【正文】 式、單線(xiàn)半雙工通信模式和 LIN主 /從功能。 1 通用輸入輸出接口 (GPIO) 每個(gè) GPIO管腳都可以由軟件配置成輸出 (推拉或開(kāi)路 )、輸入 (帶或不帶上拉或下拉 )或其它的外設(shè)功能端口。 1 串行單線(xiàn) JTAG調(diào)試口 (SWJDP) 內(nèi)嵌 ARM的 SWJDP接口，這是一個(gè)結(jié)合了 JTAG和串行單線(xiàn)調(diào)試的接口，可以實(shí)現(xiàn)串行單線(xiàn)調(diào)試接口或 JTAG接口的連接。 第 3 章硬件電路設(shè)計(jì) 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 15 硬件實(shí)現(xiàn)框圖 S TM 3 2 F 1 0 3 V B T 6 主控制器 電源電路 存儲(chǔ)器 FM2 4C L64 x5 通訊模塊 P W M 輸出電路 電流采集模塊 過(guò)流保護(hù) 電壓采集模塊 圖 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)框圖 圖 是系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)主要模塊框圖，本章下面幾節(jié)將具體介紹一下各模塊組成、功能及作用。 12V為線(xiàn)性光耦原邊供電 模塊 GNDIN3OUT21GNDPOW4E1247uF/16VC70E147uF/16VC79VCC VDD 圖 電壓變換電路 JS158 模塊產(chǎn)生的 5VVCC 經(jīng)由 變換后得到 作為數(shù)字電源，為ARM 等器件提供電源。 85234671 UR1OP07AJ/883REF_IPR951 321kW1C21+15SGNDC16SGND1510kR21SGND1kR201kR17SGNDVREF_OUT 圖 UR1(OP07) 如圖 ，經(jīng)由 JS158 產(chǎn)生的177。 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 21 C138221160R135221160R134BGND+5V_BBGNDC135+5V_BBGNDTXD1GND2VCC3RXD4SPLIT5CANL6CANH7STB8U27TJA1040CANLCANHBGNDCAN_TXCAN_RXCANVDD11VOA2VIB3GND14GND25VOB6VIA7VDD28U26ADUM1201+5V_BBGNDVDDGNDCAN_TXCAN_RXCAN_TX_1CAN_RX_1C134+5V_BBGNDC133VDDGND 圖 CAN 通訊接口電路 電流信號(hào)采集模塊 如下圖 ，精密電阻 R1 和 U1A(OPA2277)組成第一路電感電流信號(hào)的前級(jí)采樣，得到的前級(jí)采樣信號(hào) DC_I1_P。 TP1I1A1K2D3Diode 1N4148D4Diode 1N4148VDDSGND1%: 300R1212nFC6012nFC67SGND+15151122C68104/0805C6104/0805SGNDSGND1%: 2kR51%: 2kR41%: 300R11I112nFC4I1_Protect85234671U3OPA277 圖 濾波電路 電流采樣電路共分為 3 路，其它兩路的原理與此類(lèi)似，詳見(jiàn)原理圖。此為第一路蓄電池電壓信號(hào)采集原理，第二路和第三路與此類(lèi)似，詳見(jiàn)原理圖。將 UIN 輸 入到 ARM 的 AD 上，由 ARM 進(jìn)行采樣和處理。如果 I1_Protect 電壓值高于 REF_IP 電壓值，則比較器 LM339 輸出高電平；反之輸出低電平。這就需要一個(gè)如圖 的電路模塊對(duì)其取絕對(duì)值。 VREF+VREF_OUT85234671UR3OP07AJ/883R971kW2C76+15SGNDC72SGND15R2922111kR221kR98SGND 圖 UR3(OP07) 通訊模塊 哈爾濱工程大學(xué)本科 生 畢業(yè)論文 20 通訊模塊包含 JTAG 電路、 RS485 通訊接口電路和 CAN 通訊接口電路。輸出的VREF+為 ARM 的 AD采樣提供 基準(zhǔn)電壓， REF_IP 為過(guò)流保護(hù)提供 比較電壓（目前對(duì)應(yīng)保護(hù)電流 12A）。 A01A12A23VSS4VDD8SDA5SCL6WP7U35FM24CL64A01A12A23VSS4VDD8SDA5SCL6WP7U34FM24CL64I2C1_SCLI2C1_SDAI2C1_SCLI2C1_SDAVDDVDDGNDGNDVDD150pFC129GNDR119VDD150pFC92GNDR103VDDI2C1_SCLI2C1_SDA 圖 存儲(chǔ)器（兩片 FM24CL64） 主控制器 本控制系統(tǒng)以 ARM 控制器 STM32F103VET6 作為 CPU，在該系統(tǒng)中STM32F103VET6 的部分管腳資源分配及說(shuō)明如表 所示。 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)方案 本課題設(shè)計(jì)的硬件部分采用 STM32F103VET6 芯片作為主控制器。所有的 GPIO管腳都有大電流通過(guò)能力。 USART USART2和 USART3接口具有硬件的 CTS和 RTS信號(hào)管理、與兼容 ISO7816的智能卡模式和類(lèi) SPI通信模式，除了 USART5所有其他接口都可以使用 DMA操作。 高級(jí)控制定時(shí)器 (TIM1和 TIM8) 高級(jí)控制定時(shí)器 (TIM1和 TIM8)可以被看成是分配到 6個(gè)通道的三相 PWM發(fā)生器，還可以被當(dāng)成完整的通用定時(shí)器。它具有下述特性： 24位的遞減計(jì)數(shù)器；重加載功能；當(dāng)計(jì)數(shù)器為 0時(shí)能產(chǎn)生一個(gè)可屏蔽中斷‘可編程時(shí)鐘源。該寄存器不會(huì)被系統(tǒng)或電源復(fù)位源復(fù)位；當(dāng)從待機(jī)模式喚醒時(shí)，也不會(huì)被復(fù)位。 當(dāng)需要 ADC采樣時(shí)間為 1μs時(shí)， APB2必須設(shè)置在 14MHz、 28MHz或 56MHz。C的溫度范圍，供電電壓 。C 至 +85176。1 ～177。輸入光二極管可以用來(lái)監(jiān)測(cè)并穩(wěn)定 LED 的光度輸出，因此 LED 的非線(xiàn)性和漂移特性幾乎被消除，輸出光二極管會(huì)產(chǎn)生線(xiàn)性對(duì)應(yīng) LED 光輸出的光電流，光二極管間的緊密匹配和先進(jìn)的封裝設(shè)計(jì)可以確保光電耦合器的高線(xiàn)性度和穩(wěn)定增益。接收器比較器總是激活的，即當(dāng)總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)報(bào)文時(shí)，它同時(shí)監(jiān)控總線(xiàn)。在隱性狀態(tài)中見(jiàn)圖 ， CANH 和 CANL 輸入通過(guò)典型內(nèi)部阻抗為 25k 的接收器連接入網(wǎng)絡(luò)偏置到Vcc/2 的電平電壓。 CAN 高速收發(fā)器的一般應(yīng)用如圖 所示。而通過(guò)化成這一過(guò)程，使得準(zhǔn)備形成正極板的極板鉛膏物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為以二氧化鉛為主體的物相結(jié)構(gòu)而形成正極板，同時(shí)使得準(zhǔn)備形成負(fù)極板的極板鉛膏轉(zhuǎn)化成以海綿狀鉛為主體的物相結(jié)構(gòu)而形成負(fù)極板。簡(jiǎn)要的解釋了硬件電路主要模塊的原理及功能。 而對(duì)于上機(jī)軟件的編寫(xiě)，開(kāi)發(fā)工具更是數(shù)不勝數(shù)，諸如 Microsoft SQL Server、Microsoft Visual C++、 Visual Basic 等，對(duì)于未有編程基礎(chǔ)或者編程基礎(chǔ)較差的初學(xué)者來(lái)說(shuō)， Visual Basic 相對(duì)于 Microsoft SQL Server 與 Microsoft Visual C++來(lái)說(shuō)，更容易上手，更利于初學(xué)者編寫(xiě)一簡(jiǎn)單的上機(jī)軟件，考慮時(shí)間及自身能力等因素，本課題選擇使用Visual Basic，但缺點(diǎn)是程序運(yùn)行效率較低。 本課題具有一定的實(shí)用價(jià)值和工程參考意義。蓄電池制造流程一般包括： 鉛粉制造、板柵鑄造、極板制造、極板化成、裝配電池。 STMF103?；?ARM CortexM3 內(nèi)核的 STMF103 系列微處理器具有功耗少、成本低、性能高的特點(diǎn)，而且有眾多的開(kāi)發(fā)編譯平臺(tái)支持，其中便有一款優(yōu)秀的軟件 ——Kiel uVision4。蓄電池的化成作為蓄電池制作過(guò)程中的關(guān)鍵一環(huán)，直接影響著蓄電池質(zhì)量的好壞。 Visual Basic。 研究現(xiàn)狀和意義 對(duì)于蓄電池化成控制系統(tǒng)電路，傳統(tǒng)上都是模擬控制電路，雖然目前技術(shù)發(fā)展的已經(jīng)非常成熟，但其依然存在許多不足：如需要大量分立元件、電路板，器件繁多，造成制造成本高；繁多的器件也使系統(tǒng)功耗大，不能大規(guī)模集成，并且易受到環(huán)境干擾造成系統(tǒng)不穩(wěn)定；此外，由于是模擬控制電路，可用的控制芯片不能進(jìn)行復(fù)雜的控制，要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制很難。隨著新一代 CortexM3 處理器的誕生，絕大多數(shù)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)都快速驚醒更新來(lái)支持 Thumb2 指令集。軟件部分，設(shè)計(jì)使用 Visual Basic 軟件，編寫(xiě) CAN 上位機(jī)監(jiān)控應(yīng)用程序，對(duì) CAN 適配器的啟動(dòng)、復(fù)位、數(shù)據(jù)收送等進(jìn)行控制；通過(guò) Keil μVision4開(kāi)發(fā)平臺(tái)，編譯 ARM 主控器控制程序，完成對(duì) ARM 的控制，可根據(jù)實(shí)際要求輸出不同占空比的 PWM 波，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池化成過(guò)程充放電電源的控制。 最后是本文的結(jié)論部分，給本文的工作做了總結(jié)。 CAN 是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)。它的引腳“ S” 用于模第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 5 式控制參考輸出電壓 Vref提供一個(gè) Vcc/2 的額定輸出電壓，這個(gè)電壓是作為帶有模擬 Rx 輸入的 CAN 控制器的參考電平。圖 22 用 TJA1040 方框圖作為一個(gè)例子。兩側(cè)工作電壓為 ~，支持低電壓工作并能實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。很好的解決了許多模擬隔離問(wèn)題。性能包括超低的 1nA 低偏置電流和 10181。 TLP521 TLP521是可控制的光電耦合器件，在電路之間的信號(hào)傳輸中，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設(shè)計(jì)。同樣，在需要時(shí)可以采取對(duì) PLL時(shí)鐘完全的中斷管理 (如當(dāng)一個(gè)外接的振蕩器失效時(shí) )。使用 ADC時(shí)， VDD不得小于 。內(nèi)部低功耗RC振蕩器的典型頻率為 40kHz。它們還能通過(guò)定時(shí)器鏈接功能與高級(jí)控制定時(shí)器共同工作，提供同步或事件鏈接功能。 在調(diào)試模式下，計(jì)數(shù)器可以被凍結(jié)。具有 3個(gè)發(fā)送郵箱和 2個(gè)接收 FIFO， 3級(jí) 14個(gè)可調(diào)節(jié)的濾波器。 1 ADC(模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器 ) STM32F103xE增強(qiáng)型產(chǎn)品內(nèi)嵌 3個(gè) 12位的模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (ADC)，每個(gè) ADC共用多達(dá) 21個(gè)外部通道，可以實(shí)現(xiàn)單次或掃描轉(zhuǎn)換。通過(guò)改變 PWM 輸出占空比已完成對(duì)蓄電池化成充放電電源的控制。 JS158 模塊 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 17 額定 400V 直流電經(jīng)由 JS158（ POW1，輸入范圍 170V700V 直流電）模塊轉(zhuǎn)換后得到多路隔離輸出，詳見(jiàn)表 。 3IN1OUT2GNDUR2REF2933SGNDC1710uFE11C18VREF_OUT5R19+5V_A 圖 UR2(REF2933) 如圖 ，經(jīng)由 JS158 產(chǎn)生的177。 GNDVDD VDDJTDIJTMS/SWDIOJTCK/SWCLKJTDOGNDGNDVDDJTDIJTMS/SWDIOJTCK/SWCLKJTDORTCKRTCKC132VDD GNDRESETJNTRST10kR12710kR12610kR13310kR13210kR13110kR12810kR12910kR1301 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 20JTAG1Header 10X2JNTRST 圖 JTAG 電路 RS485 通訊接口電路 GND234VCC81 67GND5DRABU25MAX3485MJAGNDRS485ARS485BC130120R1242kR1202kR123GNDPC12VDDVDDVDDUART4_RXUART4_TXCANHCANL1234J2Header4 圖 RS485 通訊接口電路 RS485 通訊接口電路芯片采用 8 引腳、傳輸速率可達(dá) 10Mbps 的 MAX3485，半雙工模式，其數(shù)據(jù)的收發(fā)要通過(guò) PC12 信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制。于是達(dá)到了對(duì)信號(hào) DC_I1_P取絕對(duì)值的效果。 以上為第一路電感電流的過(guò)流保護(hù)電路，第二路與第三路的過(guò)流保護(hù)原理與此類(lèi)似，詳見(jiàn)原理