【正文】 ............................................................60 ? 緒論 ? 研究背景 蓄電池是 1859年由普蘭特（ Plante）發(fā)明的，至今已有一百多年的歷史。 Kiel uVision。 STMF103。 關鍵詞： ARM； STMF103； CAN總線； Kiel uVision； Visual Basic； PWM 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 consumption, low cost, highperformance features, and there are numerous piler development platform support, which will have an excellent software Kiel uVision4. CAN bus technology has been widely used in industrial automation, automotive, shipbuilding and other fields, is able to effectively support the distributed control and realtime control of the serial munications work, enabling the devices to stabilize and accurate data transmission for data munications to provide strong support. Battery as a stable chemical power, and its industrial sector and people39。 本課題正是基于 CAN總線技術，采用 STM32F103VET6作為系統(tǒng)主控制器，設計硬件電路，使用 Kiel uVision4軟件作為 STM32微控制器的開發(fā)編譯平臺，并通過 Visual Basic進行上位機軟件的編寫。 蓄電池作為一種穩(wěn)定的化學電源，其在工業(yè)領域及人們的日常生活中發(fā)揮著不可替代的作用?；?ARM CortexM3內核的 STMF103系列微處理器具有功耗少、成本低、性能高的特點，而且有眾多的開發(fā)編譯平臺支持，其中便有一款優(yōu)秀的軟件 ——Kiel uVision4。 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 基于 CAN總線的蓄電池化成監(jiān)控系統(tǒng)設計 院（系）名稱：自動化學院 專業(yè)名稱：電氣工程及其自動化 哈爾濱工程大學 2020年 6 月 基于 CAN總線的蓄電池化成監(jiān)控系統(tǒng)設計 基于 CAN總線的蓄電池化成監(jiān)控系統(tǒng)設計 The Design of Monitoring System battery Based on CAN Bus 學 生姓 名 ： 郭衍龍 所 在學 院 ： 自動化學院 所 在專 業(yè) ： 電氣工程及其自動化 指 導教 師 ： 游江 摘 要 ARM微處理器 遍及工業(yè)控制、電子產品、網絡通信等各個領域， ARM技術正逐步進入并改變著我們的生活。在 32位微處理器領域里， ARM CortexM3處理器性能尤為突出。 CAN總線技術被廣泛地應用在工業(yè)自動化、汽車、船舶等領域，是能有效的支持 分布式控制和實時控制的串行通信網絡，可實現各設備間穩(wěn)定并準確的數據傳輸，為數據通信提供了強有力的支持。蓄電池的化成作為蓄電池制作過程中的關鍵一環(huán)，直接影響著蓄電池質量的好壞。主要通過編譯程序輸出不同占空比的 PWM波，以實現對蓄電池化成過程的充放電控制。s daily life and play an irreplaceable role. Battery into the battery production process as a ke y ring, a direct impact on the quality of the battery is good or bad. This topic is based on CAN bus technology, STM32F103VET6 as the system master controller, hardware circuit design, the use of Kiel uVision4 Software as STM32 microcontroller piler development platform, and through Visual Basic for PC software is written. Mainly through the piler output with PWM wave, in order to achieve the process of charging and discharging of the battery into the control. Keywords: ARM。 CAN bus。 Visual Basic。蓄電池自發(fā)明后，經過上百年的發(fā)展，加之其低廉的價格、易于采集的原材料、充分的使用可靠性等原因，其在化學電源中一直占有很大的優(yōu)勢及廣泛的應用群體。蓄電池可作為應急電源及后備電源，在當今的技術條件下，還沒有哪一種電源能夠取代其在工業(yè)及日常生活中的地位。 在制造過程中，蓄電池極板的化成工藝是蓄電池生產制造過程中的重要一環(huán)。 ? 研究現狀和意義 對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，雖然目前技術發(fā)展的已經非常成熟，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行復雜的控制，要實現復雜的控制很難。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行電路設計已成為主流趨勢。 本課題采用 STM32F103VE芯片作為主控制器，采用 CAN總線進行與監(jiān)控計算機的數據通信，使用 Kiel μVision4軟件編程實現對 STM32F103VE主控制器的控制，使用 Visual Basic軟件編寫上機控制軟件實現對 CAN總線的控制。 STM32系列微控制器基于 ARM內核，所以很多基于 ARM嵌入式的開發(fā)環(huán)境都可以用于 STM32開發(fā)平臺，開發(fā)工具都可用于 STM32開發(fā)。隨著新一代 CortexM3處理器的誕生，絕大多數的開發(fā)平臺都快速驚醒更新來支持 Thumb2指令集。 Keil提供包括了 C編譯器、宏匯編、鏈接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ μVision）將這些 功能組合在一起。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個窗口，提供一個整潔，高效的環(huán)境來開發(fā)應用程序。 課題研究的蓄電池化成監(jiān)控系統(tǒng)。軟件部分，設計使用 Visual Basic軟件，編寫 CAN上位機監(jiān)控應用程序，對 CAN適配器的啟動、復位、數據收送等進行控制；通過 Keil μVision4開發(fā)平臺，編譯 ARM主控器控制程序，完成對 ARM的控制，可根據實際要求輸出不同占空比的 PWM波，實現對蓄電池化成過程充放電電源的控制。 第二章為系統(tǒng)的總體設計簡介，包括蓄電池化成相關知識的介紹， CAN總線技術的簡要說明，硬件電路用到的一些主要器件也給出了它們的主要參數及工作原理等。 第三章為系統(tǒng)硬件電路部分，包含硬件實現框圖、存儲器、主控制器、電源電路、通訊電路、電流采集、電壓采集、過流保護等模塊的說明。 第四章為系統(tǒng)軟件設計部分，主要包括 ARM主控制器控制程序與上位機軟件的設計這兩部分。 最后是本 文的結論部分，給本文的工作做了總結?；梢郧暗臉O板其鉛膏物質的主體部分相同，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相組成，原則上不存在正、負極板之分。雖然在極板結構、工藝添加劑方面形成了正、負極板之分，但此時卻不具備鉛酸蓄電池放電的正、負極板條件?；?是蓄電池制造很關鍵的一道工序，其轉化過程的好壞都將直接影響到蓄電池的性能。 CAN是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行網絡通信網絡。采用 CAN總線進行通信，可以有效的降低誤碼率，提高通信的準確性以及抗干擾能力。 CAN驅動器 TJA1040 TJA1040是控制器局域網 CAN 協(xié)議控制器和物理總線之間的 接口 ， 它主要應用在客車的高速應用上；速度可達 1Mbaud，為總線提供差動的發(fā)送功能，為 CAN控制器提供差動的接收功能。其中，協(xié)議控制器通過一條串行數據輸出線 TxD和一條串行數據輸入線 RxD 連接到收發(fā)器。它的引腳 ―S‖用于模式控制參考輸出電壓 Vref提供一個 Vcc/2的額定輸出電壓，這個電壓是作為帶有模擬 Rx 輸入的 CAN 控制器的參考電平。收發(fā)器使用 5V 的額定電源電壓。收發(fā)器的內部上拉功能將 TxD 引腳置為邏輯高電平，即總線輸出驅動器在開路時是無源的。另外如果 TxD 是邏輯低電平，將激活總線的輸出級，并在總線上產生 一個顯性信號電平見圖 23 。圖 22 用 TJA1040 方框圖作為一個例子。如果一個或多個總線節(jié)點發(fā)送一個顯性位，總線就會覆蓋隱性狀態(tài)而進入顯性狀態(tài)線與特性?？偩€協(xié)議控制器將接收到的串行數據流譯碼。這個功能可以用于支持 CAN 的非破壞 性逐位仲裁策略。兩側工作電壓為 ~，支持低電壓工作并能實現電平轉換。與其他光電隔離的解決方案不同的是， ADUM120x還具有直流校正功能，有一個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，這對于上電狀態(tài)和具有低數據速率的輸入波形或恒定的直流輸入情況下是很重要的。 圖 ADUM1201管腳分布圖 表 ADUM1201管腳分配 引腳 名稱 描述 1 VDD1 端供電電源（ ） 2 VOA 邏輯輸出 A 3 VIB 邏輯輸入 B 4 GND1 端電源地 5 GND2 端電源地 6 VOB 邏輯輸出 B 7 VIA 邏輯輸入 A 8 VDD2 端供電電源（ ） 表 ADUM1201真值表 VIA輸入 VIB輸入 VDD1狀態(tài) VDD2狀態(tài) VOA輸出 VOB輸出 高電平 高電平 有效 有效 高電平 高電平 低電平 低電平 有效 有效 低電平 低電平 高電平 低電平 有效 有效 高電平 低電平 低電平 高電平 有效 有效 低電平 高電平 — — 無效 有效 不確定 高電平 — — 有效 無效 高電平 不確定 HCNR200 HCNR200高線性模擬光電耦合器內含一個高性能 AlGaAs LED和兩個高度匹配的光二極管。 HCNR200可以用于隔離模擬信號 ,具有良好的穩(wěn)定性、線性度、頻帶寬和低成本等特性。很好的解決了許多模擬隔離問題。15%；增益溫度系數為 65ppm /℃；帶寬 1兆赫； 封裝形式分為 8引腳 DIP和貼片兩種； HCNR200允許靈活的電路設計。具有以下特性： 工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源： 2～ 36V，雙電源： 177。18V；消耗電流小， Icc=；輸入失調電壓小， VIO=177。性能包括超低的 1nA低偏置電流和 10181。單、雙、和四版本擁有完全相同的規(guī)格設計最大的靈活性。操作溫度范圍從 40176。C。 TLP521 TLP521是可控制的光電耦合器件，在電路之間的信號傳輸中，使之前端與負載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設計。 本課題硬件電路所用到的為 TLP5211型號，如下圖： 圖 TLP5211引腳及內部結構 （ 1腳：正極 2腳：負極 3腳：發(fā)射極 4腳：集電極） STM32F103VET6微控制器 本控制系統(tǒng)以 ARM控制器 STM32F103VET6作為 CPU，它是 ST公司針對低價格敏感控制領域推出的高性能控制器，基于高性能的 ARMCortexM3 32位的 RISC內核，時鐘頻率可達 7