③光電隔離。在電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用光電耦合器6N137將外部通信接口(CAN通信、RS232通信)與內(nèi)部CPU電路隔離開來(lái)，可以阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。

　　2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)μC／OS-II在LF2407上的移植；應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。

　　2.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　2.1.1 μC／OS-II簡(jiǎn)介

　　μC／OS-II是由美國(guó)人Jean Labrosse編寫的一個(gè)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核。它是一個(gè)基于優(yōu)先級(jí)的、可移植、可固化、可裁剪、占先式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其絕大部分源碼是用ANSI C編寫的。μC／OS-II支持56個(gè)用戶任務(wù)，支持信號(hào)量、消息郵箱、消息隊(duì)列等多種常用的進(jìn)程間通信機(jī)制，現(xiàn)已成功應(yīng)用到眾多商業(yè)嵌入式系統(tǒng)中，其穩(wěn)定性與可靠性已經(jīng)得到檢驗(yàn)。

　　2.1.2 μC／OS-II在TMS320LF2407上的移植

　　LF2407滿足μC／OS-II移植的條件。TI公司提供的編譯軟件CCS也支持C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程。要完成移植的工作需要進(jìn)行以下4個(gè)內(nèi)容：

　　◇在OS_CPU．H中定義與處理器相關(guān)的常量、宏及數(shù)據(jù)類型。

　　◇調(diào)整和修改頭文件OS_CFG．H，以裁減或修改μC／OS-II的系統(tǒng)服務(wù)，減少資源損耗。

　　◇編寫C語(yǔ)言文件OS_CPU．C。

　　◇編寫匯編語(yǔ)言文件OS_CPU．ASM。

　　上述工作完成后，μC／OS-II就可以運(yùn)行了。

　　2.2 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)

　　2．2．1 系統(tǒng)多任務(wù)功能和優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)電池管理系統(tǒng)的功能要求，將系統(tǒng)分為電壓電流采集處理模塊、溫度采集模塊、通信模塊、系統(tǒng)監(jiān)視模塊和SoC計(jì)算模塊等共8個(gè)任務(wù)和5個(gè)中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)任務(wù)根據(jù)其實(shí)時(shí)性的要求并參照單調(diào)執(zhí)行率調(diào)度法RMS分配一定的優(yōu)先級(jí)。任務(wù)及中斷的定義分別如表l、表2所列。

　　根據(jù)整車控制策略，CAN上電池狀態(tài)數(shù)據(jù)每幀的刷新周期為20ms，故設(shè)置操作系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍為20ms；相應(yīng)地設(shè)置ADProsTask()、CANTXDTask()、SOCTask()和MoniTask()的執(zhí)行周期均為20 ms；考慮到電池組的溫度變化相對(duì)較慢，同時(shí)溫度傳感器DS18820的溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，設(shè)置TempTask()的執(zhí)行周期為100ms；CANRXDTask()和SCIRXDTask()的執(zhí)行采用中斷觸發(fā)方式；SCITXDTask()由上位機(jī)的啟動(dòng)和停止信號(hào)控制執(zhí)行，執(zhí)行周期為40 ms。

　　應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于，可靠地設(shè)計(jì)固態(tài)繼電器陣列(TLP296)的時(shí)序邏輯。由于TLP296存在最大4ms的打開和關(guān)斷時(shí)間，因此必須設(shè)計(jì)死區(qū)時(shí)間，以確保在采集電池模塊電壓時(shí)，電池不會(huì)發(fā)生短路；同時(shí)還要保證在A／D轉(zhuǎn)換之前，采樣通道(即相應(yīng)的TLP296)完全打開。所以利用了DSP的Timerl下溢中斷配合系統(tǒng)時(shí)鐘周期來(lái)有效地控制CPLD的時(shí)序。整體工作的時(shí)序邏輯如圖3所示。

　　2.2.2 任務(wù)間的通信與同步

　　μC／OS-II提供了5種用于數(shù)據(jù)共享和任務(wù)通信的方法：信號(hào)量、郵箱、消息隊(duì)列、事件標(biāo)志及互斥型信號(hào)量。為了減少操作系統(tǒng)的開支，在電池管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)中只利用了其中的郵箱作為任務(wù)間的通信手段，如圖4所示。

　　電池管理系統(tǒng)的核心是以數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)的，所以ADProsTask()是其他任務(wù)的前提。通過(guò)ADC中斷向郵箱1發(fā)消息就緒ADProsTask()，待其執(zhí)行完后相應(yīng)的數(shù)據(jù)保存和處理后向郵箱2發(fā)消息就緒其他等待數(shù)據(jù)的任務(wù)，其他任務(wù)按照優(yōu)先級(jí)依次執(zhí)行；溫度采集和處理的任務(wù)獨(dú)立進(jìn)行；CAN接收任務(wù)和SCI任務(wù)是在相應(yīng)的郵箱中得到消息后執(zhí)行，消息也是由相應(yīng)的中斷服務(wù)程序發(fā)出。

　　結(jié)語(yǔ)

　　電池管理系統(tǒng)采用了DSP+CPLD的結(jié)構(gòu)，加之相應(yīng)的抗干擾措施，具有性能高、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。由于內(nèi)嵌μC／OS-II，使程序的開發(fā)周期大大縮短，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性和擴(kuò)展性，在實(shí)際的應(yīng)用中取得了良好的效果。