智能充电桩嵌入式控制系统设计方案

随着绿色能源理念的不断深入，发展电动汽车成为未来汽车工业发展的重点方向。电动汽车的优点在于零排放或近似零排放、对环境污染小使用成本低维护简单。但根据目前的使用现状，制约电动汽车发展的难点在于充电问题，由于充电的分布和设计的缺陷，导致电动汽车的续航可靠性受到影响，因此，研究电动汽车充电桩优化设计具有重要意义电动汽车充电桩的设计核心在于控制系统的设计，通过对电动汽车充电桩嵌入式控制系统设计，提高充电桩的智能充电能力。

1智能充电桩嵌入式控制系统总体设计及器件选择

1.1能充电桩嵌入式控制系统总体设计描述

设计一种基于嵌人式技术的智能充电桩入式控制系统，需要首先进行了智能充电桩系统的总体结构设计描述和功能指标分析，使用 S3C2440自带的AD系统进行智能充电桩入式控制系统的通道同步采样设计。智能充电桩嵌人式控制系统主要包括了硬件设计和软件设计两大部分，其中，主控模块是控制系统的核心,对充电的充电能控制的信号检测模块主要由充电信号接入、电源设计入式能控制电路3部分组成。在系统的硬设计是 AD制电路、ARM 主控电路板、同步时钟设计充电信号调理电路等。由此，得到智能充电桩嵌入式控制系统的模块总体设计。

通过智能充电嵌入式控制系统的总体设计构架，进行系统的功能指标分析，能充电入式控制系统的输人电压范围为：+/-220 V+/360 V，具有 16位定点 STM32内核，可以实现 600 kHz的持续工作系统的最高采样速率为 250 kHz,可配置为4路组联合 Cache系统具有低功耗的特点，支持片外同步或异步存储器(包括PC133 SDRAM)，系统的稳压状态下的功耗为：140 mW(250 kHz,5 V电源)。另外，系统还有 CAN2.0B接口，采用8个32位定时器/计数器，支持 PWM。根据上述对智能充电桩嵌入式控制系统的总体设计描述和指标分析，进行系统的模块化设计。在此，进行系统的器件选择。

1.2器件选择及嵌入式STM32开发环境的建立

建立根据上述对充电桩嵌入式控制系统的设计需求和指标分析，进行系统的模块化设计，系统设计采用ST超低功耗ARM CortexTM-Mo微控制器作为式控制系统的主控制器，本系统的软件设计以 Linux2632内核为平台用8 位和 16位微控制器进行能充电的人式控制系统的软件开发，能够在经济型用户端产品上实现智能充电桩的先进且复杂的功能。入式软件系统的开发通常采用交叉编译环境，即开发环境安装在桌面或者服务器计算机系统，开发出的系统则运行在其他构架的嵌人式计算机中。假设 chanVector 为采集通道的列表，Fs 为采样频率，采用从外部程序存储器 0FF80H 执行程序加载，从片内ROM的 OFF8H起执行程序导装载模式能充电桩的嵌入式控制系统的目标板与宿主机使用 232口网线USB 线连接，基于STM32 的智能充电的式控制系统开发环境硬件连接。

选用了 Linux系统作为嵌人式操作系统在Windows系统中安装 Cygwin 系统，将编译好的文件传输到Windows 系统中，智能充电的人式控制应用程序“模拟”了一个标准 PC环境在 Linux中使用的各种编译器编译出的二进制代码实现 GCC 编译。能充电的人式控制系统系统的 AD采集模块由两个部分构成，是信号调理部分，二是采集芯片部分。AD 集模块的数据存储器包括 2个 32 KB 的 SRAM 的 Bank，AD 采集芯片负责采集智能充电桩嵌入式控制信息的模拟信号转换为数字信号，并传给主控系统进行后级的数字处理。主控系统是整个智能充电桩嵌人式控制系统的核心，采用STM32的嵌人式设计方法进行设计，在用户控制面板中构建4路组联合 Cache，采用8个32 位定时器/计数器进行电动汽车的智能充电。根据上述建立的嵌入式 STM32开发环境，进行系统的模块化设计。

2智能充电桩嵌入式控制系统的设计与实现

2.1设计部分

根据上述总体设计模型分析，进行智能充电桩嵌人式控制系统的优化设计，基于嵌入式技术进行智能充电桩嵌入式控制系统的硬件模块化设计，系统的硬件电路设计主要包括了智能充电桩的传感器模块设计RTC模块电路设计(包括放大电路、调理电路、滤波电路等)、时钟电路设计STM32 主控系统模块设计、复位电路设计和显示模块设计等，对其分别描述如下：

1)智能充电桩嵌入式控制系统的传感器模块主要是进行电动汽车充电信息和数据的采样检测，通过低电压复位以及看门狗复位构建信号传感器，检测智能充电桩嵌入式控制信息，采用并行外设接口(PPI构建智能充电桩嵌人式控制系统的传感器模块，它是半双工形式，支持8个立体声PS通道的AD数据采样智能充电入式控制系统的传感器模块的接口方式为串行，与嵌人式STM32宿机连接采用双路16位电流输出型D/A转换，最大可进行16位数据的输人输出，结合 AD/DA 转换器实现电动汽车智能充电控制信息的实时采集，根据上述分析，得到智能充电桩嵌式控制系统的传感器模块的接口电路。

2)RTC模块电路设计是实现智能充电桩嵌入式控制信息的放大、滤波和检测等调理功能，采用S3C2440AARM9芯片构建智能充电桩嵌人式控制系统的信号调理LCD控制器，由于STM32 控制时序比较复杂，同时晶振内部产生的振荡信号会影响采样精度和控制精度，为了确保嵌入式控制系统的电路稳定可靠工作，采用完整的 RGB数据信号输出模型进行信号的放大、滤波和检测，实现控制时钟的中断，根据上述分析，得到本文设计的 RTC模块电路。

3)时钟电路设计是处理数字信息的基础，也是智能充电桩嵌入式控制系统的关键模块，使用有源晶振进行时钟电路设计，得到设计结果。

4)STM32主控模块是整个智能充电桩嵌入式控制系统的核心，采用嵌人式设计技术，给出智能充电桩嵌人式控制系统的主控模块的技术参数。

根据上述设计指标，采用 S3C2440A ARM9 处理器，经24倍频后形成20 MHz的内核频率，使用的交叉编译器把控制加载统一为armlinux-gec，控制和运算核心通过STM32实现智能充电桩嵌人式控制系统的主控模块设计，结合嵌入式设计技术，采用S3C2440，运行于400MHz。NOR FLASH为2M时序控制逻辑S接收智能充电桩嵌人式控制的数据检测和输出特征显示，并经过转换成后及控制逻辑脉冲。

2.2软件开发实现

在上述进行了硬件设计的基础上，进行基于 STM32的智能充电桩嵌入式控制系统的软件开发。本系统软件的开发平台是 ARM CortexTM-MO支持ADI公司 Blackfin 系列SHARC系列以及 TigerSharc 系列的人式微处理控制芯片,采用嵌入式系统开发技术对智能充电桩嵌入式控制系统的硬件电路及模块进行参量的初始化，在软件设计中，进行系统初始化，通过对话框和选单的形式进行同步串口 0初始化，输出窗口会显示编译链接过程，利用 C/C++编写的程序，在 CAN 同步串口中实现标号或地址上断点的设置，在嵌入式系统中设计智能充电桩嵌入式控制系统的 Linux 内核、系统序shell 以及应用序。

通过堆栈或存储器的位置进程管理(process management)实现系统启动和远程控制。使用了 VisualDSP+十的Siulator和 Emulator 确定变量和数组需要的存储空间，结合STM32嵌人式处理器进行编译器或者汇编器的程序编译，使用GPIO模拟SPI能充电式控制信息的检测仪SCLK 给出时钟信号，测试设计的程序代码通过从DOUTA串行接口配置 PPI的操作模式信号极性以及数据宽度，配置 GPIO管脚序为DMAx_X_COUNT gpio_setpin ( process management_GPF(0)，1)；

DMA0_X_MODIFY delay(5);DMA0_Y_MODIFY_setpin(S3C2410_GPF(0)，0)；通过管驱动程序配置设定SPORTO_TCLKDIV 为4即串口发送时钟为12MHz，在人式系统下触发AD7656的 CONVST模块实现智能充电桩入式控制。

出处 电子测量技术

原标题 基于STM32的智能充电桩嵌入式控制系统设计

作者 张晓军 谢辉迪 许剑锐 许招阳

参考资料

https://www.hooketech.com/intelligent-charging-station-system.html