CC430F5137單片機(jī)的動力電池管理系統(tǒng)設(shè)計
加入技術(shù)交流群
2．3 數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計
數(shù)據(jù)傳輸模塊由CC430F5137單片機(jī)內(nèi)部集成的CC1101無線電模塊構(gòu)成。CC430F5137單片機(jī)是TI公司的MSP430F5xx系列的MCU與低功耗RF收發(fā)器相結(jié)合的產(chǎn)品，可實現(xiàn)極低的電流消耗，而且其采用電池供電的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，無需維修即可工作長達(dá)10年以上。微型封裝所包含的高級功能性還可為創(chuàng)新型RF傳感器網(wǎng)絡(luò)提供核心動力，以向中央采集點報告數(shù)據(jù)。CC430F5137為16位超低功耗MCU，具有16 KB閃存、CC1101無線電和2 KB RAM，供電電壓范圍為1．8～3．6V，正常工作模式消耗電流為160μA／MHz，LPM_3消耗電流為2．0μA。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/172548.htm
CCA30F5137單片機(jī)內(nèi)部集成了CC1101無線電收發(fā)器。為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，無線電的RF頻率設(shè)為915 MHz，信道間隔為100 kHz，數(shù)據(jù)傳輸率為38．4 kbps，發(fā)送功率最大可以達(dá)到-109 dBm，傳輸距離可以達(dá)到200 m。距離較遠(yuǎn)的情況下可以外接大功率天線，增加傳輸距離，根據(jù)傳輸距離調(diào)節(jié)發(fā)射功率大小，使功耗盡量最低。CC430F5137的RF無線電硬件電路如圖6所示。CC430F5137的供電電壓為+3．3 V，外接頻率為26 MHz的石英晶振。其中RF_N和RF_P為RF無線電收發(fā)器的接收發(fā)射引腳，兩引腳外接天線，用以增加傳輸距離。
3 動力電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計
動力電池管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括SoC電量檢測子程序、電池正常使用時系統(tǒng)程序和電池充電時系統(tǒng)程序的設(shè)計，下面就這各部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。
3．1 SoC電量檢測子程序
蓄電池管理系統(tǒng)中，常用的SoC計算方法有庫倫計算法、開路電壓法、阻抗測量法、綜合查表法等。出于系統(tǒng)低功耗特性以及成本考慮，本系統(tǒng)采用綜合查表法。電池的剩余容量SoC與電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)有著密切的聯(lián)系。通過電池固有的特性設(shè)置一個相關(guān)表，根據(jù)電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)就可以算出得到電池的剩余電量值。剩余電量檢測程序流程如圖7所示。系統(tǒng)初始化完畢后開始檢測電池的電壓、電流、溫度參數(shù)，然后根據(jù)已經(jīng)列出的相關(guān)表計算出電池的剩余電量，將所算出的數(shù)據(jù)通過顯示屏進(jìn)行顯示。同時，將此數(shù)據(jù)通過無線模塊傳輸給充電中心，如果剩余電量不足，系統(tǒng)會觸發(fā)報警裝置，告知人員電量不足。
3．2 電池正常使用時系統(tǒng)程序設(shè)計
在電池正常使用時，CC430F5137會實時檢測電池的各項參數(shù)，包括電壓、電流、溫度等。根據(jù)查表法就可以計算出電池的剩余電量，如果電量不足，系統(tǒng)會提示使用人員，告知電量不足，并通過CCA30F5137內(nèi)部集成的RF無線電模塊，將電量不足的信息發(fā)送給充電中心。如果電池的輸出電流較大，超過電池的固有指標(biāo)，系統(tǒng)也會發(fā)出警報，告知電池有特殊情況，并及時檢查更換電池。
電池正常使用時系統(tǒng)程序流程如圖8所示。首先系統(tǒng)會檢測電池的相關(guān)參數(shù)，并計算電量，顯示電池的相關(guān)信息，如果有警報發(fā)生，系統(tǒng)會及時通知使用人員和充電中心。
3．3 電池充電時系統(tǒng)程序設(shè)計
因為在電池充電的不同階段，電池輸入的電壓和電流需要不斷變化，所以在充電過程中系統(tǒng)會實時地檢測電池的輸入電壓、電流和溫度等參數(shù)，然后根據(jù)查表法計算出電池的電量，并將電量信息通過RF無線電發(fā)送給充電中心。這樣充電中心依照電池的實時參數(shù)不斷地控制充電電壓和充電電流，來更好地進(jìn)行充電。
其系統(tǒng)程序流程如圖9所示。
系統(tǒng)初始化后，會不斷檢測電池的相關(guān)參數(shù)，然后將電池的相關(guān)信息發(fā)送給充電中心，同時判斷是否已經(jīng)充滿，如果充滿電，則會通知人員電池已充滿。
結(jié)語
本文設(shè)計出了一種基于CC430F5137單片機(jī)的動力電池管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電池的使用情況，將電池的實時數(shù)據(jù)及時反饋給用戶。系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，有較好的應(yīng)用前景。
評論