统适用于电池组的监测，可以选择性地检验级联电池组中的任意一个单体电池，提高了物料的利用效率；远程控制功能使用户可以在网页端实时查看测量结果并评估电池健康状态和测量内阻，实现智能化管理。

图示：系统框图

在团队分工上，傅逸凡负责模块芯片选型，总体测量方案设计，着重软件开发。邢崧负责硬件工作，包括测量算法及验证调试质量，结果矫正，辅助电路设计。李沐林负责整个板子的布线。

Stella E1，车规级应用场景理想之选
同学们表示，通过这次嵌入式大赛第一次接触到ST车规MCU，首次接触就发现该芯片性能惊艳，其模拟方面的相关参数令人惊叹。参赛初期就确定采用这款芯片，并计划望赛后再更深层次挖掘芯片性能，优化系统方案。Stellar E1的文档非常丰富，查找方便，库函数写的很清晰，寄存器使用方便，图形化配置界面更是遥遥领先。

图示：Stella E1主控板与从控板实物图

傅逸凡表示，这颗MCU本身就是为车规级应用场景设计的，高性能，符合课题的初衷；其次，它具有非常强大的模拟处理能力，同时集成DAC和8路逐次逼近型ADC。

此外，Stella E1对汽车领域很多常见通信协议都有很好的支持，比如这次设计就用到了CAN总线、SPI 、UART和I2C等。Stella E1还能把作品中众多模拟模块集成起来，跟外界物联网模块和上位机模块实现高效通信。300MHz的时钟频率和近0.5M的内存能处理大量浮点数，让这款MCU使用起来游刃有余，绝不会担心性能或内存不足。这些特性综合起来，可让整个系统轻松实现低成本和高精度特性。

ST多个系列产品的忠实拥趸
令人没想到的是，目前还在读大一大二的这些团队成员已经是ST产品的忠实拥趸了。傅同学表示，刚开始接触嵌入式设计的时候，就想用STM32U0为妈妈做电子贺卡，STM32U0特别适合小巧精致的产品设计。另外还了解到ST25DV近场通讯芯片可以实现校园IC卡，STM32 H743系列在实验室里做电测信号，以及高性能的STM32MPU系列可实现机器视觉应用等等。

STM32系列MCU单片机从低功耗到高性能进行了全面覆盖，总有一款适合你。每款产品，不论Stella E1还是STM32，他们的开发体验相当一致，无论库函数的编写逻辑还是图形化界面设计和代码移植，都很方便，学习成本也比较低。

队员们还强调，西南交通大学对于新能源方面的研究是有传承的，科研也比较深入，学校建有国家轨道交通化电气化工程技术中心和电化学实验室的电池测试平台。学校在各个方面为同学们的创新实践提供了很多支持，包括提供各种平台、组织大赛和科创活动，老师和学长们也都给予充分的辅导，这都是团队之所以能够取得出色成绩的重要因素。

跨学科知识整合与设计能力全面提升
我们注意到，队员们都是在读本科，大一大二的同学在作品中承担了关键开发任务。在开发过程当中不少知识还是没有学过的，这就涉及到跨学科知识整合或运用的问题。同学们表示，在实践中学习是最有效的，这次的作品涉及模电、数电、嵌入式软件工程、电力电子等，只学课内的东西远远不够，需要快速找到不同学科之间的联系。而项目中遇到的每一个技术难点，在实践中都是一次能力增长的机会。

队员们表示，Stellar E1是一个全新的平台，非常考验代码移植能力；此外，从硬件到软件每一步都是环环相扣，复杂的嵌入式软件设计也是一个挑战。通过参赛，他们切身感受到了做仪器仪表项目过程中的乐趣。通过参加大赛，队员们的设计能力也得到全面提升。大家都表示以后可能会考虑仪器仪表和模拟电路相关就业方向。

而在未来，一定还会关注ST的产品，并用到自己的项目开发。傅同学说，“Stella E1这款产品的模拟能力对我的吸引力实在是太致命。也非常想试一下Stellar Studio 6.0版本，把系统再优化一下。“
以梦为马，不负韶华。中国科技产业发展创新正是需要这些热爱嵌入式系统设计，勇于探索创新的优秀工程师们，而ST也将继续通过产教融合、赛教结合，为中国培养复合型人才、助力青年英才脱颖而出而作出自己的贡献。

为帮助嵌入式系统设计爱好者更好地了解Stellar E1特性和学习相关开发技巧，意法半导体汽车电子部门为大家准备了丰富的Stellar E1系列线上课程，点击以下链接即可开始学习：点击查看>>