基于 SPCE061A 和 CPLD 的电动自行车充电系统研制
作者：杨存祥 戈民 王发群 崔光照 宋镜波 郑州轻工业学院
电动车由于具有无废气污染、无噪音、轻便美观等特点，受到众多使用者的青睐。但使用中也暴露出
它的局限性，那就是蓄电池的容量决定了它的使用范围，而且存在充电时间长的缺点。目前随着电动自行
车的发展，急需解决的问题就是如何实现快速灵活的充电。
随着电子技术、可编程逻辑器件(FPGA,CPLD)、EDA 技术的飞速发展，基于硬件编程语言的自上而
下(TOP-TO-DOWN)设计方法给数字系统的开发设计带来了革命性变革，仅使用单片机来实现系统控制的
传统方法正在被越来越多的以 MCU+FPGA/CPLD 为核心的最新设计理念取代。采用这种混合设计方案的
最大优点是两者的优势互补，电路结构简单，这给数字电路系统的设计带来极大的方便。利用 CPLD 控制
的灵活性很容易对电路进行在线修改，实现各种复杂的数字逻辑控制，这极大地扩展了单片机的功能。而
且由于硬件编程语言的灵活性及 CPLD 具有的在系统编程(In-SystemProgram)特点，大大缩短了系统开
发研制周期。基于上述思想，研发了基于 SPCE061A 和 CPLD 的电动自行车充电系统。
1 系统硬件设计
1.1 系统组成及功能
该充电系统由凌阳 SPCE061A 单片机、充电器、按键、CPLD、ACM12864 液晶显示器、上位机、
语音电路等组成。充电器采用恒流、恒压、浮充三阶段充电方法对蓄电池进行充电。SPCE061A 单片机控
制六个充电器对六个蓄电池同时进行充电，同时检测各个充电器的恒流、恒压、浮充三个充电状态，并通
过 ACM12864 液晶显示器显示各充电器的工作状态。通过按键选择各充电器的工作与停止，并可根据不
同需要选择快速充电工作方式或普通充电工作方式，对蓄电池进行充电。系统上电进入工作状态后，当单
片机检测到蓄电池已充满的信号或发生其他紧急情况所产生的信号时，可以自动关闭充电器，实现充电器
操作智能化。利用凌阳 SPCE061A 单片机的语音功能对充电过程中所出现的故障进行语音提示，使设计
更人性化，便于操作。充电系统可以和上位机进行通讯，从而实现系统之间的联网，有利于系统功能的扩
充。其系统组成框图如图 1 所示。
