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本文主要介绍一个基于串口屏、MO单片机、微打模块、读卡模块的充电桩应用方案。此方案模拟了真实充电桩的绝大部分功能，通过使用本方案，设备制造商便能在短周期内完成整个充电桩的设计，迅速占领市场并取得成功。
如今，环保问题越来越受重视，低碳时代已经来临，电动车的数量与日俱增，充电问题急需解决，充电桩应运而生。充电桩主要用于给电动车充电，具有操作简单，充电高效，使用方便等特点，在为电动车的用户带来便捷服务的同时也可以降低电动车的使用成本，有利于促进电动车行业的发展。一般充电桩主要安放在路边、停车场、居民小区、小型服务网点等，图1所示是一名电动车用户正在刷卡。
1 概述
(1)方案比较
现有的充电桩控制方案大多是基于ARM架构的，处理器上运行操作系统，通过以太网和充电管理的服务器连接在一起。由于充电桩部分所需要完成的功能较少，主要包括数据采集，充电控制，计价结算，数据传送，参数设置。凭条打印等，所以采用一片MO单片机作为主控制器足以实现这些功能，同时可以降低系统成本。系统还使用了串口显示终端，非接触式刷卡模块和微打模块。本应用方案系统所具备的优势如下：
·采用智能显示终端，支持触碰功能，真彩显示，轻松实现人机交互：
·非接触刷卡，操作更简便，支持CPU卡，使用更安全：
·系统功能模块相对独立，接口简单，便于后续维护；
·整个系统工作温度范围宽，系统功耗低，能适应恶劣的工作环境：
·在保证系统性能和可靠性的前提下，该方案成本更低，更具市场竞争力。
(2)功能概述
电动汽车的出现打破了以往汽车都依赖于燃料的格局，随着电动车的增多，充电桩的安装也随之增多。在本充电桩方案的系统中，用户可以通过简约美观的人机接口获得快捷高效的充电服务。针对不同的充电用户需要，系统提供不同的充电模式可供选择，充电开始后相关的参数会实时显示和更新，让充电过程更加直观，使用户使用的更加放心。充电过程结束时系统会提示用户打印凭条，系统会根据用户选择为用户打印详细的消费信息。
本充系统可以模拟应用充电桩的绝大部分功能。主要功能包括：
·使用卡开始/结束充电，支持不接触刷卡，具备卡的基本管理功能：
·使用触摸屏操作，界面美观，支持人性化的提示信息，信息输入准确快捷：
·根据充电需求，系统提供多种充电模式可供用户选择：
·充电过程中实时显示用户ID、充电电量、电量单价、充电时长、消费金额和用户余额等充电信息：
·模拟自动检测充电设备电量，充电时电量进度条动态显示充电完成百分比，充满电后系统自动停止扣费：
·消费凭条打印功能：
·系统自检功能，可以有效帮助工作人员解决系统使用过程中出现的问题。
(3)系统框图
本充电桩系统中主要包含了显示部分(人机接口部分)、主控制器、读卡模块、微型打印机部分，结构框图如图2所示。整个系统中各个功能模块之间的通信都通过串口来实现。
2 功能模块介绍
本充电桩方案的系统组成如图2所示，总共包含4个功能模块，分别是串口屏、读卡模块、控制模块、微打模块。接下来会着重介绍串口屏的工作原理，这是本设计的亮点之一，同时也展示了一种用FPGA来驱动液晶的方法。
(1)串口屏
该模块属于智能显示终端，支持专用的HMI指令集，通过串口进行通信，带触碰功能，可以为各种MCU的TFT驱动显示提供良好的解决方案。该显示终端功能强大、液晶显示部分主要采用FPGA来驱动，整个串口屏的结构如图3所示。
FPGA内部包含了MCu接口控制模块、指令仲裁模块、SRAM控制器、Nand Flash控制器、LCD时序建立模块以及多个FIFO控制器，相互关系如图4所示。串口屏的液晶控制信号由LCD时序建立模块生成，MCU接口控制模块为外部提供了显示控制接口，外接的Nand Flash实现了用户数据(包括图片和字库等)存储，SRAM配合SRAM控制器实现了FIFO数据缓冲和显示存储功能。
使用FPGA驱动液晶的好处在于FPGA具有控制灵活的特点，可以实现专用液晶驱动芯片无法实现的强大功能，基于FLASH架构的FPGA在控制方面有其独到的优势，而且成本也不高。
(2)TinyM0-CAN
在本方案中该模块起了主控作用，通过3路串口和另外3个功能模块进行通信，控制和协调各个功能模块的工作，该模块的核心是LPCI100系列的一款集成ARM Cortex-MO内核的高性价比MCU。
(3)微打模块
本方案中系统采用热敏微打控制模块ZYTP58和微打机芯ZTP486F构建了本方案的打印功能部件，主要用于打印充电桩模拟充电完成后用户的消费信息。
(4)读卡模块
该方案中系统采用的读卡模块ZLG522S/LT工作电压为3.3V，基于13.56MHz频率，可通过I2C或UART接口和主控制器进行通讯，符合IS014443标准，可支持多种卡的读写操作，读卡距离大于5cm，能接双天线，具有易用、可靠、多样和体积小等特点。
3 市场应用
随着政府对替代能源汽车发展的大力支持，电动车技术的日趋成熟，国民环保意识的增强，上路的电动车的数量越来越多，这就意味着要安放更多的充电桩才能满足电动车用户充电的需求，同时对充电桩的工作性能也有越来越高的要求。本文介绍的充电桩解决方案具有系统成本低，可靠性高等优点，在充电桩控制方面具有很大的市场竞争优势，可以为高性能充电桩设计提供一个理想的解决方案。
4 小结
本文主要介绍了一个充电桩解决方案。敬请关注周立功公司的网站www.zlgmcu.com以获得更多的信息。我们有着一个接近30人的FPGA团队提供强有力的售后服务和技术支持，解决用户在产品使用和研发过程中遇到的困难。若有更多的需求可以与我们联系，我们将会竭诚为您服务，并请关注下期的FPGA专题技术讲座。
如今，环保问题越来越受重视，低碳时代已经来临，电动车的数量与日俱增，充电问题急需解决，充电桩应运而生。充电桩主要用于给电动车充电，具有操作简单，充电高效，使用方便等特点，在为电动车的用户带来便捷服务的同时也可以降低电动车的使用成本，有利于促进电动车行业的发展。一般充电桩主要安放在路边、停车场、居民小区、小型服务网点等，图1所示是一名电动车用户正在刷卡。
1 概述
(1)方案比较
现有的充电桩控制方案大多是基于ARM架构的，处理器上运行操作系统，通过以太网和充电管理的服务器连接在一起。由于充电桩部分所需要完成的功能较少，主要包括数据采集，充电控制，计价结算，数据传送，参数设置。凭条打印等，所以采用一片MO单片机作为主控制器足以实现这些功能，同时可以降低系统成本。系统还使用了串口显示终端，非接触式刷卡模块和微打模块。本应用方案系统所具备的优势如下：
·采用智能显示终端，支持触碰功能，真彩显示，轻松实现人机交互：
·非接触刷卡，操作更简便，支持CPU卡，使用更安全：
·系统功能模块相对独立，接口简单，便于后续维护；
·整个系统工作温度范围宽，系统功耗低，能适应恶劣的工作环境：
·在保证系统性能和可靠性的前提下，该方案成本更低，更具市场竞争力。
(2)功能概述
电动汽车的出现打破了以往汽车都依赖于燃料的格局，随着电动车的增多，充电桩的安装也随之增多。在本充电桩方案的系统中，用户可以通过简约美观的人机接口获得快捷高效的充电服务。针对不同的充电用户需要，系统提供不同的充电模式可供选择，充电开始后相关的参数会实时显示和更新，让充电过程更加直观，使用户使用的更加放心。充电过程结束时系统会提示用户打印凭条，系统会根据用户选择为用户打印详细的消费信息。
本充系统可以模拟应用充电桩的绝大部分功能。主要功能包括：
·使用卡开始/结束充电，支持不接触刷卡，具备卡的基本管理功能：
·使用触摸屏操作，界面美观，支持人性化的提示信息，信息输入准确快捷：
·根据充电需求，系统提供多种充电模式可供用户选择：
·充电过程中实时显示用户ID、充电电量、电量单价、充电时长、消费金额和用户余额等充电信息：
·模拟自动检测充电设备电量，充电时电量进度条动态显示充电完成百分比，充满电后系统自动停止扣费：
·消费凭条打印功能：
·系统自检功能，可以有效帮助工作人员解决系统使用过程中出现的问题。
(3)系统框图
本充电桩系统中主要包含了显示部分(人机接口部分)、主控制器、读卡模块、微型打印机部分，结构框图如图2所示。整个系统中各个功能模块之间的通信都通过串口来实现。
2 功能模块介绍
本充电桩方案的系统组成如图2所示，总共包含4个功能模块，分别是串口屏、读卡模块、控制模块、微打模块。接下来会着重介绍串口屏的工作原理，这是本设计的亮点之一，同时也展示了一种用FPGA来驱动液晶的方法。
(1)串口屏
该模块属于智能显示终端，支持专用的HMI指令集，通过串口进行通信，带触碰功能，可以为各种MCU的TFT驱动显示提供良好的解决方案。该显示终端功能强大、液晶显示部分主要采用FPGA来驱动，整个串口屏的结构如图3所示。
FPGA内部包含了MCu接口控制模块、指令仲裁模块、SRAM控制器、Nand Flash控制器、LCD时序建立模块以及多个FIFO控制器，相互关系如图4所示。串口屏的液晶控制信号由LCD时序建立模块生成，MCU接口控制模块为外部提供了显示控制接口，外接的Nand Flash实现了用户数据(包括图片和字库等)存储，SRAM配合SRAM控制器实现了FIFO数据缓冲和显示存储功能。
使用FPGA驱动液晶的好处在于FPGA具有控制灵活的特点，可以实现专用液晶驱动芯片无法实现的强大功能，基于FLASH架构的FPGA在控制方面有其独到的优势，而且成本也不高。
(2)TinyM0-CAN
在本方案中该模块起了主控作用，通过3路串口和另外3个功能模块进行通信，控制和协调各个功能模块的工作，该模块的核心是LPCI100系列的一款集成ARM Cortex-MO内核的高性价比MCU。
(3)微打模块
本方案中系统采用热敏微打控制模块ZYTP58和微打机芯ZTP486F构建了本方案的打印功能部件，主要用于打印充电桩模拟充电完成后用户的消费信息。
(4)读卡模块
该方案中系统采用的读卡模块ZLG522S/LT工作电压为3.3V，基于13.56MHz频率，可通过I2C或UART接口和主控制器进行通讯，符合IS014443标准，可支持多种卡的读写操作，读卡距离大于5cm，能接双天线，具有易用、可靠、多样和体积小等特点。
3 市场应用
随着政府对替代能源汽车发展的大力支持，电动车技术的日趋成熟，国民环保意识的增强，上路的电动车的数量越来越多，这就意味着要安放更多的充电桩才能满足电动车用户充电的需求，同时对充电桩的工作性能也有越来越高的要求。本文介绍的充电桩解决方案具有系统成本低，可靠性高等优点，在充电桩控制方面具有很大的市场竞争优势，可以为高性能充电桩设计提供一个理想的解决方案。
4 小结
本文主要介绍了一个充电桩解决方案。敬请关注周立功公司的网站www.zlgmcu.com以获得更多的信息。我们有着一个接近30人的FPGA团队提供强有力的售后服务和技术支持，解决用户在产品使用和研发过程中遇到的困难。若有更多的需求可以与我们联系，我们将会竭诚为您服务，并请关注下期的FPGA专题技术讲座。