新型电动汽车锂电池管理系统的研究与实现----系统的总体设计(二)

过设置的报警门限值的某个器件）；这些操作在手册中都有具体的命令码供编程使用。

成功执行上述命令之一后，总线命令者可发送任何一个可使用的命令来访问存储部分和实现控制功能，进行数据交换。所有数据的读写都是从最低位开始的。

3.4.4单总线信号

单总线传送数据或命令是由一系列的时序信号组成的，单总线上共有4种时序信号：1.初始化信号；2.写0信号；3.写1信号；4.读信号。

各器件的应用手册中对这4种波形参数（如脉冲上升时间、宽度和间隙等）都作了具体的要求，设计中应保证指令执行时间小于或等于时序信号中的最小时间。这里应该严格遵循时序关系，并注意当单片机工作频率不同时，单片机的延时值是不同的。图3.8给出了常规模式下这4种波形的示意图。

3.4.5单总线器件

单总线系统中配置的各种器件是由Dallas等公司提供的专用芯片来实现的。这里简单介绍我们使用的芯片。

1.数值温度计DS18B20

该温度计采用了与众不同的原理，它利用温敏振荡器的频率随温度变化的关系，通过对振荡周期的计数来实现温度测量的。为了扩大测温范围和提高分辨率，使用了一个低温系数振荡器和一个高温系数振荡器分别进行计数，并采用了非线性累加器等电路来改善线性，故DS18B20具有下列良好的特性，而且价格低廉。

①温度测量范围：－55～＋125℃；

②分辨率：±0.5℃（-10～＋85℃时）；

③温度值输出：9～12位可选择的二进制数值量；

④转换时间：750ms（最大值）；

⑤用户可设置报警温度的上下限；

⑥不需外围电路，电源可由单总线提供；

2. A/D转换器

在单总线上直接挂上A/D转换器，会使系统的检测功能大大增强。各种物理量只要通过传感器变为电压量，就可由A/D采集后经单总线送到计算机进行处理。Dallas公司推出的DS2450就是这样的A/D转换器，其主要特性为：

①4路模拟输入通道，两种模拟输入量程0～2.56V和0～5.12V；

②未用做输入的通道可作为输出通道使用；

③逐次逼近的变换原理，可选择的8位转换精度；

④响应模拟电压超门限报警设置；

3.4.6系统中用到的温度测试方法

CPU的I/O口连接单总线器件，并通过一个上拉电阻连到+5V.需要注意的是单总线器件的布局应该是尽量简单，并保证匹配电阻出现在单总线拓扑结构的两端。系统连接图如图3.9：

3.5总电流、总电压测量



在以前系统中，总电流、总电压测量电路如图3.10，充电时电流传感器在采样电阻R1上的电压为"＋"，经过运放后，AD0为"－"，AD1为"＋"；放电时电流传感器在采样电阻R1上的电压为"－"，AD0为"＋"，AD1为"－"。电压传感器在采样电阻R6上的压降AD2和AD0、AD1同时送往80C552的A/D口进行A/D转换，再经过标度变换即可测得总电路、总电压。程序中，通过AD0和AD1的值，就可判断出电池是处于充电状态还是放电状态。

80C552的A/D转换是10位的，这对于电池的功率强度估计略显不够，并且需要调整A1、A2运放的工作点。在BMS-Ⅲ系统中，总电流、总电压测量采用16位A/D转换芯片AD976，下面是AD976的主要特性：

16位ADC； 100kSPS速率； 5V供电，±10V输入电压范围； 低功耗：100mW； 内部2.5V或外部参考电压选择； 高速并行接口； 片内时钟。

由于AD976的输入电压范围是±10V，总电流的测量不需要运放进行正负电压转换，从而免去了调整运放工作点问题，另外，AD976提供内部参考电压，这给系统调试也带来方便，下图3.11是AD976测量总电压、电流框图：

3.6显示系统

在系统中，显示采用精电蓬远公司生产的320×240点阵的液晶显示模块DMF-50174，液晶控制器是SED1335.DMF-50174分为两个区，第一区对应ASCII字符显示方式，即一个字符对应一个8×8的点阵，故整个第一区需要（320×240）/64=1200个字节，而第二区对应点阵显示方式，在第二区中，一个字节对应8点阵，故第二区需要（320×240）/8=9600个字节，液晶屏的点阵是和显示RAM一一对应的，DMF-50174一共需要10800个字节的显示RAM.

液晶控制器SED1335由振荡器、功能逻辑电路、显示管理电路、字符库及其管理电路以及产生驱动时序的时序发生器组成，振荡器工作频率可在1M～10MHz范围内选择。SED1335能在很高的工作频率下迅速地解译MPU发来地指令代码，将参数置入相应的寄存器内，并触发相应的逻辑功能电路运行。控制部可以管理64K显示RAM ，管理内藏的字符发生器及外扩的字符发生器。

SED1335将64K显示RAM可分为以下几种显示特区：

1.文本显示特性

具有此特性的显示RAM区专用于文本方式显示，在该显示RAM区中每个字节的数