用领域：汽车电子

方案类型：创意方案

主控芯片：STM8/32或者飞思卡尔DZ60

方案概述

电动汽车现在是越来越火了，由于很多动力电池是高压电池，需要与车身隔离，并且需要实时检测电池与车身的绝缘阻抗。针对该应用需求，本人开发了一款绝缘阻抗检测仪。本设计具有体积小、重量轻、智能检测灵敏、工作温度范围宽，报错阈值可以任意定制等优点。

本人在电动汽车行业从业近十年，量产的产品包括主电机控制器(硬件组长)、空压机控制器(硬件组长)、转向助力控制器、绝缘阻抗测试仪(系统设计)，对电动汽车整车零部件及各个设计要求设计标准非常熟悉。

本方案的基本参数如下：

1、输入电压范围：7-16V

2、工作温度：-40-125C

3、通信方式 can

4、报警方式 can/ 输出高低电平

5、检测精度5M(待定)

6、尺寸 700mm 1400mm

7、防护等级ip67

8、成本控制计划为300以内

9、绝缘耐压等级2000Vacrms，漏电流<1mA

STM8

STM8系列是意法半导体公司生产的8位的单片机。该型号单片机分为STM8A、STM8S、STM8L三个系列。

STM8A：汽车级应用

STM8S：标准系列

STM8L：超低功耗MCU

芯片特点

内核

高级STM8内核，具有3级流水线的哈佛结构

扩展指令集

存储器

程序存储器：8K字节Flash;10K 次擦写后在55°C环境下数据可保存20年

数据存储器：640 字节真正的数据

EEPROM;可达30万次擦写

RAM：1K字节

时钟、复位和电源管理

2.95到5.5V工作电压

灵活的时钟控制，4个主时钟源

– 低功率晶体振荡器

– 外部时钟输入

– 用户可调整的内部16MHz RC

– 内部低功耗128kHz RC

带有时钟监控的时钟安全保障系统

电源管理：

– 低功耗模式( 等待、活跃停机、停机)

– 外设的时钟可单独关闭

永远打开的低功耗上电和掉电复位

中断管理编辑

带有32个中断的嵌套中断控制器

6个外部中断向量，最多27个外部中断

定时器

高级控制定时器：16位，4个捕获/ 比较通道，3个互补输出，死区控制和灵活的同步

16位通用定时器，带有3个捕获/ 比较通道(IC、OC 或 PWM)

带有8位预分频器的8位基本定时器

自动唤醒定时器

2个看门狗定时器：窗口看门狗和独立看门狗

通信接口编辑

带有同步时钟输出的UART ，智能卡，红外IrDA ，LIN主模式接口

SPI接口最高到10Mbit/s

I2C接口最高到400Kbit/s

模数转换器

10位，±1LSB 的ADC，最多有5路通道，扫描模式和模拟看门狗功能

I/O 端口编辑

32脚封装芯片上最多有28个I/O ，包括21个高吸收电流输出

非常强健的I/O 设计，对倒灌电流有非常强的承受能力

开发支持

单线接口模块(SWIM) 和调试模块(DM)，可以方便地进行在线编程和非侵入式调试

stm32

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核(ST's product portfolio contains a comprehensive range of microcontrollers, from robust, low-cost 8-bit MCUs up to 32-bit ARM-based Cortex®-M0 and M0+, Cortex®-M3, Cortex®-M4 Flash microcontrollers with a great choice of peripherals. ST has also extended this range to include an ultra-low-power MCU platform)[1] 。按内核架构分为不同产品：

其中STM32F系列有：

STM32F103“增强型”系列

STM32F101“基本型”系列

STM32F105、STM32F107“互联型”系列

增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品;基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是32位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，相当于0.5mA/MHz。

产品介绍

在STM32F105和STM32F107互连型系列微控制器之前，意法半导体已经推出STM32基本型系列、增强型系列、USB基本型系列、互补型系列;新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。内存包括64KB到256KB闪存和 20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三种封装，不同的封装保持引脚排列一致性，结合STM32平台的设计理念，开发人员通过选择产品可重新优化功能、存储器、性能和引脚数量，以最小的硬件变化来满足个性化的应用需求。

截至2010年7月1日，市面流通的型号有：

基本型：STM32F101R6、STM32F101C8、STM32F101R8、STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB

增强型：STM32F103C8、STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103RB、STM32F103VB、 STM32F103VE、STM32F103ZE

STM32型号的说明：以STM32F103RBT6这个型号的芯片为例，该型号的组成为7个部分，其命名规则如下：

1 STM32 STM32代表ARM Cortex-M内核的32位微控制器。

2 F F代表芯片子系列。

3 103 103代表增强型系列。

4 R R这一项代表引脚数，其中T代表36脚，C代表48脚，R代表64脚，V代表100脚，Z代表144脚，I代表176脚。

5 B B这一项代表内嵌Flash容量，其中6代表32K字节Flash，8代表64K字节Flash，B代表128K字节Flash，C代表256K字节Flash，D代表384K字节Flash，E代表512K字节Flash，G代表1M字节Flash。

6 T T这一项代表封装，其中H代表BGA封装，T代表LQFP封装，U代表VFQFPN封装。

7 6 6这一项代表工作温度范围，其中6代表-40——85℃，7代表-40——105℃。

互联型编辑

全新STM32互联型(Connectivity)系列微控制器增加一个全速USB(OTG)接口，使终端产品在连接另一个USB设备时既可以充当USB主机又可充当USB从机;还增加一个硬件支持IEEE1588精确时间协议(PTP)的以太网接口，用硬件实现这个协议可降低CPU开销，提高实时应用和联网设备同步通信的响应速度。

全新互联型系列还是STM32家族中首款集成两个CAN2.0B控制器的产品，让开发人员能够研制可连接两条工业标准CAN(控制器区域网)总线的网关设备。此外，新系列微控制器还支持以太网、USB OTG和CAN2.0B外设接口同时工作，因此，开发人员只需一颗芯片就能设计整合所有这些外设接口的网关设备。

STM32互联型系列产品强化了音频性能，采用一个先进的锁相环机制，实现音频级别的I2S通信。结合USB主机或从机功能，STM32可以从外部存储器(U盘或MP3播放器)读取、解码和输出音频信号。设计人员还可以在新系列微控制器上开发人机界面(HMI)功能，如播放和停止按键，以及显示器界面。这个功能使其可用于各种家庭音响设备，如音响底座系统、闹钟/音乐播放器和家庭影院。

新系列产品整合先进的面向连接的外设，标准的STM32外设(包括一个PWM定时器)，高性能的32位ARM Cortex-M3 CPU，这些特性使开发人员可以在设备上(如家电、楼宇或工业自动化)整合多种功能，如马达控制、用户界面控制和设备互连功能。其它目标应用包括需要联网、数据记录或USB外设扩展功能的系统，如病患监视、销售终端机、自动售货机和保安系统。

包括新的互联型系列在内的STM32系列微控制器具有多种配套软件和开发工具，其中包括意法半导体免费提供的软件库以及第三方工具厂商的广泛支持。意法半导体还将推出一个新的评估板，目前正在向大客户提供STM32F105和STM32F107互联型系列的样片。

新系列

STM32互连型系列产品分为两个型号： STM32F105和STM32F107。STM32F105具有USB OTG 和CAN2.0B接口。STM32F107在USB OTG 和CAN2.0B接口基础上增加了以太网10/100 MAC模块 。片上集成的以太网MAC支持MII和RMII，因此，实现一个完整的以太网收发器只需一个外部PHY芯片。只使用一个25MHz晶振即可给整个微控制器提供时钟频率，包括以太网和USB OTG外设接口。微控制器还能产生一个25MHz或50MHz的时钟输出，驱动外部以太网PHY层芯片，从而为客户节省了一个附加晶振。

音频功能方面，新系列微控制器提供两个I2S音频接口，支持主机和从机两种模式，既用作输入又可用作输出，分辨率为16位或32位。音频采样频率从8kHz到96kHz。利用新系列微控制器强大的处理性能，开发人员可以用软件实现音频编解码器，从而消除了对外部组件的需求。

把U盘插入微控制器的USB OTG接口，可以现场升级软件;也可以通过以太网下载代码进行软件升级。这个功能可简化大型系统网络(如远程控制器或销售终端设备)的管理和维护工作。

架构优势

除新增的功能强化型外设接口外，STM32互连系列还提供与其它STM32微控制器相同的标准接口，这种外设共用性提升了整个产品家族的应用灵活性，使开发人员可以在多个设计中重复使用同一个软件。新STM32的标准外设包括10个定时器、两个12位1-Msample/s 模数转换器 (交错模式下2-Msample/s)、两个12位数模转换器、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPI端口。新产品外设共有12条DMA通道，还有一个CRC计算单元，像其它STM32微控制器一样，支持96位唯一标识码。

新系列微控制器还沿续了STM32产品家族的低电压和节能两大优点。2.0V到3.6V的工作电压范围兼容主流的电池技术，如锂电池和镍氢电池，封装还设有一个电池工作模式专用引脚Vbat。以72MHz频率从闪存执行代码，仅消耗 27mA电流。低功耗模式共有四种，可将电流消耗降至两微安。从低功耗模式快速启动也同样节省电能;启动电路使用STM32内部生成的8MHz信号，将微控制器从停止模式唤醒用时小于6微秒。

低功耗性能

意法半导体的EnergyLite™超低功耗技术平台是STM32L取得业内领先的能效性能的关键。这个技术平台也被广泛用于意法半导体的8位微控制器STM8L系列产品。EnergyLite™超低功耗技术平台基于意法半导体独有的130nm制造工艺，为实现超低的泄漏电流特性，意法半导体对该平台进行了深度优化。在工作和睡眠模式下，EnergyLite™超低功耗技术平台可以最大限度提升能效。此外，该平台的内嵌闪存采用意法半导体独有的低功耗闪存技术。这个平台还集成了直接访存(DMA)支持功能，在应用系统运行过程中关闭闪存和CPU，外设仍然保持工作状态，从而可为开发人员节省大量的时间。

除最为突出的与制程有关的节能特色外，STM32L系列还提供更多其它的功能，开发人员能够优化应用设计的功耗特性。通过六个超低功耗模式，STM32L系列产品能够在任何设定时间以最低的功耗完成任务。这些可用模式包括：(在1.8V/25°C环境的初步数据)

· 10.4μA低功耗运行模式，32kHz运行频率

· 6.1 μA低功耗睡眠模式，一个计时器工作

· 1.3 μA 停机模式：实时时钟(RTC)运行，保存上下文，保留RAM内容

· 0.5 μA 停机模式：无实时时钟运行，保存上下文，保留RAM内容

· 1.0μA待机模式：实时时钟运行，保存后备寄存器

· 270nA待机模式：无实时时钟运行，保存后备寄存器

STM32L系列新增低功耗运行和低功耗睡眠两个低功耗模式，通过利用超低功耗的稳压器和振荡器，微控制器可大幅度降低在低频下的工作功耗。稳压器不依赖电源电压即可满足电流要求。STM32L还提供动态电压升降功能，这是一项成功应用多年的节能技术，可进一步降低芯片在中低频下运行时的内部工作电压。在正常运行模式下，闪存的电流消耗最低230μA/MHz，STM32L的功耗/性能比最低185μA/DMIPS。

此外，STM32L电路的设计目的是以低电压实现高性能，有效延长电池供电设备的充电间隔。片上模拟功能的最低工作电源电压为1.8V。数字功能的最低工作电源电压为1.65V，在电池电压降低时，可以延长电池供电设备的工作时间。

绝缘电阻检测仪

绝缘电阻测试仪又称数字绝缘电阻测试仪、兆欧表、智能绝缘电阻测试仪等，适于在各种电气设备的保养、维修、试验及检定中作绝缘测试。绝缘电阻测试仪适于在各种电气设备的保养、维修、试验及检定中作绝缘测试。 绝缘阻值分度线均匀清晰、便于准确读数。 操作简捷，携带方便。 低耗电，用8×1.5V(AA,R6)电池供电，使用时间长。 具有电池容量检查功能。

产品特性

1、仪表的绝缘测试对于5400在500V最高可测20GΩ, 在1000V最高可测40GΩ, 在2500V最高可测100GΩ;对于5500型在2500V最高可测100GΩ, 在5000V最高可测200GΩ;对于5600型在5000V最高可测200GΩ, 在10000V最高可测400GΩ;。

2、额定的输出电压保持在对5400型负载电阻可低至4MΩ/8MΩ/20MΩ;对5500型为20MΩ/40MΩ;对5600型为40MΩ/80MΩ，这使得仪表能够精确测量较低的绝缘阻抗。

3、自动转换的高低范围双刻度指示, 彩色刻度易于读识, 并且有LED显示相应色彩。

4、整机采用ABS塑料机壳便携式设计，具有抗干扰能力强、结构紧凑、外观精美。

5、仪表采用超薄型张丝表头，抗震能力强。

6、交直流两用，内置可充电池和智能充电模块，整机输出功率大(C型)。

7、是测量变压器、互感器、发电机、高压电动机、电力电容、电力电缆、避雷器等绝缘电阻的理想测试仪器。

技术参数

1.输出电压：500V、1000V、2500V、5000V

2.绝缘电阻：200GΩ

3.精度：5%

4.高压短路电流：3mA

5.绝缘性能: 电路与外壳间电压为1000V DC时，最大2000MΩ

充电注意事项

1、仪表可采用交直流两种方式供电，但在现场电源干扰较大或不稳定时，推荐使用电池供电。

2、首次使用充电电池时，需充电6小时以上。否则仪表不能正常工作。

3、充电电路采用专用智能充电管理模块，可自动停止充电。

注意：充电适配器的交流输入电压范围为220V±15%，以免接错电源造成不必要的损失。

4、将充电适配器的直流端插入仪表电源插孔⑨，另一端接通交流电源，充电指示灯(红色)亮，快速充电开始。

5、电池接近充满后，充电指示灯(绿灯)亮，转换到慢充状态。经过一端时间(1-2)小时可取下插头停止充电开始使用仪表。

注意：仪表不使用时，应确保波段开关处于关闭状态，以免电池过早用完。

手摇式兆欧表的速度应该保持在120r/min。