4.串行通信接口（SCI）和 16 位串行外设接口模块（SPI）可以接监测系统的显示部分。

3 系统的硬件设计

系统的硬件设计主要包括电压采集电路、电流采集电路和温度采集电路设计。采集电路

以

TMS320LF2407A 为 CPU。TMS320LF2407A 是 TI 公司专为实时控制而设计的高性能 16 

位定点

DSP 器件，指令周期为 33ns，其内部集成了前端采样 A/D 转换器和后端 PWM 输出

硬件，在满足系统实时性要求的同时可简化硬件电路设计。

3.1 电压采集电路设计本设计以锂离子动力电池为管理对象。电池组由 8 块 3.6V 锂电池

组成。每个电池单体的额定电压为

3.6V 充满时端电压为 4.25V。要求电压采集精度控制在

1.5%以内。电池管理系统要求的最低采样频率为 20ms。

系统采用线性光耦作为隔离和数据采集系统的信号传递采样器件，这样就将前端的每

一节电池的电压隔离出来。将电池的大电压按一定比例缩小，以便将电池变化的电压值如实
地反映给

DSP。其后需经过多路开关进入微处理器进行计算。光耦隔离的优点是速度快（光

耦的速度是微秒级，远小于继电器的毫秒级），实时性要好。另外光耦两端的信号在电气连
接上完全隔离，不存在任何关系，所以即使在光耦的输出端发生短路也不会给电池的使用
造成任何影响。光耦将电压信号转换为电流信号进行采集，解决了共地问题。与电压传感器
相比，光耦的性价比更高。

在选择器件的时候，我们考虑到经济性和实用性，光电祸合器选择了日本东芝公司生

产的

TLP521，运算放大器选择的双运算放大器 TL082。

电池单体的电压测量电路如下图

3-1 所示。

图

3-1 单

体电池电压采

集电路。

VIN 

即

电池单体电压，
经 过

R1 与 光

耦中的发光二
极管形成回路，
将 电 压 信 号
（

VIN ） 转 换

为电流信号（

 

I11）。I11 与 I21 有一定比例关系 I11  

∝ I21。UU1 在这里作为比较器使用。当 A 点电压 Va 大

于

B 点电压 Vb，UU1 就输出高一些的电压值，当 A 点电压 Va 低于 B 点电压 Vb，UU1 就

输出低一些的电压值。在整个电压采样电路中，比较器形成一个反馈。使

A、B 两点的电压值

保持一致。这样做的目的是

B 点电压显然是 15∕2=7.5v， Va= Vb =7.5v，说明上下两个光耦