基于CAN總線的電動車電源設(shè)計

?五組8位I/O端口和一組與A/D變換器模擬量輸入共用的8位輸入口

?具有8路模擬量輸入的10位A/D變換器

?與標(biāo)準(zhǔn)80C51兼容的全雙工UART

?具有總線故障管理功能的1Mbps CAN控制器

?與內(nèi)部RAM進行DMA數(shù)據(jù)傳送的CAN控制器

P8xC592共有68個管腳，其中包括6個8位I/O口，P0～P3與80C51相同，但P1可以用作一些特殊功能，包括4個捕獲輸入端、外部計數(shù)器輸入端、外部計數(shù)器復(fù)位輸入端和CAN接口的CTX0和CTX1輸出端。并行I/O口P4的功能與P1、P2和P3相同。P5口是不是有輸出功能的并行輸入口，主要用作A/D變換器的模擬量輸入端。?

P8xC592內(nèi)含CAN控制器，包括為實現(xiàn)高性能串行網(wǎng)絡(luò)通信所必需的所有硬件，從而能夠控制通信流順利通過CAN協(xié)議的局域網(wǎng)。為了避免出現(xiàn)混亂，芯片中增加的CAN控制器對于CPU是作為能夠雙方獨立工作的存儲器映像外圍設(shè)備出現(xiàn)的，即可以把P8xC592簡單設(shè)想為兩個獨立工作器件的集成體。如果關(guān)閉CAN控制器部分的功能，該芯片可以僅作為帶有模擬量A/D轉(zhuǎn)換的普通8位單片機使用。

啟用CAN控制器的功能，主要借助四個特殊功能寄存器(SPR)實現(xiàn)，CPU對CAN控制器的控制及其訪問都通過它們完成。這四個特殊功能寄存器分別為：(1)地址寄存器(CANADR)，CPU通過CANADR讀/寫CAN控制器的驗收碼寄存器;(2)數(shù)據(jù)寄存器(CANDAT)，CANDAT對應(yīng)由CANADR指向的CAN控制器內(nèi)部寄存器;(3)控制寄存器(CANCON)，它具有兩個功能，讀CANCON意味著訪問CAN控制器的中斷寄存器，寫CANCON意味著訪問命令寄存器;(4)狀態(tài)寄存器(CANSTA)，具有兩個功能，讀CANSTA是訪問CAN控制器的狀態(tài)寄存器，寫CANSTA 是為后續(xù)的DMA傳輸設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM的地址。此外，DMA邏輯允許CAN控制器與CPU在片主RAM之間的高速數(shù)據(jù)交換。

在芯片初始化階段，CPU通過向CANCON和CANSTA寫入內(nèi)容，完成CAN控制器的功能初始化。在實際通訊過程中，CPU則利用四個寄存器使CAN控制器接收和發(fā)送數(shù)據(jù)信息。

3 逆變電源系統(tǒng)軟件設(shè)計

輔助三相逆變電源的控制軟件通過8051匯編語言編制，在完成其控制功能外，力求程序的合理與簡化，以適應(yīng)電動汽車對系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的要求。

系統(tǒng)上電運行后，單片機P80C952首先對SA8282芯片初始化寄存器進行數(shù)據(jù)初始化，然后根據(jù)負載電機的特點執(zhí)行軟啟動程序。當(dāng)三相輸出電壓達到預(yù)定值時，三相逆變電源即進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。此后控制程序?qū)⒀h(huán)檢測各線路的電壓、電流情況，根據(jù)情況修改SA8282控制寄存器參數(shù)，調(diào)整 PWM輸出，從而改變?nèi)噍敵?。例如?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/電動車">電動車運行一段時間后，電池組電壓下降，導(dǎo)致逆變電源的三相輸出電壓低于設(shè)定值，P80C592檢測到該現(xiàn)象后，通過SA8282提高電壓輸出幅值，確保電源輸出的穩(wěn)定。

同時，控制程序還將定期檢測數(shù)據(jù)存儲器中的控制參數(shù)。若整車控制系統(tǒng)通過CAN通訊修改了逆變電源的運行參數(shù)，P80C592將根據(jù)新的運行參數(shù)調(diào)整輸出。

控制程序中的三個中斷程序分別為：數(shù)據(jù)采集程序、CAN總線通訊程序和故障處理程序。

數(shù)據(jù)采集程序通過芯片內(nèi)部計數(shù)器定時觸發(fā)，對逆變電源的輸入、輸出線路進行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后存入數(shù)據(jù)存儲器，交給CPU進行運行狀況判斷。

CAN總線通訊程序包含若干子程序。當(dāng)通訊程序觸發(fā)后，P80C592的CAN控制器提據(jù)命令字執(zhí)行相關(guān)任務(wù)。當(dāng)上位機請求數(shù)據(jù)時，將逆變電源的各項運行參數(shù)傳輸給整車系統(tǒng);當(dāng)上位機查詢節(jié)點狀態(tài)時，將當(dāng)前CAN節(jié)點狀態(tài)等數(shù)據(jù)發(fā)磅出去;當(dāng)上位機要求修改運行參數(shù)時，將接收的數(shù)據(jù)參數(shù)存入數(shù)據(jù)存儲器。

故障處理程序具有最高的中斷優(yōu)先權(quán)，即將P80C592的外部中斷0(INT0)管腳與SA8282芯片的TRIP管腳相連。當(dāng)逆變電路發(fā)生故障時，IPM會發(fā)出故障信號給SA8282芯片，由后者在第一時間關(guān)斷PWM輸出，并向P80C592發(fā)出中斷信號，觸發(fā)故障處理程序。故障處理程序首先將SA8282關(guān)閉;然后通過CAN總線通知上位機有故障發(fā)生，并將故障代碼和當(dāng)前系統(tǒng)運行參數(shù)寫入報文同時發(fā)送;最后控制單片機將整個系統(tǒng)關(guān)閉，實現(xiàn)安全關(guān)機。

CAN通信網(wǎng)絡(luò)的引入為電動車的全局優(yōu)化控制提供了條件，車輛的每個子系統(tǒng)都因此成為整車控制中的智能節(jié)點。采用集成CAN控制器的 P8xC592單片機作為控制核心，結(jié)合SA8282專用PWM波形發(fā)生芯片設(shè)計出的電動車用輔助三相逆變電源，不僅安全穩(wěn)定性高，還能夠充分參與整車的數(shù)據(jù)交換和控制。對于采用不同CAN總線協(xié)議的電動車輛，只需適當(dāng)修改控制程序中有關(guān)CAN通訊的部分程序段，就可以順利接入整車系統(tǒng)，使該逆變電源具有更強的通用性。

以上內(nèi)容就是成都盤灃科技有限公司小編就基于CAN總線的電動車電源設(shè)計的介紹?；贑AN總線技術(shù)在汽車上的運用，汽車電子行業(yè)亟需大量專業(yè)人才，全國各大高校也在開展汽車電子人才的培養(yǎng)教學(xué)工作。成都盤灃科技有限公司致力于為汽車電子的產(chǎn)品研發(fā)、教育培訓(xùn)、職業(yè)培訓(xùn)提供專業(yè)的研發(fā)、培訓(xùn)、實驗教學(xué)設(shè)備與技術(shù)咨詢服務(wù)。已經(jīng)開發(fā)出實驗箱、展板臺架、實車臺架等系列“汽車電子與CAN總線網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)系統(tǒng)”;并率先在國內(nèi)推出“汽車CAN 總線網(wǎng)絡(luò)仿真開發(fā)工具”填補了國內(nèi)汽車CAN總線設(shè)計工具的空白。為合作伙伴提供良好的發(fā)展契機;為廣大汽車電子的研發(fā)人員、從業(yè)人員提供良好的開發(fā)、學(xué)習(xí)平臺。堅持以“平等、開放、自由、和諧”為核心價值，通過我們的專業(yè)服務(wù)和不懈努力，展現(xiàn)民族企業(yè)的光輝形象，為我國汽車行業(yè)的技術(shù)進步和教育事業(yè)的人才培養(yǎng)做出我們最大的貢獻!