基于lt8920和stm8stm8最便宜的单片机机的电压电流设计

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-03-27 13:56 标签： stm8单片机视频教程
STM8单片机基本硬件线路设计 STM8应用笔记
STM8单片机基本硬件线路设计
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　　其实STM8可以不需要晶振跟复位电路,但是为了最小系统能够稳定运行，所以最好增加外部电路。
　　● STM8复位电路设计
　　STM8单片机内置上电复位(POR)，所以，STM8单片机可以不设外部上电复位电路，依然可以正常复位，稳定工作。 若是系统需要设置按键复位电路，那么注意，STM8单片机是低电平复位，如下图，设计按键复位电路：
　　● STM8震荡电路设计
　　STM8单片机内置RC振荡电路。出厂时，未进行时钟源设置的STM8，其时钟源使用的是内部16M高速RC振荡器，然后经过8分频则是2M频率。
　　通过程序对寄存器的设置，可以设置MCU的内部RC振荡频率。例如：4M、8M等。不过，内置RC振荡，在一致性方面存在差异，它因生产的批次有所差异，亦与温度等 因素有较大的相关性。所以，在一些对时钟要求较高的场合，如：精确定时，RS232通信等，这些场合，建议使用外部的晶振线路。
　　● 仿真与编程电路设计
　　一般来说，STM8所有系列的单片机都是通过SWIM接口仿真与编程的。
　　而SWIM接口只需要4根连接线就够了,所以设计的时候非常简便，只要引出单片机的SWIM接口跟RESET接口，再连上供电电路，然后按照下图的排序标准就OK了！
　　● 注意事项
　　(1).VCAP电容引脚：
STM8S的VCAP电容是一个很特别的电容。它是STM8S的内核的工作电压。需要在外
部加一个外部的电容，以保证内核工作电压的稳定。一般推荐1uF的瓷片电容。。而且
1uF的瓷片电容在进行PCB布线时，必须要尽可能地靠近VCAP引脚，一直靠近到不
能再靠近为止。这一点非常非常重要，切记！切记！（STM8L系列上没有此电容）
　　(2).电源
VDD和VSS电源引脚上，建议加上退耦电容(10uF点解电容和0.1uF瓷片电容)
在用电源对VDDIO_x 和VSSIO_x 的引脚上，建议加上退耦电容(10uF 点解电容和
0.1uF瓷片电容),或者至少加上一个0.1uF瓷片电容。
　　若在电路中，有用到外部的设备（如FLASH, 24C02等），建议在其电源上加上退耦电
容(10uF点解电容和0.1uF瓷片电容)。或者至少加上一个1uF瓷片电容。最好不要 使其与MCU共地。
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基于单片机的电流电压测量
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【应用】这款助力BMS核心技术的电流检测芯片，寿命长达60年
【摘要】电池状态估计作为电池管理系统（BMS）最核心的功能之一，主要用来准确估测动力电池组的荷电状态，即电池剩余电量。电压电流法作为SOC算法最常用的一种，经常因一般的电流计量芯片没有隔离功能而导致MCU被破坏。对此，本文分析了电压电流法的工作原理并推荐了带有隔离功能的电流计量芯片Si8920。
什么才是BMS的核心技术？电池管理系统（BMS）的主要功能就是提高电池的利用率，防止电池出现过度充电或过度放电，延长电池使用寿命，监控电池的状态。BMS系统通常包括检测模块与运算控制模块。检测是指测量电芯的电压、电流、温度以及电池组的电压，然后将这些信号传给运算控制模块进行处理发出指令，所以运算控制模块是BMS的大脑。
运算控制模块一般包括硬件、基础软件、运行时环境（RTE）和应用软件，其中应用软件是其最核心的部分。对于用Simulink开发的环境的一般分为两部分：电池状态的估算算法和故障诊断以及保护。SOC算法的重要性电池状态估算通常是估算SOC、SOP和SOH。SOC（荷电状态）就是随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态，即剩余电量与充满电量的比值，是一个百分数。SOC是BMS中最重要的参数，因为其他一切都是以SOC为基础的。如果没有精确的SOC，加再多的保护功能也无法使BMS正常工作，因为电池会经常处于被保护状态，更无法延长电池的寿命。
SOC算法一般有安时积分法，开路电压法，电压电流法，神经网络法，卡尔曼滤波等，目前市面上用的最多的算法为电压电流法，电压电流法就是开路电压法和安时积分法的结合，能在电池静止状态下进行SOC校正，在线状态下实现SOC估算。而神经网络法和卡尔曼滤波法需要依赖电池模型和大量的数据，实现起来比较麻烦。
什么样的电流计量芯片容易导致MCU被损坏？电压电流法需要检测电池的单体电压和总电流，采集各个单体电压取平均值，计算SOC的初始值，采集总电流进行电流积分计算SOC。因此为了减小SOC的误差需要加大采集电流的频率和精度。
目前电流采集的大多数情况为100ms采集一次，1s计算一次。电流侧采集一般为分流器和霍尔元件，这里我用分流器讲解采集原理，假如所用的分流器规格为75mV/100A，产生的是一个差分信号，差分信号输入电流计量芯片进行放大偏置送入MCU ADC采集，经过软件的处理计算充放电电流大小。分流器为强电侧，ADC采集属于弱电侧，而且一般的电流计量芯片没有隔离功能，这样就可能导致强电侧的MCU被损坏，进而引发其他功能出现问题。
寿命可达60年且带隔离功能的电流计量芯片Si8920是Silicon Labs推出的电流计量芯片，带有隔离功能，输入侧和输出侧都是差分信号，如下为电流采集的简图。
图1：电流采集简图
Si8920是一款电位隔离模拟放大器。提供±200mv或±100mv两种电压输入范围可选，其低压差分输入理想适用于测量分流器电阻两端的电压或必须把传感器与控制系统隔离,输出是放大8.1倍或16.2倍的差分模拟信息。Si8920采用 Silicon Labs的专利隔离技术，其每个UL1577支持高达5.0 kVrms的耐受电压。与其他隔离产品相比，它具有更高的性能和使用寿命，寿命可达60年之久。除此之外，Si8920还具有成本低、反应迅速、封装小的优点；响应时间仅0.75μS，封装为DIP8，满足了BMS设计中需要将强电侧与弱电侧进行安全隔离的要求，是电池管理系统中电流采集芯片的理想之选。
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