随着绿色能源概念的深入，电动汽车的发展成为未来发展的重点方向。 电动汽车的优点是零排放或接近零排放、环境污染低、使用成本低、维护简单。 然而，从目前的使用现状来看，制约电动汽车发展的难点在于充电问题，由于充电桩分布和设计的缺陷，影响了电动汽车的续航可靠性，因此，研究电动汽车充电桩的优化设计具有重要意义。 而电动汽车充电桩设计的核心在于控制系统的设计，通过电动汽车充电桩嵌入式控制系统的设计，提高充电桩的智能充电能力。
1.一、充电桩嵌入式控制系统整体设计说明
设计基于嵌入式技术的智能充电桩控制系统，首先需要描述智能充电桩系统的整体结构设计和功能指标，并利用S3C2440的AD系统设计智能充电桩控制系统的通道同步采样。 智能充电桩嵌入式控制系统主要包括硬件设计和软件设计两部分，其中主控模块是控制系统的核心，充电充电能量控制的信号检测模块主要由充电信号接入和电源设计三部分组成。 系统的硬件设计为AD电路系统、ARM主控电路板、同步时钟设计、充电信号调理电路等。 由此，得到了智能充电桩嵌入式控制系统模块的整体设计。
通过智能充电嵌入式控制系统的整体设计架构，对系统进行功能指标分析，充电控制系统电压范围为：+-220V+360V，采用16位定点STM32内核，可实现600kHz的连续运行，系统最大采样率为250kHz， 可配置为低功耗的4路组组合缓存系统，支持片外同步或异步存储器（包括PC133 SDRAM），系统在稳压状态下的功耗为140 mW（250 kHz，5 V电源）。此外，该系统还具有 can20B接口，带8个32位定时计数器，支持PWM。 根据上述智能充电桩嵌入式控制系统的整体设计描述和指标分析，对系统进行模块化设计。 在这里，进行系统的设备选择。
1.2. 器件选型与嵌入式STM32开发环境搭建
根据上述充电桩嵌入式控制系统的设计要求和指标分析，对系统进行模块化设计，系统设计采用ST超低功耗ARM CortextM-Mo单片机作为控制系统的主控制器，系统的软件设计以Linux2632内核为平台， 充电人控系统的软件开发采用8位和16位单片机进行，可以在经济型用户端产品上实现智能充电桩的先进复杂功能。嵌入式软件系统的开发通常采用交叉编译环境，即开发环境安装在台式机或服务器计算机系统上，开发的系统运行在其他架构的嵌入式计算机上。 假设ChanVector为采集通道列表，FS为采样频率，则在0ff80h从外部程序存储器执行程序加载，从片上ROM的off8h执行程序引导加载模式，用232口网线连接充电桩嵌入式控制系统的目标板，用232口网线连接上位机， 采用基于STM32的智能充电控制系统开发环境的硬件连接。
选择Linux系统作为嵌入式操作系统，在Windows系统中安装cygwin系统，将编译后的文件传输到Windows系统，智能充电人控应用在Linux**中使用的各种编译器编译的二进制文件中“模拟”标准PC环境，实现GCC编译。 充电人形控制系统的AD采集模块由两部分组成，一部分是信号调理部分，另一部分是采集芯片部分。 AD集模块的数据存储器包括两个32 KB SRAM bank，AD采集芯片负责采集智能充电桩嵌入式控制信息的模拟信号并将其转换为数字信号，并传输到主控系统进行后期数字处理。 主控系统是整个智能充电桩嵌入式人控系统的核心，采用STM32的嵌入式设计方法设计，用户控制面板内置4通道组联合缓存，8个32位定时计数器用于电动汽车智能充电。 根据上面建立的嵌入式STM32开发环境，对系统进行模块化设计。
2.1.设计部分
根据上述整体设计模型的分析，对智能充电桩嵌入式控制系统进行优化设计，并基于嵌入式技术进行智能充电桩嵌入式控制系统的硬件模块化设计，系统的硬件电路设计主要包括智能充电桩的传感器模块设计， RTC模块电路设计（包括放大电路、调理电路、滤波电路等）、时钟电路设计、STM32主控系统模块设计、复位电路设计和显示模块设计等，具体说明如下：
1）智能充电桩嵌入式控制系统的传感器模块主要用于电动汽车充电信息和数据的采样和检测，通过低压复位和看门狗复位构建信号传感器，检测智能充电桩的嵌入式控制信息，并行外设接口（PPI构建智能充电桩嵌入式控制系统的传感器模块， 采用半双工形式，支持8个立体声PS通道的AD数据采样 智能充电控制系统传感器模块的接口方式为串口，与嵌入式STM32主机的连接采用双路16位电流输出D A型转换，可进行16位数据的最大输出， 结合AD DA转换器，实现智能充电控制的实时采集
2）RTC模块电路设计是实现对智能充电桩调理功能的嵌入式控制信息的放大、滤波和检测，利用S3C2440ARM9芯片搭建智能充电桩嵌入式控制系统的信号调理液晶控制器，由于STM32的控制时序比较复杂，同时晶振内部产生的振荡信号会影响采样精度和控制精度， 为了保证嵌入式控制系统电路的稳定可靠运行，采用完整的RGB数据信号输出模型对信号进行放大、滤波和检测，实现控制时钟的中断，并根据上述分析，得到了本文设计的RTC模块电路。
3）时钟电路设计是处理数字信息的基础，也是智能充电桩嵌入式控制系统的关键模块。
4）STM32主控模块是整个智能充电桩嵌入式控制系统的核心，采用嵌入式设计技术给出了智能充电桩嵌入式人控系统主控模块的技术参数。
根据上述设计指标，采用S3C2440A ARM9处理器经过24倍频后形成20MHz的核心频率，采用交叉编译器将控制加载统一到ArmLinux-GEC，控制计算核心通过STM32实现智能充电桩嵌入式控制系统的主控模块设计， 结合嵌入式设计技术，采用S3C2440，运行频率为400MHz。 NOR Flash是一个2M时序控制逻辑S，接收来自智能充电桩嵌入式控制的数据检测和输出特征显示，并将其转换为控制逻辑脉冲。
2.2. 软件开发与实现
在上述硬件设计的基础上，开展了基于STM32的智能充电桩嵌入式控制系统的软件开发。 本系统软件开发平台为ARM CortextM-MO，支持ADI公司的Blackfin系列SHARC系列和TigerSHARC系列人性化微处理器控制芯片，并利用嵌入式系统开发技术对智能充电桩嵌入式控制系统的硬件电路和模块进行初始化0初始化，输出窗口会显示编译链接过程， 使用用C C++编写的程序，实现CAN同步串口中标签或地址断点的设置，在嵌入式系统中设计智能充电桩嵌入式控制系统的Linux内核、系统序列shell和应用序列。
系统启动和远程控制是通过对堆栈或内存位置的进程管理来实现的。 VisualDSP+10的Siulator和Emulator用于确定变量和数组所需的存储空间，结合STM32嵌入式处理器进行编译器或汇编程序编译，GPIO用于模拟SPI可充电控制信息检测器SCLK给出时钟信号，通过从Douta串行接口配置PPI的工作模式来配置测试设计的程序， 信号极性和数据宽度 GPIO引脚的排序为dmax x count gpio setpin （ process management gpf（0），1）;
dma0_x_modify delay(5);dma0_y_modify_setpin(s3c2410_gpf(0)，0)；通过电子管驱动配置，将Sporto TCLKDIV设置为4，即串口将时钟传输到12MHz，在人形系统下触发AD7656的convst模块，实现智能充电桩进入控制。
资料来源：Electronic Measurement Technology。原标题：基于STM32的智能充电桩嵌入式控制系统设计
作者：张晓军，谢慧迪，徐建瑞，徐朝阳。