基于STM32F103控制器的蓄电池双向电流检测设计

基于STM32F103控制器的蓄电池双向电流检测设计

高兵权 肖学福 刘金彪 张扬奇

摘要：介绍了装备蓄电池组工作电压和电流实现检测的需求，利用运算放大器构建了正负双向电流量累积求和及跟踪反向的预处理电路，基于STM32F103控制器片内AD实现了12位电压和电流的信号采集转换。最后给出了主要程序片段和如何提高ADC精度的一些措施。

关键词：STM32，控制器，双向，电流，检测

中图分类号：TB51 文献标识码：A

The Design of Bidirectional Battery Current Detection With STM32F103 Controller

Gao Bing-quan, Xiao Xue-fu, Liu Jin-biao Zhang Yang-qi

（Institute of Military Transportation ，Tianjin，300161）

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Abstract:The need of equipment battery voltage and current real-time detection is introduced. Build the bidirectional current sum, trace and reverse pre-process circuit with operational amplifier. achieve the 12 bit voltage and current signal collection and conversion based on STM32F103 internal AD.At last the main program segment and the methods of How to get the best ADC accuracy are given. Keywords: STM32，Controller，Bidirectional，Current，Detection

1.引言

在某装备的研制过程中，为保障装备效能的正常发挥，需要实时掌握其内部集成的铅酸蓄电池组的工作状态，主要状态参数包括电池组电压和充放电电流，要求监控系统做到精度高、可靠、简单。具体参数指标是：蓄电池组标称值DC24V，充放电电流在5A以内。电压检测精度要求0.01V，电流检测精度要求0.01A，即小数点后保证两位有效数字。据此本文设计了基于STM32F103VB嵌入式控制器为核心的信号处理、采样和计算的软硬件控制系统。

STM32F103系列控制器由意法半导体公司（ST）推出，使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。该器件包含3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。STM32F103xx增强型系列工作于-40℃至+105℃

[1]的温度范围，供电电压2.0V至3.6V，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。该设计选用STM32F103VB

处理器主要考虑其高速可靠、资源丰富、工作温度宽和供电电压宽、功耗低、性价比高的特点，尤其是其内部集成双路AD转换器，16通道，12位精度，1μs转换时间。

2.蓄电池组电压和电流采样处理过程

设计的蓄电池组工作状态实时检测系统如图1所示，功能上包括独立的两部分：电压检测和电流检测。其中电压检测实现较为简单。