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1、<p> 摘 要: 主要是基于單片機(jī)的蓄電池電量檢測系統(tǒng),可應(yīng)用于各種蓄電池組的性能監(jiān)測,系統(tǒng)可在線監(jiān)測每節(jié)電池的電壓,動態(tài)放電電流,溫度,以使直流屏的電池得以及時的維護(hù),保證直流屏的安全運(yùn)行,提高供電系統(tǒng)的可靠性和自動化程度。系統(tǒng)功能按模塊劃分,分別分為:主機(jī)、采集模塊、信號調(diào)理模塊、放電模塊,其中采集模塊包括模擬量采集模塊和開關(guān)量采集模塊,信號調(diào)理模塊包括:電池電壓調(diào)理模塊、電流調(diào)理模塊、溫度信號調(diào)理模塊。</p&
2、gt;<p> 關(guān)鍵詞:單片機(jī) 電量檢測 A/D轉(zhuǎn)化</p><p><b> 1 前言</b></p><p> 隨著21世紀(jì)社會的快速發(fā)展使人們步入了電子時代,越來越多的機(jī)器、電子設(shè)備離不開電力驅(qū)動。電源成了機(jī)器電子設(shè)備等不可或缺的保證,因此持久穩(wěn)定的電源顯得尤為重要,很難想象沒有電力社會會是什么樣子。我們知道蓄電池是電源的一種,作為后備電源,
3、為保證電源供電的可靠性,實(shí)時監(jiān)測蓄電池電量的各項(xiàng)參數(shù)就顯得必不可少了。我們知道現(xiàn)在的蓄電池電量檢測有基于虛擬儀器技術(shù)、單片機(jī)、數(shù)據(jù)庫等等的蓄電池電量檢測系統(tǒng)。</p><p> 在這里,我主要說說基于單片機(jī)的蓄電池電量檢測系統(tǒng)。因?yàn)檫@種方法有對固有系統(tǒng)產(chǎn)生的影響非常小,測量精度比較高,簡單方便易于實(shí)現(xiàn)等等的特點(diǎn)。</p><p> 2 蓄電池測量參數(shù)設(shè)計</p><
4、p><b> 電壓測量</b></p><p> 蓄電池電壓有2V、6V、12V三種類型,由這三種蓄電池類型組成220V。電壓是反映電池性能的重要指標(biāo),測量電壓可采用充放電路中串一個阻值很小的電阻,其上有壓降。當(dāng)充電時,電壓值為負(fù);放電時,電壓值為正。這個電壓值作為后接電路的一個輸入電壓。通過監(jiān)測這個小阻值電阻電壓監(jiān)測蓄電池電壓。</p><p> 對蓄電
5、池端電壓的測量必須要有很高的精度, 電壓的采樣精度需為千分之一。</p><p><b> 溫度測量</b></p><p> 蓄電池的內(nèi)阻值很小,電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量取決于電池的內(nèi)阻,同樣通過監(jiān)測充放電同路中小阻值電阻來預(yù)判蓄電池的溫度,溫度精度要求需要精確到0.5度。</p><p><b> 內(nèi)阻測量</b>&l
6、t;/p><p> 蓄電池內(nèi)阻很小,一般為uΩ-Ω級,因此測量線的阻抗就變得不可忽略,為此采用四線法測量,即將驅(qū)動電流回路和感應(yīng)電壓電路分開。內(nèi)阻四線法測量原理圖如下,其中Ri為取樣電阻。</p><p> 測量蓄電池內(nèi)阻的方法是:在蓄電池的兩端施加一恒定的交流音頻電流源is,然后檢測電池兩端電壓Vo,以及is和Vo兩者之間的夾角θ。</p><p><b&g
7、t; Z=Vo/io</b></p><p><b> R=Zcosθ</b></p><p> R即為我們需要獲取的蓄池內(nèi)阻。</p><p><b> 電量的檢測</b></p><p> 檢測一個電池的電量時,不可以直接測量電池兩端的端電壓,可以通過檢測蓄電池組充放電回路
8、的電流量,來達(dá)到檢測電池組電量的目的。在蓄電池組充放電同路中串一個阻值很小的電阻,其上必有壓降。當(dāng)充電時,電壓值為負(fù);放電時,電壓值為正。這個電壓值直接作為后接電路的一個輸入電壓,經(jīng)過特定的運(yùn)算處理后,可以較顯著地看到充放電狀態(tài)及電量的高低。</p><p> 單片機(jī)的蓄電池電量檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p> 硬件電路主要由音頻信號發(fā)生器、耦合驅(qū)動器、差動放大器、濾波網(wǎng)絡(luò)、整流電路
9、、相位檢測電路、電壓電流取樣電路、溫度取樣電路、模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、看門狗電路、LCD顯示器及鍵盤等組成。</p><p> 單片機(jī)這部分接口設(shè)計其中P1口用作鍵盤輸入和外接EPROM存儲器,其中PAO接存儲器時鐘線,PAI接存儲器數(shù)據(jù)線,PA2∽PA7 接鍵盤。P2口用作A/D轉(zhuǎn)換和模擬開關(guān)通道選擇,其中PBO PB2用作通道線,PB5 PB7連接A/D轉(zhuǎn)換器對應(yīng)的SPI口線。P3口用作液晶顯
10、示器數(shù)據(jù)口。P4口用作A/D中請求和液晶顯示器控制口,其中PD2為A/D轉(zhuǎn)換器中請求,PD5為液晶顯示器片選信號,PD6為讀寫選擇信號,PD7為使能信號。</p><p> 4 電路設(shè)計 電壓采樣電路</p><p><b> 溫度采樣電路</b></p><p><b> 單片機(jī)接口電路</b></p&g
11、t;<p><b> 5 軟件設(shè)計</b></p><p> 軟件設(shè)計所要實(shí)現(xiàn)的功能</p><p> 1成整個系統(tǒng)的初始化?!?lt;/p><p> 2檢測有無電流:有電流則進(jìn)入電量顯示的操作模塊;無電流就讓單片機(jī)處于休眠狀態(tài),以減少能量消耗,達(dá)到低功耗的目的。</p><p> 3以何種方式喚醒單
12、片機(jī):若是看門狗,則進(jìn)行初始化;若是有鍵按下,則顯示電量。</p><p> 4鍵按下時,判斷鍵是否放開:放開則關(guān)閉顯示,繼續(xù)檢測電流;沒放開則繼續(xù)顯示電量。</p><p> 5成A/D轉(zhuǎn)換模塊的初始化及A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的累加及顯示。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 何立明.
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