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基于STM32的智能充电桩嵌入式控制系统设计

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。

基于1STM32智能充电桩嵌入式控制系统的设计

嵌入式控制系统的1.1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]。

嵌入式控制系统1.2STM32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ARMCortexTM-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]。

基于2STM32智能充电桩嵌入式控制系统的开发实现

硬件部分的开发实现2.1

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

S3C2440AARM9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S32440AARM9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。

软件2.2部分的开发实现