基于单片机的电动汽车充电桩控制系统设计（有完整资料）

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资料获取方式：

可通过特纳斯电子（电子校园网）平台，输入以下编号进行查询：

编号：T3022310M

设计概述

本系统为一种基于单片机控制的电动汽车充电桩控制系统，具备完整的充电管理与人机交互功能。系统以STM32F103C8T6为核心控制器，结合多种传感器与执行模块，实现对充电过程的智能化控制。

系统核心功能包括：

• 通过充电模块（MHCD42）对电池实施安全充电；
• 利用RFID模块（RC522）完成用户身份识别与费用扣除；
• 借助单片机ADC功能实时采集电池电压数据；
• 使用继电器控制充电回路的通断状态；
• 集成语音播报模块（SU-03T），提供关键操作语音提示；
• OLED12864显示屏用于显示电流、电压、充电状态、定时/定费设置及消费金额等信息；
• 独立按键支持用户选择充电模式、设定充值金额；
• 蓝牙模块（ECB02）实现与手机端通信，支持单价修改和信息读取。

主要硬件配置

电源供应：5V直流供电

主控芯片：STM32F103C8T6单片机

传感单元：RFID传感器（RC522）

显示设备：OLED12864显示屏

执行机构：继电器、蜂鸣器、充电模块（MHCD42）、语音模块（SU-03T）

交互接口：独立按键、蓝牙模块（ECB02）

技术标签

STM32、OLED12864、RC522、MHCD42、SU-03T、ECB02

相关扩展题目参考

• 基于单片机的智能充电桩控制系统设计
• 基于物联网的充电收费管理系统设计
• 基于物联网的电力使用监控系统开发

系统结构组成

整个控制系统由三大模块构成：中央控制单元、输入模块与输出模块，协同完成充电桩的运行管理。

中央控制单元说明

系统以STM32系列单片机作为中控核心，负责整合并处理来自各输入端的数据信号，如RFID卡识别结果、蓝牙传输指令、按键操作命令以及充电模块反馈的状态信息。经过内部逻辑运算后，单片机会生成相应的控制信号，并发送至各个输出设备，从而实现对整个充电流程的精准调度与动态调节。

输入模块功能描述

RFID识别模块：该模块用于读取用户的充电卡信息，验证其合法性与权限等级，是实现非接触式付费充电的关键环节。

蓝牙通信模块：通过无线连接智能手机或其他终端设备，用户可远程上传充电需求、查看历史记录，并自主选择充电方式，增强系统的灵活性与用户体验。

独立按键组件：为用户提供本地操作入口，可用于界面切换、卡片充值、余额查询、启停充电以及设置定时或定额充电参数等功能。

供电电路：为所有电子模块提供稳定的工作电源，保障系统持续可靠运行。

充放电检测模块：实时监测电池电压、电流状态，依据预设策略调整输出参数，确保充电过程的安全性与效率。

输出模块功能说明

OLED显示屏：作为主要的信息输出界面，能够清晰展示当前操作反馈、已充电时长、实时电压电流值、费用计算详情、时间设定等内容，便于用户掌握充电进度。

继电器控制输出：根据系统判断结果控制继电器通断。当满足充电条件时闭合电路开始充电，达到设定条件或异常情况发生时自动断开，停止供电。

蜂鸣器提示单元：在关键节点发出声响提示，例如刷卡成功、充电启动、结束或故障报警，辅助用户感知系统状态变化。

SU-03T语音模块：提供语音播报服务，内容涵盖余额提醒、支付确认、充电完成通知等，进一步提升人机交互体验。同时支持个性化语音定制功能。

实物搭建与调试过程

5.1 电路焊接总体布局

系统电路在集成板上完成焊接组装，具体步骤如下：

1. 电源模块：依次焊接电源插座、开关、10kΩ电阻与指示灯。通电测试后指示灯正常点亮，表明电源部分工作良好；
2. 显示模块：焊接排针后插入OLED12864显示屏；
3. 单片机模块：安装STM32F103C8T6主控芯片；
4. 独立按键模块：用于本地功能操作；
5. 继电器开关模块：控制充电回路通断；
6. 蜂鸣器模块：实现声音提示功能；
7. 充放电模块及电池底座：负责实际充电动作与电池固定；
8. RFID模块：实现卡片识别；
9. 蓝牙模块：建立无线通信链路；
10. 语音模块：部署SU-03T语音播报单元。

下图5-1展示了整体焊接完成后的实物连接情况：

图5-1 电路焊接总图

5.2 充电桩控制器上电测试

如图5-2所示，系统上电初始化完成后，OLED屏幕正常显示充电桩控制器的运行界面信息。

图5-2 充电桩控制器运行状态图

5.3 写卡功能测试

系统支持对RFID卡片进行写入操作，用于设定用户权限、初始金额等参数。图5-3展示了正在进行写卡操作的实物场景。

图5-3 写卡功能测试实物图

5.4 蓝牙连接测试

系统上电后，OLED屏显示时间及相关状态信息。蓝牙配对需通过移动设备完成连接操作。用户可通过支持蓝牙通信的应用程序搜索名为含“＠”符号的设备名称，点击连接。成功建立连接后，进入编辑模式即可配置按键功能，实现远程交互控制。

图5-4 蓝牙连接测试图

仿真测试部分

6.1 仿真系统总体设计

采用专业仿真软件构建系统模型，模拟真实环境下各模块间的信号交互过程，验证控制逻辑的正确性与系统稳定性，为后续实物调试提供理论支撑和技术准备。

设计摘要：

随着电动汽车的广泛应用，充电桩作为其关键配套设施，对智能化与高效运行的需求日益提升。本文提出一种基于STM32单片机的电动汽车充电桩控制系统设计方案，旨在增强设备的自动化能力并优化用户交互体验。系统架构主要包括控制核心、输入模块和输出模块三大部分。其中，主控单元采用STM32F103C8T6单片机，负责数据采集、逻辑判断与指令执行；输入部分集成RFID模块、蓝牙通信模块、独立按键、供电电路以及充放电管理电路，用于获取用户操作指令及实时监测充电状态；输出部分则包含OLED12864显示屏、继电器驱动电路、蜂鸣器报警装置以及SU-03T语音提示模块，实现信息展示、充电通断控制和多模态反馈功能。

经过测试验证，该系统能够准确识别用户RFID卡片，支持多种充电模式选择，具备定时设置、费用计算与状态实时显示等功能，有效提升了充电桩的操作便捷性与智能化水平。

关键词：电动汽车；充电桩；STM32单片机；RFID；蓝牙模块；OLED显示屏；语音提示

字数：10000+

目录：

摘　要
ABSTRACT
1　引 言
  1.1 选题背景及实际意义
  1.2 国内外研究现状
  1.3 课题主要内容
2　系统设计方案
  2.1 系统整体方案
  2.2 单片机的选择
  2.3 电源方案的选择
  2.4 显示方案的选择
  2.5 温度检测方案的选择
3　系统设计与分析
  3.1 整体系统设计分析
  3.2 主控电路设计
    3.2.1 STM32F103C8T6单片机
    3.2.2 晶振电路和复位电路
  3.3 液晶屏显示模块
  3.4 DS18B20传感器检测温度模块
4　系统程序设计
  4.1 编程软件介绍
  4.2 主程序流程设计
  4.3 按键功能图
  4.4 显示函数流程图
  4.5 处理函数流程图
5　实物调试
  5.1 电路焊接总图
  5.2 充电桩控制器实物测试
  5.3 写卡测试
  5.4 蓝牙连接实物测试
6　仿真调试
  6.1 仿真总体设计
  6.2 设置定时时间测试
  6.3 充值RFID测试
结论
参考文献
致　谢

6 仿真调试

6.1 仿真总体设计

系统的仿真环境由多个功能模块组成，包括STM32F103C8T6最小系统板、OLED12864显示单元、独立按键组、蜂鸣器报警电路、继电器控制模块、RFID读卡传感器、电压调节电位器、模拟语音输出接口以及蓝牙串口通信模块。这些模块协同工作，完整模拟了实际充电桩控制器的运行逻辑与人机交互流程。

图5-5 充电桩控制器仿真图

6.2 设置定时时间测试

在仿真过程中，通过按下第一个按键进入定时设置界面。随后，使用第二个按键实现设定时间递增，每按一次增加一分钟；第三个按键用于减少设定时间，每次按下减去一分钟，从而完成对充电时长的灵活配置。

图5-7 设置定时时间仿真图

6.3 充值RFID测试

继续操作时，再次按下功能按键可切换至“充值卡片”模式。此时，触发模拟RFID按键，系统将模拟完成一次卡片金额写入过程，验证RFID模块在充值场景下的响应准确性与数据处理稳定性。

图5-8 充值RFID卡仿真图

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关键词：电动汽车 控制系统 系统设计 单片机 abstract

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