隨著綠色能源概念的深入，電動汽車的發展成為未來發展的重點方向。 電動汽車的優點是零排放或接近零排放、環境汙染低、使用成本低、維護簡單。 然而，從目前的使用現狀來看，制約電動汽車發展的難點在於充電問題，由於充電樁分布和設計的缺陷，影響了電動汽車的續航可靠性，因此，研究電動汽車充電樁的優化設計具有重要意義。 而電動汽車充電樁設計的核心在於控制系統的設計，通過電動汽車充電樁嵌入式控制系統的設計，提高充電樁的智慧型充電能力。
1.一、充電樁嵌入式控制系統整體設計說明
設計基於嵌入式技術的智慧型充電樁控制系統，首先需要描述智慧型充電樁系統的整體結構設計和功能指標，並利用S3C2440的AD系統設計智慧型充電樁控制系統的通道同步取樣。 智慧型充電樁嵌入式控制系統主要包括硬體設計和軟體設計兩部分，其中主控模組是控制系統的核心，充電充電能量控制的訊號檢測模組主要由充電訊號接入和電源設計三部分組成。 系統的硬體設計為AD電路系統、ARM主控電路板、同步時鐘設計、充電訊號調理電路等。 由此，得到了智慧型充電樁嵌入式控制系統模組的整體設計。
通過智慧型充電嵌入式控制系統的整體設計架構，對系統進行功能指標分析，充電控制系統電壓範圍為：+-220V+360V，採用16位定點STM32核心，可實現600kHz的連續執行，系統最大取樣率為250kHz， 可配置為低功耗的4路組組合快取系統，支援片外同步或非同步儲存器（包括PC133 SDRAM），系統在穩壓狀態下的功耗為140 mW（250 kHz，5 V電源）。此外，該系統還具有 can20B介面，帶8個32位定時計數器，支援PWM。 根據上述智慧型充電樁嵌入式控制系統的整體設計描述和指標分析，對系統進行模組化設計。 在這裡，進行系統的裝置選擇。
1.2. 器件選型與嵌入式STM32開發環境搭建
根據上述充電樁嵌入式控制系統的設計要求和指標分析，對系統進行模組化設計，系統設計採用ST超低功耗ARM CortextM-Mo微控制器作為控制系統的主控制器，系統的軟體設計以Linux2632核心為平台， 充電人控系統的軟體開發採用8位和16位微控制器進行，可以在經濟型使用者端產品上實現智慧型充電樁的先進複雜功能。嵌入式軟體系統的開發通常採用交叉編譯環境，即開發環境安裝在台式機或伺服器計算機系統上，開發的系統執行在其他架構的嵌入式計算機上。 假設ChanVector為採集通道列表，FS為取樣頻率，則在0ff80h從外部程式儲存器執行程式載入，從片上ROM的off8h執行程式引導載入模式，用232口網線連線充電樁嵌入式控制系統的目標板，用232口網線連線上位機， 採用基於STM32的智慧型充電控制系統開發環境的硬體連線。
選擇Linux系統作為嵌入式作業系統，在Windows系統中安裝cygwin系統，將編譯後的檔案傳輸到Windows系統，智慧型充電人控應用在Linux**中使用的各種編譯器編譯的二進位檔案中“模擬”標準PC環境，實現GCC編譯。 充電人形控制系統的AD採集模組由兩部分組成，一部分是訊號調理部分，另一部分是採集晶元部分。 AD集模組的資料儲存器包括兩個32 KB SRAM bank，AD採集晶元負責採集智慧型充電樁嵌入式控制資訊的模擬訊號並將其轉換為數碼訊號，並傳輸到主控系統進行後期數字處理。 主控系統是整個智慧型充電樁嵌入式人控系統的核心，採用STM32的嵌入式設計方法設計，使用者控制面板內建4通道組聯合快取，8個32位定時計數器用於電動汽車智慧型充電。 根據上面建立的嵌入式STM32開發環境，對系統進行模組化設計。
2.1.設計部分
根據上述整體設計模型的分析，對智慧型充電樁嵌入式控制系統進行優化設計，並基於嵌入式技術進行智慧型充電樁嵌入式控制系統的硬體模組化設計，系統的硬體電路設計主要包括智慧型充電樁的感測器模組設計， RTC模組電路設計（包括放大電路、調理電路、濾波電路等）、時鐘電路設計、STM32主控系統模組設計、復位電路設計和顯示模組設計等，具體說明如下：
1）智慧型充電樁嵌入式控制系統的感測器模組主要用於電動汽車充電資訊和資料的取樣和檢測，通過低壓復位和看門狗復位構建訊號感測器，檢測智慧型充電樁的嵌入式控制資訊，並行外設介面（PPI構建智慧型充電樁嵌入式控制系統的感測器模組， 採用半雙工形式，支援8個立體聲PS通道的AD資料取樣 智慧型充電控制系統感測器模組的介面方式為串列埠，與嵌入式STM32主機的連線採用雙路16位電流輸出D A型轉換，可進行16位資料的最大輸出， 結合AD DA轉換器，實現智慧型充電控制的實時採集
2）RTC模組電路設計是實現對智慧型充電樁調理功能的嵌入式控制資訊的放大、濾波和檢測，利用S3C2440ARM9晶元搭建智慧型充電樁嵌入式控制系統的訊號調理液晶控制器，由於STM32的控制時序比較複雜，同時晶振內部產生的振盪訊號會影響取樣精度和控制精度， 為了保證嵌入式控制系統電路的穩定可靠執行，採用完整的RGB資料訊號輸出模型對訊號進行放大、濾波和檢測，實現控制時鐘的中斷，並根據上述分析，得到了本文設計的RTC模組電路。
3）時鐘電路設計是處理數字資訊的基礎，也是智慧型充電樁嵌入式控制系統的關鍵模組。
4）STM32主控模組是整個智慧型充電樁嵌入式控制系統的核心，採用嵌入式設計技術給出了智慧型充電樁嵌入式人控系統主控模組的技術引數。
根據上述設計指標，採用S3C2440A ARM9處理器經過24倍頻後形成20MHz的核心頻率，採用交叉編譯器將控制載入統一到ArmLinux-GEC，控制計算核心通過STM32實現智慧型充電樁嵌入式控制系統的主控模組設計， 結合嵌入式設計技術，採用S3C2440，執行頻率為400MHz。 NOR Flash是乙個2M時序控制邏輯S，接收來自智慧型充電樁嵌入式控制的資料檢測和輸出特徵顯示，並將其轉換為控制邏輯脈衝。
2.2. 軟體開發與實現
在上述硬體設計的基礎上，開展了基於STM32的智慧型充電樁嵌入式控制系統的軟體開發。 本系統軟體開發平台為ARM CortextM-MO，支援ADI公司的Blackfin系列SHARC系列和TigerSHARC系列人性化微處理器控制晶元，並利用嵌入式系統開發技術對智慧型充電樁嵌入式控制系統的硬體電路和模組進行初始化0初始化，輸出視窗會顯示編譯鏈結過程， 使用用C C++編寫的程式，實現CAN同步串列埠中標籤或位址斷點的設定，在嵌入式系統中設計智慧型充電樁嵌入式控制系統的Linux核心、系統序列shell和應用序列。
系統啟動和遠端控制是通過對堆疊或記憶體位置的程序管理來實現的。 VisualDSP+10的Siulator和Emulator用於確定變數和陣列所需的儲存空間，結合STM32嵌入式處理器進行編譯器或匯程式設計序編譯，GPIO用於模擬SPI可充電控制資訊檢測器SCLK給出時鐘訊號，通過從Douta序列介面配置PPI的工作模式來配置測試設計的程式， 訊號極性和資料寬度 GPIO引腳的排序為dmax x count gpio setpin （ process management gpf（0），1）;
dma0_x_modify delay(5);dma0_y_modify_setpin(s3c2410_gpf(0)，0)；通過電子管驅動配置，將Sporto TCLKDIV設定為4，即串列埠將時鐘傳輸到12MHz，在人形系統下觸發AD7656的convst模組，實現智慧型充電樁進入控制。
資料來源：Electronic Measurement Technology。原標題：基於STM32的智慧型充電樁嵌入式控制系統設計
作者：張曉軍，謝慧迪，徐建瑞，徐朝陽。