支持can總線的電動(dòng)車輔助逆變電源的設(shè)計(jì)

1、<p>　　2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　支持CAN總線的電動(dòng)車輔助逆變電源的設(shè)計(jì) </p><p>　　院 、 部： 電氣與信息工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué)生姓名： 王 思 宇 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 黃海波 職稱 實(shí)驗(yàn)師 </p

2、><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： 電氣本1105班 </p><p>　　完成時(shí)間： 2015年6月 6日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)代電子控制技術(shù)廣泛利用于電動(dòng)車

3、行業(yè)，因?yàn)樗碾妱?dòng)車之間的參數(shù)共享，使它廣受電動(dòng)車行業(yè)的青睞。因?yàn)橛袛?shù)據(jù)交換效率高和抗噪聲能力強(qiáng)的CAN總線，使它成為了首選的電動(dòng)車內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　文中介紹的電動(dòng)車三相逆變電源即為電動(dòng)車車載輔助逆變電源，并稱為“輔助電源”,輔助電源為電動(dòng)車各個(gè)部門之間交流電機(jī)提供了負(fù)載。如電動(dòng)車的空調(diào)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)，方便轉(zhuǎn)向助力油泵、電動(dòng)車剎車氣泵和冷卻水循環(huán)中的水泵，等。在設(shè)計(jì)電動(dòng)車輔助電源時(shí)它要求：（1）

4、在行駛的過程中保持逆變輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定，可以根據(jù)上位機(jī)提出的要求做出相應(yīng)的工作狀態(tài)；（2）在電動(dòng)車負(fù)載電源發(fā)生故障時(shí)，比如：（發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生短路現(xiàn)象），需要斷開輸出，進(jìn)行安全關(guān)機(jī)。通過CAN的控制總線，發(fā)生出來的故障需要向各個(gè)節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)進(jìn)行報(bào)告，并對(duì)總線中每個(gè)發(fā)生的故障做出操作，如：在位于電動(dòng)車上顯示系統(tǒng)顯示出系統(tǒng)做出的預(yù)警告示信息,提醒駕駛員減速。并通過電動(dòng)車電源管理系統(tǒng)發(fā)出指令關(guān)閉輔助逆變電源的輸入，接收其錯(cuò)誤代碼和保存當(dāng)前電動(dòng)車

5、運(yùn)行數(shù)據(jù)，來方便維修人員排除故障。</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的輔助逆變電源的基本功能，可以選擇一個(gè)變頻器進(jìn)行改裝,,從底層開始進(jìn)行開發(fā)和加強(qiáng)電動(dòng)車上各種智能化節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化,這樣有利于直接選擇支持電動(dòng)車CAN總線接口的所需要的控制芯片,在控制芯片選好后做好控制程序的集成來滿足CAN總線的通訊要求,最后用開環(huán)仿真可以很好的來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的故障系統(tǒng)，最后通過上傳總線控制，來進(jìn)行故障管理，實(shí)現(xiàn)CAN總線的電動(dòng)車輔助逆

6、變電源的設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：逆變器;電源;控制器;</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Modern electronic control technology is widely used in the electric vehicle industry and it is widely

7、favored by the electric vehicle industry because parameters of electric vehicle is shared. Because CAN bus has high efficiency in data exchange and strong ability in anti noise, it became the preferred internal communica

8、tion network of electric vehicle.</p><p>　　The three-phase inverter of electric vehicle introduced in this paper is vehicle auxiliary inverter of electric inverter and it is known as the "auxiliary elec

9、trical power source”, which provides load to AC motor among various departments of the electric vehicle, such as the compressor of the electric vehicle’s air conditioning system, power steering pump, brake air pump of e

10、lectric vehicle and water pump in cooling water cycle. In the design of electric vehicle’s auxiliary power, it requires: </p><p>　　To realize the basic functions of the electric vehicle’s auxiliary inverter,

11、 a frequency converter can be chosen to make modification. Developing and strengthening the optimization of intelligent panel point from the ground is choosing the chip that can support the CAN bus of the electric vehic

12、le. After choosing the ideal chip, good integration of control program can be made to meet the communication requirement of the CAN bus. Finally, fault system in the design can be secured by open-loop sim</p><

13、p>　　Key words Inverter; The power supply;The controller</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題背景及意義1</p><p>　　1.2 逆

14、變電源概況1</p><p>　　1.3 論文研究內(nèi)容的章節(jié)安排2</p><p>　　2 整體研究方案3</p><p>　　2.1 電源設(shè)計(jì)方案3</p><p>　　2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的確定4</p><p>　　3 硬件的電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1

15、 逆變電源硬件構(gòu)成5</p><p>　　3.2 P8OC592芯片介紹7</p><p>　　3.3 復(fù)位電路模塊7</p><p>　　3.4 指示燈電路模塊8</p><p>　　3.5 電源電路模塊9</p><p>　　3.6 接口電路模塊9</p><p>　

16、　3.7 晶振電路模塊11</p><p>　　3.8 CAN通信模塊11</p><p>　　3.8.1 CAN總線基本原理9</p><p>　　3.8.2 CAN通信模塊電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　4 軟件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.1 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)思14</p&

17、gt;<p>　　4.2 主控程序軟件設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.2.1 主控程序設(shè)計(jì)方案14</p><p>　　4.2.2 主程序設(shè)計(jì)流程15</p><p>　　4.3 故障處理程序設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.4 CAN總線數(shù)據(jù)通信子程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><

18、p>　　5 電路開環(huán)仿真結(jié)果13</p><p>　　5.1 開環(huán)仿真結(jié)果13</p><p>　　5.2 仿真結(jié)果總結(jié)21</p><p><b>　　結(jié)束語19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b&g

19、t;　　致謝19</b></p><p><b>　　附錄 28</b></p><p>　　附錄A 整機(jī)電路圖28</p><p>　　附錄B 程序清單28</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 選題背景及意義&l

20、t;/p><p>　　根據(jù)現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展，有效能源的不斷枯竭，如果人類在這樣沒有遏制的持續(xù)下去的話，將在不久的將來給人類帶來不可預(yù)知的災(zāi)難。同時(shí)，能源消耗，會(huì)造成不可逆的環(huán)境影響，如：空氣污染等。而這種不可再生資源的如：石油資源，會(huì)隨著社會(huì)的發(fā)展，汽車制造水平不斷提高，人們生活水平的提高，使汽車作為交通出行的重要手段，更多的汽車資源將快速消耗，增加環(huán)境污染，還會(huì)造成能源短缺等問題。目前中國的汽車產(chǎn)銷量居世界第一，由此

21、消耗的能源和環(huán)境的破壞更為嚴(yán)重。</p><p>　　因?yàn)殡妱?dòng)車儲(chǔ)存設(shè)施內(nèi)的基本存儲(chǔ)容量有限，所以要加強(qiáng)在電動(dòng)車在運(yùn)行程的功率流嚴(yán)格管理，使其達(dá)到管理要求。有了良好的電池的管理，就能加強(qiáng)車輛的行駛里程，從而減少電池使用過多導(dǎo)致的電池充電次數(shù)增加，并節(jié)省出電動(dòng)車運(yùn)行過多的運(yùn)行費(fèi)用。電動(dòng)車能量管理于電動(dòng)車的電機(jī)功率，電池的電壓和其它電動(dòng)車中需要用電的設(shè)備。在德國有一家公司為了解決現(xiàn)代汽車中眾多的數(shù)據(jù)交換問題和控制問題

22、，研發(fā)出一個(gè)可以發(fā)展總線通信結(jié)構(gòu)（控制器局域網(wǎng)），廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)燃油汽車，如寶馬，保時(shí)捷，和奔馳。同時(shí)，被認(rèn)為是最好的電動(dòng)汽車CAN總線通信結(jié)構(gòu)，在我國推出的“863計(jì)劃”里就提出過關(guān)于電動(dòng)汽車CAN總線通信模式，要求CAN總線通信模式是所有新申報(bào)的電動(dòng)汽車開發(fā)項(xiàng)目里必須使用的[1]。</p><p>　　CAN總線是管理實(shí)時(shí)控制的串行和一種可以很有效的支持分開各個(gè)部分控制的通信網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)典型的CAN總線結(jié)構(gòu)的

23、電動(dòng)汽車原理圖，其中包括了主電機(jī)控制器的車輛動(dòng)態(tài)部分，電動(dòng)車的電池管理，以及儀表臺(tái)顯示系統(tǒng)等用電設(shè)備，在這些眾多的子系統(tǒng)中，它們之間通過數(shù)據(jù)通信和下達(dá)命令的傳輸。可以使設(shè)備可以在每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在自己的系統(tǒng)總線下獨(dú)立運(yùn)作，來滿足電動(dòng)車輛安全的需要。同時(shí)，CAN總線是不會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌的系統(tǒng)裝置[2]。</p><p>　　1.2 逆變電源概況</p><p>　　逆變電源的硬開關(guān)PWM為供電方

24、式。電源變換技術(shù)的發(fā)展是基于現(xiàn)代微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展為前提，基于現(xiàn)代電力電子器件和一個(gè)新的電路，隨著生產(chǎn)的需要和發(fā)展的增長。對(duì)于變換AD/DA而言，由原設(shè)備的電機(jī)發(fā)電機(jī)組，由于量高，效率低，性能差，已基本被淘汰，7 0的采用晶閘管變頻器設(shè)備由于自身的缺陷所控制的現(xiàn)代轉(zhuǎn)換裝置取代。由于新的電力電子器件的不斷涌現(xiàn)，成熟，雙零開關(guān)脈寬調(diào)制電路的諧振電路的不斷完善，新的功率轉(zhuǎn)換技術(shù)被廣泛應(yīng)用的新型電力轉(zhuǎn)換裝置就高功率小，頻率高，可靠性

25、和模塊化，數(shù)字化，智能化方向發(fā)展。</p><p>　　目前國外電源的發(fā)展大約有4代：第一代是直流電機(jī)電源，電源耗能大且使用效率低；第二代為"自藕+硅整流"式的直流電源，使用自藕變壓器調(diào)整輸入電壓，再由大功率硅整流管來整流，最后有低效率精度紋波等，但它的技術(shù)指標(biāo)差；第三代則為可控硅電源，它的高效率功率范圍寬，是目前使用廣泛的電源；第四是開關(guān)型直流電源，它的體積小，而且高精度紋波系數(shù)使得可靠性高

26、，決定了它將成為未來電動(dòng)車直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電鍍電解行業(yè)的主體使用電源。1949年中國電力行業(yè)開始發(fā)展，經(jīng)過幾個(gè)階段的發(fā)展后，慢慢的發(fā)展為機(jī)械，郵電，鐵路等行業(yè)都有電源的生產(chǎn)和開發(fā)，具有很好的開發(fā)能力，和生產(chǎn)能力。同時(shí)國外大量的公司進(jìn)入中國，加強(qiáng)了競爭，逐漸加劇了電子技術(shù)發(fā)展，電子設(shè)備已由原來的靜止獨(dú)立系統(tǒng)發(fā)展為便攜式綜合系統(tǒng)。電子設(shè)備中的電源部分，也由集中式向分布式發(fā)展，不斷向著高效小型化，數(shù)字化，綠色和其他方向發(fā)展。</p>

27、<p>　　在電力工業(yè)中的電源產(chǎn)業(yè)和電源的相關(guān)技術(shù)：具有高度智能化技術(shù)，同步整流技術(shù)，變頻電源轉(zhuǎn)換技術(shù)，全諧振高頻軟開關(guān)技術(shù)的數(shù)字控制技術(shù)，電磁兼容的相關(guān)技術(shù)有：脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，微機(jī)控制技術(shù)和智能充電技術(shù)、并聯(lián)功率因數(shù)校正技術(shù)、保護(hù)集成技術(shù)，變頻調(diào)速控制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，智能監(jiān)控技術(shù)，等先進(jìn)技術(shù)，如PWM（DC/DC）可以使源軟開關(guān)諧振拓?fù)涞男首兊迷絹碓礁摺?lt;/p><p>　　1.3 論文研究

28、內(nèi)容的章節(jié)安排 </p><p>　　論文結(jié)構(gòu)和論文章節(jié)安排如下：</p><p>　　第1章 介紹了CAN總線的電動(dòng)車輔助逆變電源設(shè)計(jì)的背景和意義，設(shè)計(jì)出論文的研究內(nèi)容的章節(jié)安排。</p><p>　　第2章 對(duì)研究的電動(dòng)車輔助逆變電源進(jìn)行整體方案的論證,最后確定最終方案。</p><p>　　第3章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)完成逆變電源的硬件電

29、路設(shè)計(jì)工作，包括P80C592芯片介紹，復(fù)位電路，晶振電路，電源電路，CAN總線通信電路等設(shè)計(jì)。</p><p>　　第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)軟件系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思想進(jìn)行說明，然后對(duì)主控程序軟件、故障處理子程序、CAN總線通信等相關(guān)的分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2 整體研究方案</b></p><p>　　2.1 電源設(shè)計(jì)方

30、案</p><p>　　該章針對(duì)逆變電源的各種要求，以實(shí)際的電動(dòng)汽車的具體參數(shù)要求和安全指標(biāo)為準(zhǔn)則，通過硬件設(shè)計(jì)及軟件編程相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)出一個(gè)操作性強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)的電源。通過查閱相關(guān)的技術(shù)資料，進(jìn)行匯總分析，設(shè)計(jì)出以下逆變電源的設(shè)計(jì)方案。該方案主要由兩部分組成：一是主電路，二是控制部分[3]。</p><p>　　在主電路設(shè)計(jì)，參考了逆變器結(jié)構(gòu)后，確定采用了二重單相全橋逆變器連接。兩逆變器

31、直流環(huán)節(jié)是不一樣的電壓，電壓UDC是逆變器直流環(huán)節(jié)，逆變器的直流母線電壓為3UDC。電壓3UDC為直流側(cè)逆變器的直流側(cè)的電壓.輸電電壓波形組成共有9個(gè)級(jí)別：±2UDC、±4UDC、±3UDC、±UDC、0。由于波形輸出比單個(gè)逆變器波形輸出更加完善,是工作頻率較高的主逆變器，是從一個(gè)操作頻率較低的逆變電源而產(chǎn)生的，這樣可以大大降低開關(guān)損耗。在參考變化比較緩慢的波形發(fā)展階段，只有主逆變器，可以很好的跟

32、蹤參考信號(hào)；作為參考信號(hào)的變化很快，需要輔助逆變器和逆變器必須同時(shí)工作，并更加快速簡單的精確到跟蹤參考信號(hào)。根據(jù)設(shè)計(jì)中的主電路，經(jīng)過選擇采用了全橋結(jié)構(gòu)式電路。控制電路以TI公司的DSP芯片TMS320F240專用電機(jī)控制是全數(shù)字控制器的核心。LF和CF作為輸出濾波電感和電容器，在濾芯系列RL和RC寄生電阻，分別?？紤]到精度和控制生產(chǎn)成本，電動(dòng)車的電阻采樣系統(tǒng)，主控制電路和子控制電路系統(tǒng)。為輸出電感取樣電阻RC，RS1和RS2為取樣電阻。

33、使采樣電流和電壓信號(hào)輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的DSP口。DSP的驅(qū)動(dòng)電路中，PWM輸出通道</p><p>　　該設(shè)計(jì)采用滯環(huán)完全數(shù)字化控制，是一個(gè)具有滯環(huán)的全數(shù)字控制部分。滯環(huán)控制精度高，反應(yīng)快，輸出電壓不含特定頻率的諧波分量。跟蹤度高，精度高，反應(yīng)快的特點(diǎn)，利用DSP數(shù)字控制來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于文中的主逆變器，采用了滯環(huán)控制逆變器主電路。為了獲得穩(wěn)定的閾值電平，以實(shí)現(xiàn)精確的時(shí)間控制，監(jiān)管者需要外部參考電壓源的使用。集成精密

34、電壓參考adp5134，節(jié)省大量的成本和電路板面積的方法解決了這個(gè)問題。當(dāng)啟用了vih_en輸入（0.9 V的最小值）以上，設(shè)備退出關(guān)機(jī)模式和管理模塊的開放，但監(jiān)管機(jī)構(gòu)不會(huì)被激活。使一個(gè)精確的內(nèi)部參考電壓輸入電壓（通常為0.97 V）比較。一旦啟用引腳精密電壓高于閾值，調(diào)節(jié)器被激活時(shí)，輸出電壓開始上升。過渡處的輸入電壓和溫度，參考電壓變化±3%只。這確保了在小范圍內(nèi)精確的時(shí)序控制，解決遇到的問題時(shí)，采用分立元件。</p&

35、gt;<p>　　2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　電源是電子設(shè)備的動(dòng)力部分，是一個(gè)通用性很好的電子產(chǎn)品。它已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和日常生活當(dāng)中，其質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)電子設(shè)備的可靠性有很大影響，其效率和承載其應(yīng)用范圍直接關(guān)系它的應(yīng)用相關(guān)的范圍。方波逆變器是一種低成本，極其簡單的變換方法，它適用于各種整流性負(fù)載，但適用于變壓器負(fù)載不是很好，有很大的噪音。逆變電源的發(fā)展方向，主要為重量輕，

36、結(jié)構(gòu)緊湊，高效率。文中介紹的逆變器電源電路采用集成芯片，可以使電路結(jié)構(gòu)更加簡單，制造成本低，性能變穩(wěn)定。因此，這種電路是一個(gè)控制簡單，穩(wěn)定的可靠性和更好性能的電路。隨著市場競爭加劇，高性能逆變電源具有高的性價(jià)比。要選擇正規(guī)的專業(yè)廠車載逆變器產(chǎn)品生產(chǎn)或經(jīng)銷代理,系統(tǒng)框圖如圖1所示。</p><p><b>　　圖1 系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>

37、　　3 硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 逆變電源硬件構(gòu)成 </p><p>　　電動(dòng)車三相逆變輔助電源基本上可分成三個(gè)部分：（1）主控板–用來查出電路之間所有的輸出電流，電壓，在按照其系統(tǒng)運(yùn)行情況來調(diào)節(jié)主控板的逆變電路輸出；（2）直流/直流路電源–找到合適的DC輸入的電壓，但可能浮動(dòng)大，所以針對(duì)浮動(dòng)大的電壓對(duì)其他電路系統(tǒng)提供之間的隔離，使電路低電壓電源的得到

38、穩(wěn)定；（3）主電源逆變電路–由三相輔助逆變模塊組成的集成，通過集成模塊很好完成對(duì)逆變器的主電路的功能要求[5]。</p><p>　　輸出脈沖寬度的調(diào)整：8引腳和9引腳的PWM脈沖寬度控制底層的一端。集成電路U1電壓誤差經(jīng)過放大后反饋到U2的反向輸入端，比較器的正輸出端，比較輸入電容器CT的鋸齒波，看出兩者之間的不同。方波脈沖SG3525A來控制輸出放大管的內(nèi)部循環(huán)（如圖3所示）。接地所需要的引腳電容設(shè)計(jì)，9針直

39、流/直流高壓直流電壓所產(chǎn)生的反饋電壓與調(diào)節(jié)輸出的電壓逐步穩(wěn)定。如圖2所示，在誤差放大器芯片SG3525A中，引腳有1，2，9。 R7，R1，C1，C2是外部電阻器和電容器。SG3525A的16引腳5V為輸出參考電壓。電阻R3，R4，和U1逆算子，R4/R3可以靜態(tài)放大，但是要使精度準(zhǔn)確就必須控制它的定值。放大倍數(shù)太大所引起振蕩，會(huì)引入C1、R5，所以誤差放大器也是不完全的比例積分控制器，通過靜態(tài)誤差的放大，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)誤差減小而放大倍數(shù)，但

40、精度不會(huì)受到影響，因此減少超調(diào)振蕩所造成的誤差。系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，這是明顯的組成部分的系統(tǒng)供電的直流/直流電源。</p><p>　　逆變器的輸入端（＋12V，4.5AH），電源頻率的方波電壓輸出是（50Hz，220V）。其主控制電路和電路圖可以根據(jù)（圖1）所示，是一個(gè)典型的二次轉(zhuǎn)型：直流/直流轉(zhuǎn)換器、直流/交流逆變器的過程。經(jīng)過12V直流電壓由推挽逆變換成高頻的方波，由高頻變壓器帶來的升壓，整流濾波后出

41、來直流電壓保證其有效性；在由橋式變換為方波逆變的形式，逆變的直流電壓的值因如果比220V方波電壓大的話，就采取驅(qū)動(dòng)負(fù)載。怎么使系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定有效的運(yùn)行，需要采取直流高壓和直流側(cè)電壓，電壓，流信號(hào)，送入SG3525A，通過關(guān)閉脈沖的電壓調(diào)節(jié)器或調(diào)節(jié)脈沖占空比，過流、欠壓保護(hù)，等。周期中斷定時(shí)器T1時(shí)，同時(shí)也開始A/ D轉(zhuǎn)換器，電壓和電流的反饋取樣，T2的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，雙閉環(huán)控制算法的實(shí)現(xiàn)直到時(shí)間T3。T4在定時(shí)器下溢中斷之間的計(jì)算值比較

42、CMPRx加載時(shí)間。如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2所示。</p><p>　　圖2 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)的直流/直流電源開關(guān)電源的設(shè)計(jì)，再加上有不的相等比例，使多抽頭變壓器各路的輸出比例分別為20V直流電，12V直流電，5V直流隔離。電池電壓的波動(dòng)幅度大的話,例（滿的為400V，在使用的情況下應(yīng)會(huì)下降到270V上下），所以在設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的電路結(jié)構(gòu)是很重要的，這樣才能更好地滿足輸入電

43、壓的要求。</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)的核心是電動(dòng)車的控制板，單片機(jī)使用的82C50芯片，脈沖寬度調(diào)制，CAN總線收發(fā)器82C250和初級(jí)電路的電壓和電流數(shù)據(jù)采集模塊。</p><p>　　通過SA8282芯片的三相逆變器模塊提供6路PWM信號(hào)控制面板。SA8282芯片由MITEL公司研制生產(chǎn)的，它的特點(diǎn)有：1操控起來方便，2 對(duì)使用頻率精度要求非常高，3 使用程序安全，另外它可以使8路

44、復(fù)用總線得到支持，可以與芯片系統(tǒng)方便的數(shù)據(jù)互換。單片機(jī)內(nèi)芯片5個(gè)數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行分配數(shù)值，就能完成對(duì)PWM輸出波形。SA8282為標(biāo)準(zhǔn)的28引腳雙列直插式封裝，其管腳中的rpht，rphb，ypht，yphb，北石海泰，bphb等TTL信號(hào)可以控制三相輸出，可對(duì)應(yīng)三相橋上的IGBT六路。</p><p>　　位于三相輸入和輸出數(shù)據(jù)采集模塊直流主電路可以對(duì)每個(gè)電壓，電流，和A/D轉(zhuǎn)換后保存在數(shù)據(jù)采集器P80C592芯

45、片，CPU系統(tǒng)的輸出/輸入查看滿足了要求沒有，而系統(tǒng)會(huì)做出來相應(yīng)的行動(dòng)。</p><p>　　82c50是CAN總線收發(fā)器可以控制器和物理總線之間的接口，原本為車輛系統(tǒng)應(yīng)用與許多電動(dòng)車設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的通信設(shè)計(jì)。功能包括：瞬間有效降低干擾信號(hào)和環(huán)境對(duì)系統(tǒng)所發(fā)生出來的信號(hào)影響，還具有總線保護(hù)的實(shí)力；具有短路保護(hù)能力等，因此滿足于電動(dòng)三相逆變電源的需求。CAN82c250接口與P80C592連接輸入和輸出端口的接口，變成輔助

46、逆變電源的外部接口。</p><p>　　3.2 P80C592芯片介紹</p><p>　　在逆變電源的設(shè)計(jì)中，不僅檢測負(fù)載電壓和電流的模擬，同時(shí)還支持CAN總線通信控制電路邏輯，電動(dòng)車三相逆變器的功能可以用使芯片很好的來實(shí)現(xiàn)其功能。選一個(gè)電光動(dòng)車的CAN控制器是不可用的,如果在加一個(gè)帶有CAN功能的控制器那樣就能滿足其要求。</p><p>　　80C592芯

47、片是8位微處理器，由德國飛利浦公司所生產(chǎn)，其中包括了：</p><p>　　一個(gè)80C51中的央處理單元（CPU）</p><p>　　具有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的16位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器</p><p>　　其中包括四抓三寄存器的16位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器</p><p>　　具有8路模擬輸入的10位A/D轉(zhuǎn)換器</p><p>　　具有8

48、位脈寬調(diào)制輸出，雙通道的分辨率</p><p>　　具有兩級(jí)優(yōu)先級(jí)的15個(gè)的中斷源</p><p>　　5個(gè)8位I / O端口，和一組A/D模擬輸入常見的8位輸入端口轉(zhuǎn)換器</p><p>　　可以使用內(nèi)部RAM控制器DMA數(shù)據(jù)傳輸</p><p>　　具有總線故障管理功能1Mbps的CAN控制器</p><p>　　

49、與標(biāo)準(zhǔn)80C51兼容，全雙工UART的通信方式</p><p>　　P80C592有68個(gè)引腳的P80C592，包括6位I/O口,P0和P3端口功能一樣，但P1可滿足于特殊的功能的要求，包括4中輸出/入端，（1）計(jì)數(shù)器輸入端子;（2）外部輸入端子;（3）捕獲輸入端子;（4）外部計(jì)數(shù)器復(fù)位。CAN接口ctx0和CTX1輸出端口。通過I/O口的并行，使P1和其他4個(gè)的功能不同，P2和P3 P4，P5則是不帶輸出功能的

50、并行輸入，但是是A/D轉(zhuǎn)換器的模擬轉(zhuǎn)換功能[6]。</p><p>　　80C592內(nèi)嵌CAN的控制器，包括所有的高性能串行通信所需的硬件，能夠控制流量順利通過局域網(wǎng)CAN協(xié)議。使其更加清楚的避免混淆，添加到芯片控制器的CPU能夠獨(dú)立開展工作，作為存儲(chǔ)圖像的外圍設(shè)備，可以簡單地看作是P80C592的兩個(gè)單獨(dú)的設(shè)備集成。CAN控制器的部分功能假如不能實(shí)現(xiàn)，則該芯片只能作為個(gè)普通的單片機(jī)使用，但它具有模擬量A/D轉(zhuǎn)換

51、功能。</p><p>　　電動(dòng)車CAN控制器的功能，要由四個(gè)特殊功能寄存器方式（SPR）去實(shí)現(xiàn)，CPU可以通過完整的界面結(jié)構(gòu)控制他們的訪問。這四個(gè)特殊功能寄存器分別為：(1)(CANDAT)數(shù)據(jù)寄存器；(2)(CANADR)地址寄存器；(3)(CANCON)控制寄存器；(4)(CANSTA)狀態(tài)寄存器。還有，DMA邏輯和CPU允許可以在高速數(shù)據(jù)交換同時(shí)做為主內(nèi)存控制器。</p><p>

52、　　3.3 復(fù)位電路模塊</p><p>　　當(dāng)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)揮直流電容的作用，+5V隔離，和復(fù)位按鈕的狀態(tài)左，底部的電路部分沒有電壓差產(chǎn)生的，所以以下部分和GND電位相等鍵和電容器C11，電壓為0V。這是高水平停下來，低水平的正常工作，所以正常工作電壓為0V電壓完全可以。再分析從沒有上電的瞬間，電容器C11以上是5V電壓，下面是0V電壓，當(dāng)電容器C11用于充電，充電離子從上往下，負(fù)電子充電，當(dāng)電容器在電

53、路等效的一根線上，所有的電壓都加在了R31電阻上，所以第一口位置是+5V電壓，電容充電越來越多，充滿時(shí)，電流會(huì)越來越小，在RST端電壓等于電流乘以電阻R31，將越來越小，直到電容器完全填滿，線上不再存在電流這段時(shí)間，電壓為0V和GND RST。</p><p>　　從過程來看，設(shè)計(jì)添加的電路，單片機(jī)系統(tǒng)上電，RST引腳會(huì)先呆一小會(huì)兒，然后高到低水平，這個(gè)過程是在復(fù)位過程?！倍虝r(shí)間內(nèi)“每個(gè)單片機(jī)是不完全相

54、同的，51單片機(jī)的手冊(cè)上寫的是不少于2小時(shí)的機(jī)器周期時(shí)間。按復(fù)位（手動(dòng)復(fù)位）有2個(gè)過程，在你按下按鈕，RST電壓為0V，按下按鍵電路傳導(dǎo)和電容器將在瞬間放電時(shí)，RST電壓值改為4700.vcc /（4700 + 18），將在高電壓位。當(dāng)你釋放按鈕，上電復(fù)位，第一電容器充電電流減小到后過程的第一電壓0V。時(shí)間往往有幾百毫秒，這時(shí)就有足夠的時(shí)間重置。兩端電壓（5V和GND之間沒有電源）可直接連接，會(huì)有瞬間的大電流沖擊時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致在局部范圍

55、內(nèi)的電磁干擾，為了抑制由高電流引起的干擾，選擇了電容放電電路，在一系列的18歐電阻電流。復(fù)位電路電路圖如圖所示3。</p><p>　　圖3 復(fù)位電路模塊</p><p>　　3.4 指示燈電路模塊</p><p>　　PIC單片機(jī)IO引腳的接地，LED燈的電源由5V供電，有1K的限流電阻。對(duì)相應(yīng)引腳寫1，就點(diǎn)亮1個(gè)燈，寫0 就熄滅一個(gè)燈。</p>

56、<p>　　以上的方法的缺點(diǎn)是，單片機(jī)的所有引腳，必須對(duì)所有的IO引腳輸出 20微安的電流（以獲得單片機(jī)的IO引腳的最大的輸出電流20微安），對(duì)于單片機(jī)功率的輸出，需做好電流的控制。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，因?yàn)檫@樣大的電流對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的工作穩(wěn)定性造成影響，應(yīng)盡量避免單片機(jī)的輸出功率過大。我們不應(yīng)為IO引腳設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路的，但需在直接負(fù)載和逆變器之間鎖定引腳。IO腳提供邏輯門閂和為逆變器

57、提供電源。</p><p>　　指示燈電路電路圖如圖4所示。</p><p>　　圖 4 指示燈電路模塊</p><p>　　3.5 電源電路模塊</p><p>　　一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)，首先就是要設(shè)計(jì)好它的電源模塊，穩(wěn)定可靠的電源模塊可以為系統(tǒng)順利運(yùn)行提供基礎(chǔ)和前提。51單片機(jī)的使用最早，應(yīng)用范圍最為廣泛，但在實(shí)際使用中，比較典型的問題

58、是其他系列的單片機(jī)，51單片機(jī)的出現(xiàn)更容易受到中斷程序運(yùn)行，克服這種現(xiàn)象的一個(gè)重要途徑是為單片機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的電源模塊。單片集成電路的正常工作電壓是一個(gè)范圍值，需要電源的VCC工作電壓5.5V至3.4V之間，高于5.5V是絕對(duì)不允許的，可如果低于3.4V電壓則立刻燒毀單片機(jī)，導(dǎo)致單片機(jī)被損壞，使它不能正常工作。在這方面，最典型、最常用的電壓為5V，這是在后面的括號(hào)里“5V單片機(jī)”名稱的由來。此外，有一個(gè)共同的電壓范圍是2.7v-3.6v

59、，典型值為3.3V單片機(jī)。</p><p>　　電源電路模塊電路如圖5所示。</p><p>　　3.6 接口電路模塊</p><p>　　接口是用來定義一個(gè)協(xié)議合同的程序。類或結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定義嚴(yán)格按照接口。有了這個(gè)協(xié)議的程序，無論在理論上還是在編程上的語言限制。一個(gè)接口可以從多個(gè)基接口的繼承，而類似的結(jié)構(gòu)可以連接多個(gè)接口。接口包含目標(biāo)索引器，所需事件，接口方法，和接

60、口屬性。接口不能定義的接入成員和定義的實(shí)現(xiàn)。接口僅僅指定實(shí)現(xiàn)的接口或接口成員必須提供的類別。接口描述組件要求，在根據(jù)具體的要求提供出服務(wù)。使組件來完成和客戶之間的交互，就只能通過預(yù)定義的接口提供合理的服務(wù)。一個(gè)組件即可以很好的連接多個(gè)接口，也可以和一個(gè)特定的組件接口連接，也可以被多個(gè)組件之間的連接來實(shí)現(xiàn)[7]。</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示的兩種方法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每個(gè)監(jiān)控

61、占用一個(gè)單獨(dú)的I/O接口與鎖存功能的字形碼的行程。只要代碼發(fā)送到字形接口，電路就會(huì)顯示，直到有新的數(shù)據(jù)時(shí)，如果你想顯示，然后發(fā)送一個(gè)新的字形碼，所以用這種方法在單片機(jī)CPU耗能小。MCS-51單片機(jī)的串行口，移位寄存器74LS164，add-6靜態(tài)顯示6位LED顯示接口，數(shù)據(jù)輸出線RXD TXD作為移位時(shí)鐘脈沖的8031。8位移位寄存器74LS164 TTL單向使串行輸入并行輸出。其中A，B（引腳1，2）為串行數(shù)據(jù)輸入，2腳按照邏輯和操

62、作的輸入信號(hào)模式，當(dāng)輸入信號(hào)可以連接。T（8引腳）的時(shí)鐘輸入，發(fā)送端口可以連接到串行端口。每當(dāng)時(shí)鐘的上升沿信號(hào)至②，移一個(gè)位置，8個(gè)時(shí)鐘脈沖的所有8位二進(jìn)制數(shù)為74LS164后。R（9引腳）時(shí)重置客戶端，R = 0，和移位寄存器的所顯示的0，只有在R = 1和時(shí)鐘不工作。Q1…Q8（第3-6和10-13引腳）分別在LED顯示對(duì)應(yīng)段落汞---引腳輸出并聯(lián)。</p><p>　　圖5 電源電路模塊</p>

63、;<p>　　接口電路電路圖如圖6所示。</p><p>　　圖6 接口電路模塊</p><p>　　3.7 晶振電路模塊</p><p>　　晶振通常分為有源晶振和無源晶振兩種類型，無源晶振一般稱之為crystal(晶體)，而有源晶振則叫做oscillator(振蕩器)。</p><p>　　有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器

64、，壓電效應(yīng)，他是利用石英晶體振蕩器，晶體需要電力系統(tǒng)有源晶體振蕩器電路完成，不需要外部電路，它可以振蕩頻率，以提供高精度的頻率和參考信號(hào)的質(zhì)量是更好的比較信號(hào)。</p><p>　　無源晶振自身無法振蕩起來，它需要芯片內(nèi)部的振蕩電路一起工作才能振蕩，但信號(hào)質(zhì)量差，和更準(zhǔn)確的比活性的晶體。typically有源晶體有4個(gè)引腳，VCC，GND引腳與晶體振蕩器的輸出，在overhanging引腳。被動(dòng)oscillato

65、rs引腳2或3，如果它是一個(gè)3針，針是在收到的外殼中間的晶體，利用接地時(shí)，在線的兩端引腳2是導(dǎo)致晶體到腳，這是等價(jià)的兩個(gè)引腳，引腳是一個(gè)之間的電阻2，區(qū)分陽性和陰性。非活性的晶體，晶體是使用我們的在線雙釘，和有源晶體振蕩器，晶體只有在收到的輸入引腳，輸出引腳是不是必需的。</p><p>　　晶振電路電路圖如下圖7所示。</p><p>　　圖7 晶振電路模塊</p>&l

66、t;p>　　3.8 CAN通信模塊</p><p>　　CAN總線是現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)的一部分[8]。由于其很高的可靠性，高流量，連接方便，以及高效的性能的價(jià)格優(yōu)勢。多路徑網(wǎng)絡(luò)通過低成本的高速網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，應(yīng)用于電子，傳感器，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，防滑系統(tǒng)中擴(kuò)展到控制區(qū)域的二次利用，如數(shù)控機(jī)床，農(nóng)業(yè)機(jī)械，醫(yī)療設(shè)備和各種各樣的領(lǐng)域。</p><p>　　3.8.1 CAN總線基本原理&l

67、t;/p><p>　　在1980年底的第二十世紀(jì)，CAN總線是德國博世公司首先提出的，它屬于一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議在汽車產(chǎn)品，控制設(shè)備和測試數(shù)據(jù)之間的溝通和交流通過它[9]。CAN總線具有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）非常簡單的總線結(jié)構(gòu)，只有兩根信號(hào)線就可以實(shí)現(xiàn)不同模塊之間的數(shù)據(jù)通信和交換。</p><p>　?。?）滿足數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性和分布節(jié)點(diǎn)CAN網(wǎng)絡(luò)中的信

68、息的不同需求，分為不同的優(yōu)先級(jí)。</p><p>　?。?）靈活多樣的通信方式，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的控制模式。</p><p>　?。?）有一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸速率非?？斓?，最大速率可達(dá)1Mbps左右。</p><p>　?。?）在CAN總線，短幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)格式，而每幀數(shù)據(jù)將有一個(gè)CRC校驗(yàn)或其他驗(yàn)證方法，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，驗(yàn)證的方法可以保證非常低的錯(cuò)誤率

69、，在高干擾的情況下也可以使用，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性[10]。</p><p>　　3.8.2 CAN通信模塊電路設(shè)計(jì) </p><p>　　根據(jù)CAN的通信原理，電子控制系統(tǒng)單元CAN，通信模塊硬件主要由CAN控制器、CAN驅(qū)動(dòng)器及中心微處理器構(gòu)成?；?1系列單片機(jī)作為中央處理器的CAN通信模塊的傳統(tǒng)，CAN控制器SJA1000為驅(qū)動(dòng)器PCA82C250。這一選擇的晶片，占用空

70、間大，擴(kuò)展外圍接口有局限性，高功耗的同時(shí)。因此，在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，我采用了TJA1050和LPC2119驅(qū)動(dòng)器配有一個(gè)內(nèi)置CAN控制器的CAN通信模塊的電子控制系統(tǒng)。如圖1所示通信硬件圖模塊。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)理論，電子控制單元硬件CAN通信模塊主要由CAN控制器構(gòu)成，可以驅(qū)動(dòng)和中央微處理器?；?1系列單片機(jī)作為中央處理器的CAN通信模塊的傳統(tǒng)，CAN控制器SJA1000為驅(qū)動(dòng)器PCA82C250。這

71、一選擇的晶片，占用空間大，外圍接口擴(kuò)展的局限性，高功耗的同時(shí)。因此，在設(shè)計(jì)中，我們采用LPC2119和TJA1050驅(qū)動(dòng)器配有一個(gè)內(nèi)置CAN控制器的CAN通信模塊的電子控制系統(tǒng)[11]。</p><p>　　設(shè)計(jì)的電池管理系統(tǒng)，CAN總線的數(shù)據(jù)通信和傳輸。單片機(jī)PIC18F4580芯片集成的基于CAN總線的模塊，可以實(shí)現(xiàn)通過CAN總線收發(fā)器PCA82C250的對(duì)外擴(kuò)張，在單片機(jī)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成CAN總線，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸

72、的汽車電池管理系統(tǒng)的通信。但在實(shí)踐中，工作現(xiàn)場條件比較特殊，高共模電壓的存在中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的CAN總線，盡管對(duì)共模噪聲的影響CAN總線接口。當(dāng)電壓高的存在時(shí)，可以使收發(fā)裝置PCA82C250是不能正常工作，嚴(yán)重的情況下也會(huì)燒毀芯片外圍電路，所以在電路設(shè)計(jì)中的抗干擾能力的提高可以使其達(dá)到要求的模塊，采用更高性能的通信，CAN總線上各節(jié)點(diǎn)之間的電氣隔離方式將應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[12]。</p><p>　　CAN通信模塊

73、電路如圖8所示。</p><p>　　圖8 CAN通信模塊電路圖</p><p><b>　　4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思 </p><p>　　通過多種考慮最后確認(rèn)了采用C語言編程，目的是為了完成所需要的控制功能，保證程序的簡化性和合理性，來滿足電動(dòng)車輔助逆變電源系統(tǒng)的穩(wěn)

74、定性和安全性的要求。</p><p>　　在系統(tǒng)開始投入運(yùn)行后，首先初始化寄存器P80C592單片機(jī)，通過SA8282實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)初始化，然后進(jìn)行電動(dòng)車軟件啟動(dòng)程序的負(fù)載特性。當(dāng)三相電源輸出電壓滿足一定的要求后，電動(dòng)車逆變電源可很好進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)?？刂苹芈窓z測到線電壓，電流的情況，SA8282控制寄存器中所有參數(shù)，根據(jù)按照運(yùn)行的實(shí)際情況，如果需要話的調(diào)整PWM輸出，三相輸出。例如，運(yùn)行一段時(shí)間后的電動(dòng)車，電動(dòng)車功能下降

75、，導(dǎo)致三相逆變電源輸出電壓低于以前設(shè)定值，檢查是否通過sa8282 P80c592現(xiàn)象，輸出電壓振幅和電動(dòng)車穩(wěn)定的功率輸出是否達(dá)到要求[13]。</p><p>　　同時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制程序還將定期控制參數(shù)。如果車輛控制系統(tǒng)通信可以修改變頻器的運(yùn)行參數(shù)，P80C592將運(yùn)行在新的參數(shù)來調(diào)節(jié)輸出。</p><p>　　程序中斷的程序有：系統(tǒng)處理故障程序，CAN總線通訊和數(shù)據(jù)采集程序。</

76、p><p>　　數(shù)據(jù)的采集程序，需要通過系統(tǒng)芯片中計(jì)數(shù)定時(shí)器來觸發(fā)，輸入數(shù)據(jù)采樣A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到逆變電路輸出，然后運(yùn)行CPU。</p><p>　　CAN總線通信程序包括多個(gè)程序，其基本程序結(jié)構(gòu)根據(jù)圖8所示。當(dāng)CAN總線通訊程序運(yùn)行后，控制器可以執(zhí)行P80C592下達(dá)的相關(guān)系統(tǒng)命令。系統(tǒng)主機(jī)要請(qǐng)求的數(shù)據(jù)發(fā)生時(shí)，車輛的計(jì)算機(jī)查詢節(jié)點(diǎn)狀態(tài)獲取驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所運(yùn)行的參數(shù)，節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)

77、，如果系統(tǒng)查詢運(yùn)行所修改參數(shù)，就可以將存儲(chǔ)中的控制參數(shù)提取[14]。</p><p>　　4.2 主控程序軟件設(shè)計(jì) </p><p>　　4.2.1 主控程序設(shè)計(jì)方案</p><p>　　P80C592單片機(jī)MCU編寫的主控程序，主要包括數(shù)據(jù)信息讀入單片機(jī)，由單片機(jī)存器進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，通過CAN總線通信，進(jìn)行相應(yīng)問題處理，可完成對(duì)電動(dòng)汽車電池組的管理功能。<

78、/p><p>　　電池工作狀態(tài)數(shù)據(jù)讀取由主控芯片的功能和電源管理芯片和主控oz8920通信，單片機(jī)是通過I2C總線的EEPROM芯片的讀（oz8920）中的數(shù)據(jù)，從獲得的電池電壓，電流和溫度，和工作狀態(tài)信息；通信模塊，通過CAN總線將主控裝置汽車控制系統(tǒng)和整個(gè)汽車通信工作，把電池和電池狀態(tài)信息，參數(shù)信息和報(bào)警信息，上到全車控制器，車輛控制器發(fā)送和接收控制信號(hào)和數(shù)據(jù)。</p><p>　　4.2

79、.2 主程序設(shè)計(jì)流程 </p><p>　　主控程序流程的工作包括系統(tǒng)初始化、CAN通信處理、控制子程序等部分。用以滿足整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于參數(shù)信息采集，當(dāng)發(fā)現(xiàn)哪個(gè)參數(shù)不在設(shè)定范圍內(nèi)，由單片機(jī)控制器發(fā)出聲光報(bào)警提示信息，最后經(jīng)CAN總線通信發(fā)送至主控制器，實(shí)現(xiàn)分別對(duì)各個(gè)子程序的調(diào)用工作[15]。系統(tǒng)主程序流程圖如圖9所示。</p><p>　　控制程序中的三個(gè)中斷程序如下：數(shù)據(jù)采集程序，CAN總

80、線通信和故障處理程序。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集程序，通過芯片計(jì)數(shù)器定時(shí)觸發(fā)，輸入數(shù)據(jù)采樣A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到逆變電路輸出，運(yùn)行CPU。</p><p>　　CAN總線通信程序包括多個(gè)子程序[16]。當(dāng)通信程序觸發(fā)后，可以在控制器P80C592命令字執(zhí)行相關(guān)任務(wù)。主機(jī)在請(qǐng)求當(dāng)前數(shù)據(jù)時(shí)，將變頻器的運(yùn)行參數(shù)對(duì)車輛系統(tǒng)狀態(tài)的電腦查詢節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)提出修改運(yùn)行參數(shù)

81、，將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的控制參數(shù)。</p><p>　　系統(tǒng)初始化過程中使整個(gè)軟件系統(tǒng)控制寄存器需要設(shè)置初始設(shè)置初始值，目的是確保系統(tǒng)工作電源，并能在開機(jī)時(shí)進(jìn)行自我測試，看看是否有異常參數(shù)監(jiān)測模塊。參數(shù)檢測子模塊如圖10所示。</p><p>　　圖9 主程序流程圖 </p><p>　　圖10 參數(shù)檢測子模塊</p

82、><p>　　4.3 故障處理程序設(shè)計(jì)</p><p>　　故障處理程序具有中斷程序的優(yōu)先級(jí)，能夠自動(dòng)分辨出優(yōu)先級(jí)，即外部中斷（INT0）0 P80C592與SA8282芯片引腳連接的運(yùn)行。當(dāng)電動(dòng)車的輔助逆變變頻器發(fā)生故障的時(shí)候，IPM會(huì)將發(fā)生故障信號(hào)會(huì)傳送SA8282芯片，系統(tǒng)會(huì)在立即在PWM輸出，并且發(fā)給P80C592采取中斷措施，觸發(fā)的故障會(huì)馬上進(jìn)行處理，完成處理后。故障處理程序SA8

83、282關(guān)閉，然后由電動(dòng)車CAN總線PC故障代碼寫參數(shù)與當(dāng)前運(yùn)行的系統(tǒng)完成消息的發(fā)送；來恢復(fù)了單片機(jī)系統(tǒng)控制關(guān)閉，安全關(guān)機(jī)。故障診斷模塊的子程序如圖11所示 [17] 。</p><p>　　4.4 CAN總線數(shù)據(jù)通信子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)CAN總線的通信原理，在接收過程中，主要通過標(biāo)志的內(nèi)部寄存器為“0”或?yàn)椤?”，數(shù)據(jù)已由“1”標(biāo)志為收到，“0”表示為

84、他們沒有收到數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)還沒有完成；在數(shù)據(jù)發(fā)送，發(fā)送相關(guān)的初始化數(shù)據(jù)，格式和參數(shù)的ID碼，包括數(shù)據(jù)的長度是一樣的。根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送CAN總線的通信原理，在發(fā)送過程中，主要通過發(fā)送標(biāo)志位內(nèi)部寄存器為“0”“1”一個(gè)數(shù)據(jù)幀發(fā)送到標(biāo)志識(shí)別，當(dāng)標(biāo)志為“0”時(shí)，表明沒有數(shù)據(jù)發(fā)送或發(fā)送的數(shù)據(jù)還沒有完成；當(dāng)標(biāo)志為“1”，這意味著1幀數(shù)據(jù)發(fā)送和已發(fā)送，發(fā)送緩沖區(qū)中上傳，所以通知CPU發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送，同時(shí)，寄存器自動(dòng)清除標(biāo)志位發(fā)送，寄存器自動(dòng)添加此位被清零，

85、用于下一幀數(shù)據(jù)傳輸[18]。CAN總線數(shù)據(jù)通信接收子程序流程圖如圖12所示。</p><p>　　圖11 故障處理子模塊</p><p>　　圖12 CAN總線數(shù)據(jù)通信子程序流程圖</p><p>　　CAN通信網(wǎng)絡(luò)引入電動(dòng)車所提供的車輛的各個(gè)子系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，實(shí)施全局優(yōu)化控制，為所有車輛的智能節(jié)點(diǎn)實(shí)施的控制。P80C592集成控制器為核心，結(jié)合三相逆變電源，不僅安

86、全，穩(wěn)定性高，數(shù)據(jù)交換快和車輛控制精準(zhǔn)，不同的電動(dòng)車參與一個(gè)專用的PWM波形的電動(dòng)汽車芯片SA8282計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，都需要使用不同的電動(dòng)汽車CAN總線協(xié)議[19]。采用適當(dāng)?shù)淖兏刂瞥绦?，只需更改與CAN控制程序通信程序的程序段，就能夠訪問整個(gè)車輛系統(tǒng)，使逆變器具有更多的功能。</p><p>　　5 電路開環(huán)仿真結(jié)果</p><p><b>　　5.1開環(huán)仿真</b

87、></p><p>　　圖13所示為車載逆變電源原理圖，及在任意負(fù)載下的波形，逆變SPWM 調(diào)制波形。下面將為在開環(huán)負(fù)載下SA8282 輸出PWM 波、中間級(jí)直流電壓、輸出正弦波等波形做分析。設(shè)負(fù)載分別約為50W 額定負(fù)載、RL=230Ω 和負(fù)載約為25W,RL=1KΩ，將SA8282 輸出波形占空比設(shè)定為0.5。SA8282 輸出PWM 波、及未經(jīng)調(diào)制SPWM 波輸出及正弦波波形如圖13所示。</p

88、><p>　　圖13 SA8282輸出PWM波 </p><p>　　圖14與15 的對(duì)比可以看出未經(jīng)調(diào)制的SPWM 波，當(dāng)負(fù)載減輕時(shí)其幅值上升。 </p><p>　　圖14 50W未經(jīng)濾波的SPWM波</p><p>　　圖15 25W未經(jīng)濾波的SPWM波</p><p>　　圖16與圖17的對(duì)比可以看出當(dāng)負(fù)載減

89、輕時(shí)輸出正弦波電壓上升。</p><p>　　圖16 50W正弦波輸出</p><p>　　圖17 25W正弦波輸出</p><p>　　從以上的波形對(duì)比可以看出，在開環(huán)狀態(tài)下，中間級(jí)直流輸出及輸出正弦波在負(fù)載變化下，其輸出波形電壓幅值也將隨著變化。這樣輸出電壓不穩(wěn)定，可能會(huì)對(duì)用點(diǎn)設(shè)備造成損害,使系統(tǒng)發(fā)生故障，這樣就需要關(guān)閉輸出，進(jìn)行安全關(guān)機(jī)。</p>

90、;<p>　　5.2 仿真結(jié)果總結(jié)</p><p>　　該章主要對(duì)電路系統(tǒng)在開環(huán)狀態(tài)下，負(fù)載變化時(shí)的中間級(jí)直流輸出，正弦波輸出波形進(jìn)行了仿真分析。在開環(huán)狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)載減輕時(shí)，輸出電壓會(huì)升高，這樣會(huì)對(duì)用電設(shè)備的安全造成威脅，引起設(shè)備發(fā)生故障，這時(shí)就需要斷開輸出，進(jìn)行安全關(guān)機(jī)。通過CAN的控制總線，發(fā)生出來的故障需要向各個(gè)節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)進(jìn)行報(bào)告，并對(duì)總線中每個(gè)發(fā)生的故障做出操作，如：在位于電動(dòng)車上顯示系

91、統(tǒng)顯示出系統(tǒng)做出的預(yù)警告示信息,提醒駕駛員減速。由電動(dòng)車能量管理系統(tǒng)發(fā)出命令關(guān)閉輔助逆變電源的輸入，接收其錯(cuò)誤代碼和保存當(dāng)前電動(dòng)車運(yùn)行數(shù)據(jù)，來方便維修人員排除故障。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)在黃海波老師精心指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求下，終于完成了支持CAN總線的電動(dòng)車輔助逆變電源的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)這兩年學(xué)習(xí)成績的檢閱以及檢查

92、我們的動(dòng)手能力，平時(shí)學(xué)的課程很少能融會(huì)貫通，通過CAN總線的電動(dòng)車輔助逆變電源的設(shè)計(jì)，讓平時(shí)所學(xué)的知識(shí)得到了進(jìn)一步的鞏固，讓理論和實(shí)踐得到了很好的結(jié)合。</p><p>　　剛一開始拿到這個(gè)題目時(shí)不知如何下手，由于對(duì)這方面的知識(shí)了解很少，走了不少彎路，甚至出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤，但正是在這一次的錯(cuò)誤中讓我學(xué)到了許多知識(shí)，同時(shí)也磨練了自己的耐心并加強(qiáng)了對(duì)軟件平臺(tái)的操作水平。在這次寫論文中學(xué)到了許多以前沒有接觸到的知識(shí)，學(xué)到

93、了如何用Keil4、億圖、電路仿真軟件等軟件。在黃海波老師的精心和耐心的指導(dǎo)下終于實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)車的輔助逆變電源的基本功能，如電動(dòng)車上各種智能化節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化。每位老師都很有耐心，他們會(huì)把每個(gè)知識(shí)都講解的很清晰，遇到不會(huì)的他們都很有耐心的給我們講解，一直到聽懂為止。在設(shè)計(jì)中不僅學(xué)到了專業(yè)知識(shí)還學(xué)到了怎樣做人，如何與人交流，遇到問題要多思考多和同學(xué)交流，多和老師交流。這兩年充實(shí)的生活告訴我，只有不斷經(jīng)歷考驗(yàn)、挫折、甚至失敗，才能逼近最終的理想。生

94、于斯時(shí)，長于斯境，唯有以雙倍的努力、十倍的耐心、百倍的豪情和千倍的執(zhí)著來完成原賦的使命。</p><p>　　CAN總線的電動(dòng)車輔助逆變電源的設(shè)計(jì)的完成意味著大學(xué)生快要結(jié)束，大學(xué)這兩年它帶給我的影響不是可以用時(shí)間來衡量的，這兩年來經(jīng)過所以的事，都是人生生活回味的一部分。對(duì)于今后迎接的是更多的困難，經(jīng)過畢業(yè)設(shè)計(jì)的錘煉，相信能更好的面對(duì)生活面對(duì)未來，把握機(jī)遇。在大學(xué)里得到了最好的訓(xùn)練，這將是大學(xué)生活最美好的回憶，要把

95、學(xué)習(xí)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化正能量，為著美好未來而努力奮斗，相信生活相信自己相信未來！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 朱正禮,任少云.CAN 總線系統(tǒng)在電動(dòng)轎車上的應(yīng)用.[D]汽車工程,2013</p><p>　　Zhu Zhengli. low cloud, application of CAN-bus sy

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