摘要：随着越来越多的新能源汽车逐渐走进人们的生活，充电相关的难题也随之而来，因此一个稳定而高效的充电桩对人们的生活能够起到非常关键的作用。基于此，本文首先简要阐述基于STM32智能充电桩嵌入式控制系统的设计理念以及开发环境的建立，其次，通过对硬件部分、软件部分等方面的实现进行简要分析，并提出自己一点看法。
关键词：智能充电桩；STM32；嵌入式控制系统
引言：STM32是具备低耗、功能强等优点的处理器内核，将STM32引入智能充电桩嵌入式控制系统中，能够有效提升系统的稳定性以及控制能力。随着环保能源理念的推广普及，电动汽车应运而生。电动汽车具有排放量低、成本低、噪音小等优点，但是其续航能力以及充电问题是目前电动汽车的发展难点问题，因此，对电动汽车智能充电桩的研究，已经具备非常重要的意义。
1基于STM32智能充电桩嵌入式控制系统的设计
1.1嵌入式控制系统的整体设计理念
想要设计一个基于STM32的嵌入式控制系统，首先需要对系统的整体结构以及功能进行分析，并且通过S3C2440本身具备的AD系统功能对智能嵌入式控制系统进行同步采样。智能充电桩控制系统设计主要分为硬件以及软件两个部分的设计。在软件设计中，主控模块是控制系统的核心模块；信号检测模块主要功能为充电信号的接入、电源的设计以及嵌入式智能控制电路三部分组成；在硬件设计中，主要依靠AD控制电路、同步时钟、ARM主控的电路板以及充电信号调整等，以此便能够构成嵌入式控制系统的整体设计构架。在进行设计过程中还需要注意参数范围的设定。智能充电桩嵌入式控制系统电压输入范围参数为：±220V、±360V；具备16位的定点STM32内核，因此稳定采样速率为600kHz，最高可达250kHz；可配置4路组合Cache，从而保障系统具备低功耗的特点；通过提供片外同步的存储器，保证系统稳压状态下功耗小于140mW。此外，需要设计CAN2.0B的接口、32位的定时器，以保证系统能够与外界有效连接[1]。
1.2嵌入式控制系统STM32开发环境建立
由于嵌入式系统的开发需要在交叉编译环境中，这种环境的特点便是，开发嵌入式系统的环境在服务器或者其他计算机中，而开发的程序却运行在嵌入式系统中，因此，为了保证嵌入式系统能够有效开发，需要建立STM32为基础的开发环境。首先，需要对嵌入式控制系统模块方面进行设计，系统设计在主控制器方面，主要选用ST低功耗的ARM CortexTM-M0的控制器；在设计平台方面，选用Linux2.6.32内核，并结合8位、16位的微控制器从而达到控制系统开发的目的，该平台具有复杂流程简单化的优点。通过上述技术来建立以STM32为核心的开发环境，来实现嵌入式控制系统的设计[2]。
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2基于STM32智能充电桩嵌入式控制系统的开发实现
2.1硬件部分的开发实现
硬件部分的开发主要包括智能传感模块、主控模块、时钟电路、RTC模块电路：1）智能传感模块。智能传感模块作用是对电动汽车的充电信息进行采集以及检测，并且通过低电压复位、看门狗复位等信息进行传感器信息构建，在进行开发实现的过程中需要依靠外设（PPI）接口技术与嵌入式控制系统进行连接，从而实现智能传感模块的作用；2）主控模块。主控模块是嵌入式控制系统的核心模块，其主要作用是控制以及运算，在进行开发实现过程中，可以采用三星S3C2440A ARM9处理器进行，该处理器经过24倍频后能够形成20MHz的内核频率，在采用交叉编译环境时，能够通过该内核有效实现控制与加载结合为一体，从而实现嵌入式系统控制的作用；3）时钟电路。时钟电路是智能充电桩嵌入式控制系统中数字信息处理的基础模块，在控制系统中能够起到保证控制系统能够按照时间顺序工作的作用，时钟电路需要晶体振荡器、晶振控制芯片以及外接电容组成；4）RTC模块。RTC模块的作用是将控制系统内部信息放大、过滤以及检测等功能，在实现嵌入式控制系统开发过程中，可以采用S32440A ARM9内核的LCD控制器进行有效调理，由于时钟电路会产生一定的震荡信号，能够对RTC模块信号处理产生一定不良影响，因此还可以采取RGB数字信号模型输出的方式进行。
2.2软件部分的开发实现
由于智能充电桩嵌入式控制系统的开发平台采用的是ARM CortexTM-M0控制器，该平台具有兼容性强等优点，因此，为智能充电桩嵌入式控制系统的开发实现提供了良好的基础。该平台能够有效支持ADI企业的TigerSharc、Sharc以及Blackfin等系列的嵌入式系统控制芯片，也因此，能够通过ADI企业提供的嵌入式技术，实现智能充电桩嵌入式控制系统的设计。在进行软件开发过程中，首先，将系统进行初始化，并且通过对话框里以及选单进行同步串口，这时，输出窗口会进行编译的链接，设计人员可以通过计算机编程语言进行程序编写，并且通过对CAN总线进行编辑，将CAN同步的串口实施断点设置，来进行嵌入式控制系统的编写，并且将内核驱动、shell及其的应用程序、系统程序等以堆栈等形式加入系统进程的管理，并立即启动程序，从而实现软件在嵌入式系统控制中的开发。软件的开发与实现，需要依靠ADI企业的技术支持，并结合计算机技术才能够得以实现。
总结：综上所述，智能充电桩嵌入式控制系统设计，是基于STM32并通过加强控制系统的设计，从而达到优化智能充电桩充电控制能力的目的。根据本文分析可知，设计与开发主要包括硬件与软件两个方面，经过设计的控制系统，在系统嵌入式控制中，对信息的解调以及调制能力比较高，而且具有良好的稳定性。
参考文献：
[1]张晓军，谢辉迪，许剑锐，许招阳.基于STM32的智能充电桩嵌入式控制系统设计[J].电子测量技术，2017，40（02）：144-148.
[2]黄生旺.基于嵌入式技术的电动汽车交流充电桩研究与设计[D].昆明理工大学，2016.
论文作者:袁安超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：控制系统论文; 嵌入式论文; 智能论文; 三星论文; 模块论文; 系统论文; 内核论文; 《基层建设》2018年第23期论文;