【正文】 SDA5SCL6WP7U34FM24CL64I2C1_SCLI2C1_SDAI2C1_SCLI2C1_SDAVDDVDDGNDGNDVDD150pFC129GNDR119VDD150pFC92GNDR103VDDI2C1_SCLI2C1_SDA哈爾濱工程大學(xué)本科 生 畢業(yè)論文 16 表 STM32F103VET6 部分 管腳資源分配 序號(hào) 管腳編號(hào) 端口 網(wǎng)絡(luò) 分配說明 1 23~22 30 PA0~PA5 I U I UI U I U3 配置為 AD 采樣通道，分別采樣 3路蓄電池電壓和電流 2 17 PC2 UIN 配置為 AD 采樣通道，采樣直流母線電壓 3 31 PA6 I1_BRK 過電流保護(hù)（中斷）信號(hào) 32 PA7 I2_BRK 34 PC5 I3_BRK 4 67 PA8 PWM3 控制 3 路蓄電池充放電的 PWM 輸出信號(hào) 68 PA9 PWM2 69 PA10 PWM1 5 70 PA11 CAN_RX_1 CAN 總線收發(fā)信號(hào) 71 PA12 CAN_TX_1 6 51 PB12 PWMEN 總控制 3 路 PWM 信號(hào)的輸出允許 7 52 PB13 SLOCK1 分別用于控制 3 路 PWM信號(hào)的輸出允許 53 PB14 SLOCK2 54 PB15 SLOCK3 8 20 VREF SGND AD 轉(zhuǎn)換參考電源 21 VREF+ VREF+ 22 VDDA VREF+ 19 VSSA SGND 9 56 PD9 SLC_UP1 用于 3 個(gè)橋臂上下管的邏輯互鎖 57 PD10 SLC_UP2 58 PD11 SLC_UP3 10 40 PE9 Clear_Erorr1 過流故障清除引腳（復(fù)位 74HC74） 41 PE10 Clear_Erorr2 42 PE11 Clear_Erorr3 注 ： 對(duì)應(yīng) 原理圖上，被采用的管腳已被標(biāo)識(shí)出，未被采用部分未被標(biāo)識(shí)。 如圖 ， 5V電壓經(jīng) REF2933 電壓轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換后輸出 VREF_OUT。 JTAG 電路 85234671 UR1OP07AJ/883REF_IPR951 321kW1C21+15SGNDC16SGND1510kR21SGND1kR201kR17SGNDVREF_OUTVREF+VREF_OUT85234671UR3OP07AJ/883R971kW2C76+15SGNDC72SGND15R2922111kR221kR98SGND哈爾濱工程大學(xué)本科 生 畢業(yè)論文 20 JTAG 電路由 2 10 的 JTAG 端子、上拉電阻 (R12 R13 R13 R133)和下拉電阻（ R12 R130）組成。 圖 前級(jí)采樣 電路 如圖 ， DC_I1_P 經(jīng)過過流保護(hù)模塊中的 U2A(OPA2277)和 U2B(OPA2277)取絕對(duì)值后，得到電流采樣的絕對(duì)值信號(hào) I1_Protect。 15+15SGNDI1_ProtectSGNDSGND10k/1%R684231U2AOPA2277657U2BOPA2277A1K2D17Diode 1N4148221110k/1%R10221110k/1%R79DC_I1_P10k/1%R7A1K2D15Diode 1N4148C7C6310k/1%R78TP1I1A1K2D3Diode 1N4148D4Diode 1N4148VDDSGND1%: 300R1212nFC6012nFC67SGND+15151122C68104/0805C6104/0805SGNDSGND1%: 2kR51%: 2kR41%: 300R11I112nFC4I1_Protect85234671U3OPA277第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 23 圖 比較電路 74HC74 為 D 觸發(fā)器，如圖 所示，下面說明一下其工作原理： PR 和 CLR 分別為預(yù)置端與清零端，低電平有效。 圖 分壓 采樣 濾波電路 PWM 輸出電路 第一路從 ARM 中輸出的 PWM 信號(hào) PWM1 經(jīng)過 PWM 輸出電路輸出到主電路的驅(qū)動(dòng)電路前級(jí)的過程如圖 所示，控制一個(gè)橋臂的上下兩個(gè) IGBT。將 U1 輸入到 ARM 的 AD 上，由 ARM 進(jìn)行采樣和處理。 如果經(jīng)過 R11 后 的信號(hào) 壓 值大于 4V， 即 D3 兩端電壓差超過 ，則 D3 導(dǎo)通，這樣便起到了濾波效果，保護(hù)了 ARM 主控制器。 由于采用隔離方式，ADUM1201 和 TJA1040 隔離輸出側(cè)的直流 +5V電源（ +5V_B， BGND）需外部提供。電路原理如下： GNDIN3OUT21GNDPOW4E1247uF/16VC70E147uF/16VC79VCC VDD3IN1OUT2GNDUR2REF2933SGNDC1710uFE11C18VREF_OUT5R19+5V_A第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 19 由 ??+ = ???可得到 ????????_??????(??20 +??17) ???17 =??????????(??21 +??95+ ??1) ???21 即 （ 1+1） ?1 =??????_????(10+ +1) ?10 即可得到 REF_IP。 15V作為基準(zhǔn)電源、過流保護(hù)、電壓檢測(cè)、電流檢測(cè)等模塊的模擬電源 （ 3） JS158 產(chǎn)生的 5V VCC 經(jīng)過 變換后作為數(shù)字電源 VDD （ 4） JS158 產(chǎn)生的 24V直接給急停按鈕和繼電器用， 24V經(jīng)過 7812 轉(zhuǎn)化成 177。 本章小結(jié) 本章主要給出了本課題總體的設(shè)計(jì)方案，對(duì)蓄電池化成技術(shù)、 CAN 總線技術(shù) 做了簡(jiǎn)要介紹 ， 并對(duì) 硬件電路 使 用到的主要器件 做了介紹，列出了器件主要參數(shù)、使用環(huán)境及其功能等，最后還分別給出了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案與軟件設(shè)計(jì)方案。 ADC接口上額外的邏輯功能包括： 同時(shí)采樣和保持 ； 交叉采樣和保持 ； 單次采樣 ； ADC可以使用 DMA操作。 USB專用的 48MHz時(shí)鐘由內(nèi)部主 PLL直接產(chǎn)生。 通用同步 /異步收發(fā)器 (USART) 內(nèi)置了 3個(gè)通用同步 /異步收發(fā)器 (USART USART2和 USART3)，和 2個(gè)通用異步收發(fā)器 (USART4和 USART5)。 任一標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器都能用于產(chǎn)生 PWM輸出。 RTC具有一個(gè) 32位的可編程計(jì)數(shù)器，使用比較寄存器可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量。 VBAT = ～ ：當(dāng)關(guān)閉 VDD時(shí)，（通過內(nèi)部電源切換器）為 RTC、外部 32kHz振蕩器和后備寄存器供電。AHB和高速 APB的最高頻率是 72MHz，低速 APB的最高頻率為 36MHz。 本課題硬件電路所用到的為 TLP5211 型號(hào)，如下圖： 圖 TLP5211 引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu) （ 1 腳 ： 正極 2 腳：負(fù)極 3 腳 ： 發(fā)射極 4 腳：集電極 ） 哈爾濱工程大學(xué)本科 生 畢業(yè)論文 10 STM32F103VET6微控制器 本控制系統(tǒng)以 ARM控制器 STM32F103VET6作為 CPU， 它是 ST公司針對(duì)低價(jià)格敏感控制領(lǐng)域推出的高性能控制器， 基于 高性能的 ARMCortexM3 32位的 RISC內(nèi)核 ， 時(shí)鐘頻率可達(dá) 72MHz， ，片上資源豐富，集成了高速存儲(chǔ)器， 可多達(dá) 8個(gè)定時(shí)器， 16 個(gè) 12位 ADC采樣通道，具有 USART接口 、 CAN總線接口 、 I2C接口、 SPI接口 和RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘等 。單、雙、和四版本擁有完全相同的規(guī)格設(shè)計(jì)最大的靈活性。15%；增益溫度系數(shù)為 65ppm /℃ ；帶寬 1 兆赫； 封裝形式分為 8 引腳 DIP 和貼片兩種； HCNR200允許靈活的電路設(shè)計(jì)。與其他光電隔離的解決方案不同的是， ADUM120x還具有直流校正第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 7 功能，有一個(gè)刷新電路保證即使不存在輸入跳變的情況下輸出狀態(tài)也能與輸入狀態(tài)相匹配，這對(duì)于上電狀態(tài)和具有低數(shù)據(jù)速率的輸入波形或恒定的直流輸入情況下是很重要的。 如果一個(gè)或多個(gè)總線節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)顯性位 ， 總線就會(huì)覆蓋隱性狀態(tài)而進(jìn)入顯性狀態(tài)線與特性 。收發(fā)器使用 5V 的額定電源電壓 。 采用 CAN 總線進(jìn)行通信，可以有效的降低誤碼率，提高通信的準(zhǔn)確性以及抗干擾能力。 化成以前的極板其鉛膏物質(zhì)的主體部分相同，都是由氧化鉛、金屬鉛、硫酸鉛、三堿式硫酸鉛、四堿式硫酸鉛等物質(zhì)相組成，原則上不存在正、負(fù)極板之分。 第 1章 緒論 3 第二章為系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)介，包括蓄電池化成相關(guān)知識(shí)的介紹， CAN 總線技術(shù)的簡(jiǎn)要說明，硬件電路用到的一些主要器件也給出了它們的主要參數(shù)及工作原理等。 Keil 提供包括了 C 編譯器、宏匯編、鏈接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ μVision）將這些功能組合在一起。以目前的情況來看，采用 16 位、 32 位的 ARM、 DSP 等微控制器作為主控制核心進(jìn)行電路設(shè)計(jì)已成為主流趨勢(shì)。蓄電池自發(fā)明后， 經(jīng)過上百年的發(fā)展，加之 其低廉 的價(jià)格 、易于 采集的 原材料 、 充分的 使用 可靠性 等原因 ， 其 在化學(xué)電源中一直占有 很大的 優(yōu)勢(shì) 及廣泛的應(yīng)用群體 。主要通過編譯程序輸出不同占空比的 PWM 波，以實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池化成過程的充放電控制。 學(xué)號(hào) 2020043110 密級(jí) 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 基于 CAN 總線的蓄電池化成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院（系）名稱：自動(dòng)化學(xué)院 專業(yè)名稱：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名：郭衍龍 指導(dǎo)教師：游江 副教授 哈爾濱工程大學(xué) 2020 年 6 月 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 基于CAN總線的蓄電池化成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 郭衍龍 哈爾濱工程大學(xué) 學(xué)號(hào) 2020043110 密級(jí) 基于 CAN 總線的蓄電池化成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) The Design of Monitoring System battery Based on CAN Bus 學(xué)生姓 名 ： 郭衍龍 所在學(xué) 院 ： 自動(dòng)化學(xué)院 所在專 業(yè) ： 電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教 師 ： 游江 職 稱 ： 副教授 所在單 位 ： 哈爾濱工程大學(xué) 論文提交日期 ： 2020 年 6 月 論文答辯日期 ： 2020 年 6 月 學(xué)位授予單位 ： 哈爾濱工程大學(xué) 基于 CAN 總線的蓄電池化成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) I 摘 要 ARM 微處理器 遍及工業(yè)控制、電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)通信 等各個(gè)領(lǐng)域， ARM 技術(shù)正逐步進(jìn)入并改變著我們的生活。 關(guān)鍵詞 ： ARM； STMF103； CAN 總線； Kiel uVision； Visual Basic； PWM 基于 CAN 總線的蓄電池化成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) II Abstract ARM Microprocessor throughout industrial control, electronic products, work munications and other fields, ARM technology is gradually entering and changing our lives. In the field of 32bit microprocessor, ARM CortexM3 processor performance is particularly prominent. Based on ARM CortexM3 core STMF103 series microprocessor with low power consump