基于單片機(jī)的蓄電池電量檢測(cè)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　摘　要: 主要是基于單片機(jī)的蓄電池電量檢測(cè)系統(tǒng)，可應(yīng)用于各種蓄電池組的性能監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可在線監(jiān)測(cè)每節(jié)電池的電壓，動(dòng)態(tài)放電電流，溫度，以使直流屏的電池得以及時(shí)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(dòng)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(hào)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(kāi)關(guān)量采集模塊，信號(hào)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(hào)調(diào)理模塊。</p&

2、gt;<p>　　關(guān)鍵詞:單片機(jī) 電量檢測(cè) A/D轉(zhuǎn)化</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　隨著21世紀(jì)社會(huì)的快速發(fā)展使人們步入了電子時(shí)代，越來(lái)越多的機(jī)器、電子設(shè)備離不開(kāi)電力驅(qū)動(dòng)。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(méi)有電力社會(huì)會(huì)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(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)有基于虛擬儀器技術(shù)、單片機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)等等的蓄電池電量檢測(cè)系統(tǒng)。</p><p>　　在這里，我主要說(shuō)說(shuō)基于單片機(jī)的蓄電池電量檢測(cè)系統(tǒng)。因?yàn)檫@種方法有對(duì)固有系統(tǒng)產(chǎn)生的影響非常小，測(cè)量精度比較高，簡(jiǎn)單方便易于實(shí)現(xiàn)等等的特點(diǎn)。</p><p>　　2 蓄電池測(cè)量參數(shù)設(shè)計(jì)</p><

4、p><b>　　電壓測(cè)量</b></p><p>　　蓄電池電壓有2V、6V、12V三種類(lèi)型，由這三種蓄電池類(lèi)型組成220V。電壓是反映電池性能的重要指標(biāo)，測(cè)量電壓可采用充放電路中串一個(gè)阻值很小的電阻，其上有壓降。當(dāng)充電時(shí)，電壓值為負(fù)；放電時(shí)，電壓值為正。這個(gè)電壓值作為后接電路的一個(gè)輸入電壓。通過(guò)監(jiān)測(cè)這個(gè)小阻值電阻電壓監(jiān)測(cè)蓄電池電壓。</p><p>　　對(duì)蓄電

5、池端電壓的測(cè)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(cè)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(guò)監(jiān)測(cè)充放電同路中小阻值電阻來(lái)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(cè)量</b>&l

6、t;/p><p>　　蓄電池內(nèi)阻很小，一般為uΩ－Ω級(jí)，因此測(cè)量線的阻抗就變得不可忽略，為此采用四線法測(cè)量，即將驅(qū)動(dòng)電流回路和感應(yīng)電壓電路分開(kāi)。內(nèi)阻四線法測(cè)量原理圖如下，其中Ri為取樣電阻。</p><p>　　測(cè)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(cè)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(cè)</b></p><p>　　檢測(cè)一個(gè)電池的電量時(shí)，不可以直接測(cè)量電池兩端的端電壓，可以通過(guò)檢測(cè)蓄電池組充放電回路

8、的電流量，來(lái)達(dá)到檢測(cè)電池組電量的目的。在蓄電池組充放電同路中串一個(gè)阻值很小的電阻，其上必有壓降。當(dāng)充電時(shí)，電壓值為負(fù)；放電時(shí)，電壓值為正。這個(gè)電壓值直接作為后接電路的一個(gè)輸入電壓，經(jīng)過(guò)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(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　硬件電路主要由音頻信號(hào)發(fā)生器、耦合驅(qū)動(dòng)器、差動(dòng)放大器、濾波網(wǎng)絡(luò)、整流電路

9、、相位檢測(cè)電路、電壓電流取樣電路、溫度取樣電路、模擬轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、A／D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、看門(mén)狗電路、LCD顯示器及鍵盤(pán)等組成。</p><p>　　單片機(jī)這部分接口設(shè)計(jì)其中P1口用作鍵盤(pán)輸入和外接EPROM存儲(chǔ)器，其中PAO接存儲(chǔ)器時(shí)鐘線，PAI接存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)線，PA2∽PA7 接鍵盤(pán)。P2口用作A／D轉(zhuǎn)換和模擬開(kāi)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(duì)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(qǐng)求和液晶顯示器控制口，其中PD2為A／D轉(zhuǎn)換器中請(qǐng)求，PD5為液晶顯示器片選信號(hào)，PD6為讀寫(xiě)選擇信號(hào)，PD7為使能信號(hào)。</p><p>　　4 電路設(shè)計(jì) 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(jì)</b></p><p>　　軟件設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　1成整個(gè)系統(tǒng)的初始化?！?lt;/p><p>　　2檢測(cè)有無(wú)電流：有電流則進(jìn)入電量顯示的操作模塊；無(wú)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(mén)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(shí)，判斷鍵是否放開(kāi)：放開(kāi)則關(guān)閉顯示，繼續(xù)檢測(cè)電流；沒(méi)放開(kāi)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．