專利名稱：一種新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，特別涉及一種基于嵌入式技術(shù)的新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
動(dòng)力電池檢測技術(shù)是近年來發(fā)展較快的一項(xiàng)高新技術(shù)，它主要針對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的綜合性能檢測,包括電池端電壓、充放電電流、電池表面溫度、電池內(nèi)阻、容量及剩余電量、壽命、荷電保持能力等。動(dòng)力電池檢測技術(shù)隨著電動(dòng)汽車的廣泛應(yīng)用而產(chǎn)生，它的迅速發(fā)展依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是嵌入式微處理器技術(shù)的飛速發(fā)展，動(dòng)力電池檢測技術(shù)也隨之進(jìn)入嵌入式的時(shí)代。目前傳統(tǒng)的動(dòng)力電池檢測設(shè)備一般采用8位或16位的單片機(jī)來進(jìn)行控制，微處理器的頻率一般都是幾兆到幾十兆赫茲，運(yùn)行速度慢，處理能力較差，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，軟件上不具備操作系統(tǒng)，人機(jī)交換也不方便，所有的這些都直接影響著設(shè)備的性能。在數(shù)據(jù)管理方面，傳統(tǒng)的動(dòng)力電池檢測設(shè)備一般不具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能或者只依靠幾十kbit的EEPROM來存儲(chǔ)少量的數(shù)據(jù)。因此，設(shè)備在運(yùn)行一段時(shí)間后必須與上位機(jī)建立連接，將檢測到的數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)來進(jìn)行分析和處理。這樣帶來的后果就是設(shè)備不能長時(shí)間的獨(dú)立運(yùn)行，需要時(shí)刻與上位機(jī)連接，大大限制了設(shè)備的應(yīng)用場合。在數(shù)據(jù)通信方面，傳統(tǒng)的動(dòng)力電池檢測設(shè)備一般通過標(biāo)準(zhǔn)RS232或RS485與上位機(jī)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和上位機(jī)之間的串行通信，其傳輸速率慢，可靠性低。當(dāng)然，檢測設(shè)備可以通過外部通信轉(zhuǎn)換模塊與外部網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，形成檢測網(wǎng)絡(luò)。但這樣一來，通信速率的瓶頸問題在實(shí)際上并未得到解決，而需要的輔助設(shè)備較多，使設(shè)備成本大大增加；另一方面不同廠家的設(shè)備并不通用，給設(shè)備的使用方帶來諸多的不便，同時(shí)整個(gè)行業(yè)的硬件聯(lián)網(wǎng)變得異常困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，它能解決上述問題， 其面向工業(yè)測控領(lǐng)域并具有可重構(gòu)特性的，集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信和設(shè)備控制為一體。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的一種新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，包括用于輸入動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)的AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、用于向受測電池輸出采集控制信號(hào)的I/o接口模塊、用于對(duì)動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)采集處理及充放電控制的微處理器、用于存儲(chǔ)所述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及程序的存儲(chǔ)器模塊、用于顯示電池狀態(tài)信息的觸摸屏顯示單元和用于為上述各模塊提供合適工作電壓的電源電路；所述微處理器的相應(yīng)端口與所述AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、I/O接口模塊、存儲(chǔ)器模塊、觸摸屏顯示單元的相應(yīng)接口相連接，當(dāng)微處理器通過I/O接口模塊向受測電池輸出采集控制信號(hào)時(shí)，微處理器接收和處理從AD/DA轉(zhuǎn)換模塊輸入的動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器模塊中，并控制觸摸屏顯示單元顯示檢測結(jié)果。作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，還包括用于將電池狀態(tài)信息傳輸至上位機(jī)進(jìn)行處理和顯示的通信單元；所述微處理器為可支持單機(jī)工作模式和聯(lián)網(wǎng)工作模式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的嵌入式微處理器，所述通信單元連接到所述微處理器的相應(yīng)端口。作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述微處理器為ARM處理器。作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述存儲(chǔ)器模塊包括用于程序運(yùn)行的SDRAM存儲(chǔ)器、用于程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的DataFlash存儲(chǔ)器和NAND Flash存儲(chǔ)器。作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，還包括擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊；所述擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊包括 EEPROM存儲(chǔ)器和SD/MMC卡模塊。作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述通訊單元包括用于實(shí)現(xiàn)微處理器與外部設(shè)備的以太網(wǎng)通信的10/1OOM以太網(wǎng)通信模塊、用于實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的USB端口與計(jì)算機(jī)連接的USB 接口模塊、UART串行接口模塊和用于實(shí)現(xiàn)檢測設(shè)備與電池間通信功能的CAN接口模塊。作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，還包括用于將微處理器多余的IO信號(hào)線引出的外部PIO擴(kuò)展模塊。作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，還包括用于實(shí)現(xiàn)邊界掃描的仿真接口模塊；仿真接口模塊連接到所述微處理器的相應(yīng)端口。作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，還包括用于顯示動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)的LCD顯示模塊；IXD顯示模塊連接到所述微處理器的相應(yīng)端口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)采用了具有高速性能和豐富接口資源的32位微處理器，具有集成度高，外部接口電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在源代碼公開的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，建立一個(gè)適合嵌入式智能檢測控制系統(tǒng)使用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，降低了設(shè)備及其系統(tǒng)的成本。本系統(tǒng)還具有內(nèi)核小、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠等突出的優(yōu)點(diǎn)，適合在環(huán)境比較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場運(yùn)行?；谇度胧较到y(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，有利于構(gòu)建通用型的控制系統(tǒng)，提高控制系統(tǒng)的應(yīng)用效率和使用場合。

[0019]下[0020]圖[0021]圖[0022]圖[0023]圖[0024]圖[0025]圖[0026]圖[0027]圖[0028]圖[0029]圖[0030]圖[0031]圖[0032]圖13為本實(shí)用新型中觸摸屏模塊的電路原理圖；圖14為本實(shí)用新型中外部PIO擴(kuò)展模塊的電路原理圖；圖15為本實(shí)用新型中實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊的電路原理圖；圖16為本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用示意具體實(shí)施方式
圖I示出了本實(shí)用新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式
，包括用于輸入動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)的AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、用于向受測電池輸出采集控制信號(hào)的I/O接口模塊、 用于對(duì)動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)采集處理及充放電控制的微處理器、用于存儲(chǔ)所述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及程序的存儲(chǔ)器模塊、用于顯示電池狀態(tài)信息的觸摸屏顯示單元和用于為上述各模塊提供合適工作電壓的電源電路；所述微處理器的相應(yīng)端口與所述AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、I/O接口模塊、存儲(chǔ)器模塊、觸摸屏顯示單元的相應(yīng)接口相連接。在動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)處于單機(jī)工作模式下，當(dāng)微處理器通過I/O接口模塊向受測電池輸出采集控制信號(hào)時(shí)，微處理器接收和處理從AD/DA轉(zhuǎn)換模塊輸入的動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器模塊中，并控制觸摸屏顯示單元顯示檢測結(jié)果；在動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)處于聯(lián)網(wǎng)工作模式下，微處理器接收和處理I/ O接口模塊輸入的動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)信息，并通過通信單元傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行處理和顯示。本實(shí)施方式還包括擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊、外部PIO擴(kuò)展模塊、仿真接口模塊和IXD顯示模塊，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展。如圖2所不,本實(shí)施例的微處理器模塊米用型號(hào)為AT91SAM9263的嵌入式微處理器U1、無源晶振Yl和Y2以及外部電路。微處理器Ul用于對(duì)動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)采集處理及充放電控制，是ATMEL公司生產(chǎn)的采用ARM926EJ-S arm內(nèi)核的32位嵌入式微處理器，具有DSP 擴(kuò)展指令集，JAVA硬件加速，微處理器Ul是控制系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)通信。微處理器Ul采用兩級(jí)供電方式內(nèi)核采用1.2V 直流電源供電，芯片內(nèi)部功耗更低；一般外設(shè)輸入輸出端口采用3. 3V供電，保持其外設(shè)的通用性。無源晶振Yl和Y2為微處理器Ul提供工作時(shí)鐘。其中Y2的頻率為32. 768KHz，為 Ul提供慢時(shí)鐘；Y1的頻率為18. 432MHz，是Ul的主時(shí)鐘。Ul在上電復(fù)位后，先由Y2為Ul 提供慢時(shí)鐘，使Ul首先工作起來，慢時(shí)鐘穩(wěn)定工作后，主時(shí)鐘接入微處理器U1，U1以主時(shí)鐘作為工作頻率，進(jìn)入正常工作的狀態(tài)。主時(shí)鐘和慢時(shí)鐘基準(zhǔn)經(jīng)過微處理器內(nèi)部兩個(gè)鎖相環(huán) (PLL)后，產(chǎn)生系統(tǒng)所需的各種CPU時(shí)鐘、外設(shè)時(shí)鐘以及USB器件工作時(shí)鐘。外部電路包括并接在微處理器Ul的每一個(gè)電源輸入引腳的100NF的濾波電容，其可以有效地降低電源的波動(dòng)對(duì)微處理器所造成的干擾，使微處理器Ul能更穩(wěn)定的工作。其中，AT91SAM9263是一款高性能工業(yè)級(jí)微處理器，其最高頻率為200MHz，擁有 220MIPS的運(yùn)算能力，該處理器集成了豐富的片上資源包括16Kbyte數(shù)據(jù)緩存，16Kbyte 指令緩存，帶寫入緩存；全功能的MMU虛擬內(nèi)存管理單元；9條32位混合矩陣，達(dá)到最高 28. 8Gbps片內(nèi)總線帶寬，支持啟動(dòng)模式選擇，支持內(nèi)存重定位指令；內(nèi)置存儲(chǔ)器128Kbyte ROM,80Kbyte SRAM、16Kbyte SRAM ;EBI 接口控制器(支持 SDRAM，Static Memory, CompactFlash 和NAND Flash)、復(fù)位控制器、關(guān)機(jī)控制器、支持后備電池的20個(gè)32bit掉電保護(hù)寄存器；增強(qiáng)的時(shí)鐘和電源管理控制器(PMC)，帶有兩個(gè)PLL的片內(nèi)振蕩器，4個(gè)可編程的外部時(shí)鐘信號(hào)，包括定時(shí)中斷、看門狗、兩個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘定時(shí)器；8級(jí)別優(yōu)先權(quán)，可以單獨(dú)
5啟用或禁止每一個(gè)中斷，兩路外部中斷源和一路快速中斷，可防止虛假中斷；嵌有LCD控制器，最大支持2048*2048分辨率TFT-IXD，支持虛擬窗口緩沖區(qū)，擁有2D圖形協(xié)處理器、圖像傳感器接口 ；5個(gè)32位的IO控制器；I個(gè)10/100M Ethernet控制器；2個(gè)USB2. O主機(jī)接口、I個(gè)USB2. O設(shè)備接口 ；兼容2. OA和2. OB-compliant的CAN控制器；2組多媒體卡接口 MCI ;兩組同步串行控制器(SSC) ;1個(gè)AC97控制器；3組通用同步/異步收發(fā)器(USART) ；2 組主/從串行外設(shè)接口(SPI) ;1個(gè)三通道16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；I個(gè)4通道16位PWM控制器； I個(gè)兩線接口(TWI)，僅主機(jī)模式支持全部的EEPROM JTAG/ICE等。正是因?yàn)锳T91SAM9263 具有如此豐富的內(nèi)部資源，使得它的外設(shè)接口電路非常的簡單。如圖3所示，本實(shí)施例的電源電路包括5. OV電源電路、3. 3V電源電路和I. 2V電源電路，它們用于實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，為系統(tǒng)提供合適的工作電壓。5. OV電源電路采用電平轉(zhuǎn)換芯片C0N1、型號(hào)為SMBJ12C/CA的穩(wěn)壓管TVSl和型號(hào)為SMBJ5. 0C/CA的穩(wěn)壓管TVS2組成， 通過型號(hào)為SMBJ5. 0C/CA的穩(wěn)壓管TVS2穩(wěn)壓后，電平轉(zhuǎn)換芯片CONl將12V的外部輸入電壓，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流5. OV電壓供微處理器母板使用，其輸出端口 5V0分別連接到檢測系統(tǒng)中各模塊的5V0供電端口。3. 3V電源電路采用型號(hào)為SPX1117-33的LDO型的電平轉(zhuǎn)換芯片U4及其外部電路組成，其作用是將直流5. OV的微處理器母板電壓轉(zhuǎn)換為直流3. 3V的電壓供給微處理器IO 口以及外圍芯片使用，其輸出端口 3V3分別連接到檢測系統(tǒng)中各模塊的3V3供電端口。I. 2V電源電路采用型號(hào)為MIC5248-1. 2BM5的LDO型的電平轉(zhuǎn)換芯片U2 及其外部電路組成，其作用是將直流3. 3V的電壓轉(zhuǎn)換成直流I. 2V的電壓，供微處理器內(nèi)核使用，其輸出端口 1V2分別連接到檢測系統(tǒng)中各模塊的1V2供電端口。如圖4所示，本實(shí)施例的復(fù)位電路采用型號(hào)為LP3470M5-293的復(fù)位芯片U3及其外部電路組成，其中復(fù)位芯片U3可以支持手動(dòng)復(fù)位和電平復(fù)位兩種復(fù)位方式,復(fù)位信號(hào)具有高、低兩種電平。復(fù)位芯片U3的引腳4作為手動(dòng)復(fù)位的輸入端，當(dāng)斷開跳線帽J4，引腳5 是低電平復(fù)位信號(hào)的輸出端，為控制器中各種需要復(fù)位信號(hào)的器件提供低電平的復(fù)位信號(hào) (NRST)，連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。接上跳線帽J4，引腳5輸出低電平作為調(diào)試復(fù)位信號(hào)(NTRST)使用，連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。兩個(gè)復(fù)位信號(hào)都需要上拉一個(gè)IOK的電阻RlO以增強(qiáng)其驅(qū)動(dòng)能力。 如圖5所示，本實(shí)施例的仿真接口模塊采用JTAG仿真接口 C0N5及其外部電路組成，JTAG仿真接口 C0N5的引腳3、引腳5、引腳7、引腳9、引腳11、引腳13和引腳15連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口，JTAG仿真接口 C0N5支持標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描仿真協(xié)議。如圖6所示，本實(shí)施例的SD/MMC卡模塊采用SD/MMC卡C0N9及其外部電路組成， SD/MMC卡C0N9的引腳1_10連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。利用微處理器內(nèi)部集成的SD/ MMC控制器，在系統(tǒng)中非常方便的設(shè)計(jì)了 SD/MMC卡接口，使系統(tǒng)可以使用SD/MMC卡對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，有效地增強(qiáng)了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。如圖7所示，本實(shí)施例的存儲(chǔ)器模塊包括NAND Flash存儲(chǔ)器U9及其外部電路、 DataFlash存儲(chǔ)器U8及其外部電路、SDRAM存儲(chǔ)器U4和U5及其外部電路以及EEPROM存儲(chǔ)器UlO及其外部電路。NAND Flash存儲(chǔ)器U9用于滿足程序的需要，主要用來存儲(chǔ)檢測數(shù)據(jù)，其容量大小可以根據(jù)實(shí)際的需要來進(jìn)行選擇，本實(shí)施例中采用三星公司生產(chǎn)的型號(hào)為K9F2G08U0M的256M的8bit NANDFlash存儲(chǔ)器，它的電路結(jié)構(gòu)簡單，只需要8位數(shù)據(jù)線和6根一般I/O線就可以實(shí)現(xiàn)與微處理器的連接，其引腳29、引腳30、引腳31、引腳32、引腳41、引腳42、引腳43和引腳44分別一一對(duì)應(yīng)的連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。 DataFlash存儲(chǔ)器U8用于滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需要，主要用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行所需的程序和重要數(shù)據(jù)，其容量大小可以根據(jù)實(shí)際的需要來進(jìn)行選擇，本實(shí)施例中采用Atmel公司生產(chǎn)的型號(hào)為AT45DB321D-SU的DataFlash存儲(chǔ)器，它是一種容量32Mbit的閃存芯片，連接單總線緩沖門與型號(hào)為SN74AHC1G125DBVT的3態(tài)輸出線驅(qū)動(dòng)器U7，其引腳8、引腳I、引腳2和引腳 3連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。SDRAM存儲(chǔ)器U4和U5用于滿足程序運(yùn)行的需要，其容量大小可以根據(jù)實(shí)際的需要來進(jìn)行選擇，本實(shí)施例中采用HY公司生產(chǎn)的型號(hào)為HY57V641620 的SDRAM存儲(chǔ)器，它的容量為8MByte的SDRAM存儲(chǔ)器，兩塊SDRAM通過32位數(shù)據(jù)總線與微處理器連接，組成容量為16M Byte SDRAM，SDRAM存儲(chǔ)器U4和U5的引腳20_26、引腳29_39 和引腳15均分別連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。EEPROM存儲(chǔ)器UlO用于重要數(shù)據(jù)的備份，在實(shí)際應(yīng)用中可以選用，本實(shí)施例中采用型號(hào)為AT24C512的EEPROM存儲(chǔ)器，它的容量為64K Byte，通過I2C總線與微處理器連接，EEPROM存儲(chǔ)器UlO的引腳5通過電阻R76連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口，引腳6通過電阻R77連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。本實(shí)施例的通信模塊包括USB接口模塊、UART串行接口模塊、CAN接口模塊和 10/100M以太網(wǎng)通信模塊，用于將電池狀態(tài)信息傳輸至上位機(jī)，這里的上位機(jī)可以是上位處理軟件、數(shù)據(jù)庫或其他外部處理器。如圖8所示，本實(shí)施例的USB接口模塊包括HOST USB接口 C0N7A和C0N7B以及 Device USB接口 C0N8，它們的最高通信速率均可達(dá)12Mbps。由于微處理器Ul內(nèi)部集成了 USB模塊，因此本實(shí)用新型的USB電路并不復(fù)雜，只需從微處理器的相關(guān)引腳引線至USB接口即可。Ull、U12型號(hào)為DALC208SC6，為USB接口提供靜電保護(hù)，避免通信時(shí)信號(hào)失真，減少干擾。HOST USB接口 C0N7A的引腳2、引腳3連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。USB接口模塊對(duì)應(yīng)的USB端口與計(jì)算機(jī)連接，使得控制器可作為計(jì)算機(jī)的USB從機(jī)，同時(shí)，控制器也可通過該端口作為USB主機(jī)驅(qū)動(dòng)具有USB接口的U盤和移動(dòng)硬盤等USB從機(jī)。如圖9所示，本實(shí)施例的UART串行接口模塊采用型號(hào)為MAX3232ESE的RS232收發(fā)器U13和U14、9針的串行接口 COMl和COM2及其外部電路組成。RS232收發(fā)器U13的引腳11-14連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。系統(tǒng)COMl中采用Debug UART作為串口模塊電路的接口，引腳為DRXD、DTXD，該串口在調(diào)試狀態(tài)下作為調(diào)試串口 ；在正常工作狀態(tài)下為一般UART 口，COM2則作為一般UART 口使用，都可以通過RS232電平實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的通信。如圖10所示，本實(shí)施例的CAN接口模塊采用CAN接口 C0N6、型號(hào)為SN65HVD232的 CAN轉(zhuǎn)換器U15和外部電路組成。CAN接口 C0N6的引腳I和引腳2連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。通過增加CAN的電平轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)不同電平節(jié)點(diǎn)的完全兼容。CAN模塊利用微處理器本身集成的CAN控制器設(shè)計(jì)，電路比較簡單。如圖11所示，本實(shí)施例的10/100M以太網(wǎng)通信模塊采用型號(hào)為DM9161E的以太網(wǎng)物理層接口芯片U16、型號(hào)為HR911105A的內(nèi)部集成了網(wǎng)絡(luò)電壓器的RJ45接口 C0N10和外部電路組成。以太網(wǎng)物理層接口芯片U16的引腳19-21、引腳27-28、引腳37-38、引腳24 和引腳25連接到微處理器Ul的相應(yīng)端口。因?yàn)槲⑻幚砥鱑l內(nèi)部集成了一個(gè)10/100M的以太網(wǎng)控制器，因此在本實(shí)用新型中不需要再擴(kuò)展以太網(wǎng)控制器，只需要接一個(gè)物理層接口芯片即可實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信。以太網(wǎng)物理層接口芯片U16可提供Mil (Media Independent Interface)/RMII (Reduced Mil)接口，以及傳統(tǒng)的7線制網(wǎng)絡(luò)接口 GPSI，本發(fā)明中使用的是RMII接口模式。RJ45接口 C0N10適用于10/100M以太網(wǎng)，最大ESD電壓為I. 5KV。如圖12所示，本實(shí)施例的IXD顯示模塊采用顯示器接口 IXD及其外部電路組成， 本實(shí)用新型的微處理器Ul內(nèi)部集成了 LCD控制器，因此系統(tǒng)的顯示模塊電路就簡單了很多，圖中LCD為顯示器接口，提供LCD驅(qū)動(dòng)即可工作，圖中LCD掃描方式有兩種可供選擇 U/D為高，從上到下掃描，為低從下向上掃描，R/L為高從右到左掃描，為低從左到右掃描。 CN(1*5)顯示的背光模塊，背光控制有三種狀態(tài)可供選擇當(dāng)焊接R100、R101，不焊接102 時(shí)，上電默認(rèn)開背光，可控；焊接R101、R102,不焊接100時(shí)，上電默認(rèn)背光關(guān)，可控；焊接 100，不焊接101、102時(shí)，上電默認(rèn)背光開，不可控；U1擁有2D圖形協(xié)處理器，其顯示性能得到提升。如圖13所示，本實(shí)施例的觸摸屏模塊采用Burr-Brown公司生產(chǎn)的型號(hào)為 ADS7843E的觸摸屏接口芯片U17、型號(hào)為DALC208SC6的靜電保護(hù)芯片U18和外部電路組成。靜電保護(hù)芯片U18提供靜電保護(hù)，以減小信號(hào)失真。如圖14所示，本實(shí)施例的外部PIO擴(kuò)展模塊采用PIO擴(kuò)展芯片CONll和C0N12以及外部電路組成，通過PIO擴(kuò)展芯片CONll和C0N12將IO信號(hào)引出，以備擴(kuò)展使用。如圖15所示，本實(shí)施例的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊采用系統(tǒng)時(shí)鐘芯片U19及其外部電路組成。系統(tǒng)時(shí)鐘芯片U19由3V紐扣電池提供電壓，作為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路。為了便于系統(tǒng)二次開發(fā)，本系統(tǒng)中不同的功能模塊被設(shè)計(jì)在不同的板子上，分別為CPU核心板和CPU母板。CPU核心板為系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理部分，包括微處理器 AT91SAM9263、Flash存儲(chǔ)器、SDRAM存儲(chǔ)器、復(fù)位電路等；CPU母板是系統(tǒng)的主要應(yīng)用部分， 包括電源、串口、以太網(wǎng)、CAN、USB、IXD顯示、觸摸屏、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、IO等。CPU核心板工作時(shí)接在CPU母板上。本實(shí)用新型的工作原理是所述控制系統(tǒng)可以支持單機(jī)工作模式和聯(lián)網(wǎng)工作模式，單機(jī)工作模式下微處理器通過輸入輸出部件、顯示設(shè)備或存儲(chǔ)模塊完成對(duì)動(dòng)力電池充放電電流、電壓、容量及剩余電量、溫度等動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)采集、處理、顯示和保存；聯(lián)網(wǎng)工作模式下計(jì)算機(jī)或外部設(shè)備通過通信模塊可遠(yuǎn)程登錄該控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)訪問控制，并可實(shí)現(xiàn)兩者間數(shù)據(jù)交換。如圖16示出了本實(shí)用新型的動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，控制器安裝在動(dòng)力電池檢測設(shè)備的內(nèi)部，通過各種連接線與設(shè)備的其他部分連接，作為整個(gè)檢測系統(tǒng)的控制核心。本實(shí)用新型的動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)可以支持兩種工作模式單機(jī)工作模式和聯(lián)網(wǎng)工作模式。當(dāng)設(shè)備處于單機(jī)(脫離計(jì)算機(jī))工作模式時(shí)，嵌入式控制器控制設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行，并通過設(shè)備上配置的簡易鍵盤和LCD顯示器、觸摸屏完成人機(jī)交換的工作。此外，設(shè)備還可以通過控制器上的USB Device端口，將控制器中存儲(chǔ)的檢測數(shù)據(jù)下載到便攜式的U 盤中。當(dāng)設(shè)備處于聯(lián)網(wǎng)工作模式時(shí)，接受計(jì)算機(jī)的命令，嵌入式控制器對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化設(shè)置后，控制器控制檢測設(shè)備進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給計(jì)算機(jī)。設(shè)備在組網(wǎng)過程中，可以通過交叉網(wǎng)線、USB連接線以及RS232串口線與單臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的連接；還可以將多臺(tái)設(shè)備通過以太網(wǎng)與其他的以太網(wǎng)設(shè)備，如各種計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫等連接在一起，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備間的相互訪問和控制。此外， 遠(yuǎn)程用戶還可以通過Internet對(duì)設(shè)備實(shí)行訪問和控制。本實(shí)用新型的部分功能模塊、接口具有很強(qiáng)的獨(dú)立性，可以根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行裁剪；各種存儲(chǔ)器的容量也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，具有很大的靈活性。這種功能化、模塊化的設(shè)計(jì)是控制產(chǎn)品成本的一個(gè)非常重要的手段。所有的器件都使用了標(biāo)準(zhǔn)的封裝形式，各種輸入輸出端口均也使用了標(biāo)準(zhǔn)器件，符合產(chǎn)品規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的要求。同時(shí)本系統(tǒng)將不同的功能模塊設(shè)計(jì)在不同的板子上，方便了系統(tǒng)的二次開發(fā)。本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實(shí)用新型還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的。
權(quán)利要求1.一種新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，其特征在于包括用于輸入動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)的AD/ DA轉(zhuǎn)換模塊、用于向受測電池輸出采集控制信號(hào)的I/O接口模塊、用于對(duì)動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)采集處理及充放電控制的微處理器、用于存儲(chǔ)所述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及程序的存儲(chǔ)器模塊、用于顯示電池狀態(tài)信息的觸摸屏顯示單元和用于為上述各模塊提供合適工作電壓的電源電路；所述微處理器的相應(yīng)端口與所述AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、I/O接口模塊、存儲(chǔ)器模塊、觸摸屏顯示單元的相應(yīng)接口相連接，當(dāng)微處理器通過I/O接口模塊向受測電池輸出采集控制信號(hào)時(shí)，微處理器接收和處理從AD/DA轉(zhuǎn)換模塊輸入的動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器模塊中，并控制觸摸屏顯示單元顯示檢測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，其特征在于還包括用于將電池狀態(tài)信息傳輸至上位機(jī)進(jìn)行處理和顯示的通信單元；所述微處理器為可支持單機(jī)工作模式和聯(lián)網(wǎng)工作模式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的嵌入式微處理器，所述通信單元連接到所述微處理器的相應(yīng)端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，其特征在于所述微處理器為ARM 處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)器模塊包括用于程序運(yùn)行的SDRAM存儲(chǔ)器、用于程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的DataFlash存儲(chǔ)器和NAND Flash 存儲(chǔ)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，其特征在于還包括擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊；所述擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊包括EEPROM存儲(chǔ)器和SD/MMC卡模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，其特征在于所述通訊單元包括用于實(shí)現(xiàn)微處理器與外部設(shè)備的以太網(wǎng)通信的10/100M以太網(wǎng)通信模塊、用于實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的 USB端口與計(jì)算機(jī)連接的USB接口模塊、UART串行接口模塊和用于實(shí)現(xiàn)檢測設(shè)備與電池間通信功能的CAN接口模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，其特征在于還包括用于將微處理器多余的I/o信號(hào)線引出的外部PIO擴(kuò)展模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，其特征在于還包括用于實(shí)現(xiàn)邊界掃描的仿真接口模塊；仿真接口模塊連接到所述微處理器的相應(yīng)端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，其特征在于還包括用于顯示動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)的LCD顯示模塊；LCD顯示模塊連接到所述微處理器的相應(yīng)端口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型動(dòng)力電池檢測控制系統(tǒng)，包括用于輸入動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)的AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、用于向受測電池輸出采集控制信號(hào)的I/O接口模塊、用于對(duì)動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)采集處理及充放電控制的微處理器、用于存儲(chǔ)所述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及程序的存儲(chǔ)器模塊、用于顯示電池狀態(tài)信息的觸摸屏顯示單元和用于為上述各模塊提供合適工作電壓的電源電路；所述微處理器的相應(yīng)端口與所述AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、I/O接口模塊、存儲(chǔ)器模塊、觸摸屏顯示單元的相應(yīng)接口相連接，當(dāng)微處理器通過I/O接口模塊向受測電池輸出采集控制信號(hào)時(shí)，微處理器接收和處理從AD/DA轉(zhuǎn)換模塊輸入的動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器模塊中，并控制觸摸屏顯示單元顯示檢測結(jié)果。
文檔編號(hào)G01R31/36GK202351406SQ20112040762
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者曾志永, 梁明, 馬芳 申請(qǐng)人:中國電器科學(xué)研究院有限公司