基于单片机的蓄电池电量检测系统课程设计
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河南科技大学课程设计说明书课程名称电气控制技术题目基于单片机的蓄电池容量测试系统设计学院农业工程学院__班级__学生姓名指导教师___日期 2015年4月3日专业课程设计任务书班级:农电112 姓名:唐聪杰学号: 111403010224 设计题目:基于单片机的蓄电池容量测试系统设计一、设计目的熟悉专业课程设计的相关规程、规定,了解电力系统,电网设计数学模型的基本建立方法和相关算法的计算机模拟,熟悉相关电力计算的内容,巩固已学习的相关专业课程内容,学习撰写工程设计说明书,对电力系统相关状态进行模拟,对电网设计相关参数计算机计算设计有初步的认识。
二、设计要求(1)通过对相应文献的收集、分析以及总结,给出相应项目分析,建立数学模型。
(2)通过课题设计,掌握电力系统计算机算法设计的方法和设计步骤。
(3)学习按要求编写课程设计报告书,能正确阐述设计方法和计算结果。
(4)学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中,认真查阅相应文献以及实现,给出个人分析、设计以及实现。
三、设计任务(一)设计内容1.了解蓄电池容量测试原理;2.设计基于单片机的蓄电池容量测试系统,包括软件和硬件;3.利用protues软件对所设计系统进行仿真;4.相关论文在学校图书馆中文数据库“万方数字化期刊”中查找。
(二)设计任务1.建立相关算法、模型。
2.设计说明书,包括全部设计内容,对电力系统相关状态进行模拟。
3.总体方案图,仿真软件模拟波形图,计算相关参数。
四、设计时间安排查找相关资料(2天)、确定总体方案,进行必要的计算。
(1天)、对电力系统相关状态进行模拟,计算相关参数,(2天)、使用(MATLAB)等相关软件进行电路图系统图设计与仿真。
(2天)、撰写设计报告(2天)和答辩(1天)。
五、主要参考文献[1] 电力工程基础[2] 工厂供电,电力系统分析[3] 相关设计仿真软件手册,如(MATLAB)等。
[4] 数学建模算法分析等[5] 电气工程设计手册等[2] 图书馆中文数据库“万方数字化期刊”其他相关网络资料指导教师签字:年月日基于单片机的蓄电池容量测试系统设计摘要蓄电池作为一种供电方便、安全可靠的直流电源广泛应用于电力、石化、通讯等领域,为获得较高的电压,常用多节蓄电池串联工作方式。
技术交流Digital Space P .231浅谈集成电路封装技术的发展喻尤芬 遵义市职业技术学校摘要:集成电路的出现给我国的电子行业发展带来了巨大的改变,而在集成电路的发展过程中,封装技术对于其具有非常重要的意义,封装操作的主要对象是集成电路的芯片部分,封装技术的发展和改善,对于集成电路整体性能的发挥都具有非常重要的意义。
目前,我国的集成电路封装技术,正朝着多元化,高科技的方向发展。
关键词:集成电路 封装技术 发展引言:集成电路的封装,是一项为了保持电路的完整性且避免其受到外部环境影响的技术类型。
不同的封装方式,其电路封装的效果和质量也有所差异。
随着集成电路本身的不断发展,相应的封装技术也在不断的变化和更新。
本文通过对封装技术的分析,探讨其未来的发展趋势。
1 封装技术的作用和种类1.1 主要作用在集成电路发展的初级阶段,封装技术是基于保护集成电路本身的稳定性和安全性而产生的,因为集成电路作为一个导体,其直接暴露在外部环境中时容易受到外部环境中的物理或化学因素的影响。
因此,需要对其进行封装保护。
1.2 封装方式和种类首先,最初的封装原材料,通常采用金属材质,这种材质可以实现集成电路本身与外界环境的全面隔绝,。
但当集成电路中的芯片钝化层技术得到发展后,封装技术也得到了进一步的发展。
从芯片钝化层本身的作用上来分析,钝化层主要是完成集成电路中的单元器件与整个集成电路系统的连接。
这种连接包括了电力角度的连接以及物理上的连接。
而在电力方面的连接上,尤其需要封装技术的保护。
但目前随着集成电路中的芯片速率不断提高,其功率也随之增大,散热问题成为集成电路应用中的主要问题,在这种背景下,封装操作的保护性质的性能有所下降,而逐步转向了技术层面的发展。
其次,目前的集成电路封装技术按照不同的分类原则可进行不同维度的区分。
例如,从原材料的角度来分,封装技术可分为金属封装、陶瓷封装以及塑料封装。
期货中金属封装属于较早期的封装技术,而陶瓷封装是与金属封装相比具有更好的可靠性的一种封装方式。
基于单片机的电量检测系统设计基于单片机的电量检测系统设计I基于单片机的电量检测系统设计摘 要要随着电力系统电量的日益扩大和电压运行等级的不断提高,传统的电量检测系统暴露出越来越多的缺点,难以满足现代电网向自动化、数字化发展的需要。
暴露出越来越多的缺点,难以满足现代电网向自动化、数字化发展的需要。
本文首先概述了WB 系列交流电量传感器的工作原理和各项工作技术指标,并做了硬件系统的设计,包括控制电路、模块转换部分、键盘输入部分、LED 显示部分方面的设计。
然后介绍了ADC0809和74HC595中电子接口的各项特性,同时对单元的结构原理和功能划分进行了分析和研究,选择了合适的各种数据转换软件按。
通过分析和研究,提出了软件系统方面的设计方案,最关键的问题是A/D 转换程序的设计、主程序和子程序的流程方案计、主程序和子程序的流程方案关键词 A/D 转换器转换器 LED 显示器显示器 ADC0809 74HC595单片机单片机基于单片机的电量检测系统设计基于单片机的电量检测系统设计POWER DETECTIO SYSTEM BESEDON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTWith the growing power system capacity and the increasing level voltage operation, the traditional amount of power detection system weaknesses exposed more and more difficult to meet the modern power grid to the automation, digital development.This paper outlines the WB series AC power sensor working principle and the work of technical indicators, and made the hardware system design, including control circuits, modules conversion component, keyboard part, LED showed that some aspects of the design. Then introduced the ADC0809 and the 74HC595 in the electronic interface properties, while the structural principles and functions of cell division was analyzed and studied, the suitable range of data conversion software by. Through analysis and research, the design of software systems, the most critical issue is A / D conversion process of design, the main program and subroutine program flow.KEYWORDSA/D conversion chip 74HC595SCM ADC0809 LED display chip录目 录中文摘要 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
基于单片机的蓄电池电量检测系统设计开题报告随着科技的不断发展,电力能源的利用和管理越来越受到重视。
蓄电池是一种常见的储能设备,广泛应用于各种电力系统、通信设备、家用电器等领域。
然而,蓄电池的充放电状态是一个关键的参数,直接影响其性能和寿命。
对蓄电池电量进行检测和管理成为了一项重要的工作。
本设计拟采用单片机技术,设计一种基于单片机的蓄电池电量检测系统,以实现蓄电池电量的准确测量和状态监控。
1. 设计背景随着蓄电池的广泛应用,对电池电量的准确检测和管理愈发重要。
传统的蓄电池电量检测方法主要依靠电压测量,然而,由于电池内阻、温度等因素的影响,仅仅依靠电压测量的方法已经无法满足实际需求。
基于单片机的蓄电池电量检测系统的设计是必要的。
2. 设计目标本设计旨在设计一种基于单片机的蓄电池电量检测系统,能够准确测量蓄电池的电量,并实现对蓄电池充放电状态的实时监测。
具体目标如下:(1) 实现对蓄电池电压、电流、温度等参数的准确测量。
(2) 基于所测量的参数,计算出蓄电池的电量,并进行显示。
(3) 实现对蓄电池的充放电状态进行实时监测,并能够发出警报。
(4) 设计简单、成本低,易于实现和推广。
3. 设计原理本设计采用单片机作为核心控制器,通过采集蓄电池的电压、电流、温度等参数,利用数学模型进行计算,并结合LCD显示屏进行显示。
具体原理如下:(1) 采集电压和电流:通过传感器采集蓄电池的电压和电流信号,经过模数转换器(ADC)转换成数字量信号。
(2) 采集温度:通过温度传感器采集蓄电池的温度信号,同样经过ADC转换成数字量信号。
(3) 数据处理:通过单片机对所采集的数据进行处理,计算蓄电池的电量和温度,并进行显示。
(4) 实时监测:对计算得到的电量和温度进行实时监测,当电量过低或温度过高时,发出警报。
4. 设计方案本设计采用STC89C52单片机作为控制核心,驱动LCD1602液晶显示屏进行显示,通过MAXxxx传感器模块采集蓄电池的电压、电流和温度信号。
51单片机电池电量检测系统设计1. 简介本文档描述了一种使用51单片机设计的电池电量检测系统。
该系统旨在监测电池的电量,并通过51单片机进行数据处理和显示。
该系统适用于需要监测电池电量的各种设备,如智能手表、无人机等。
2. 系统设计2.1 系统架构该电池电量检测系统由以下主要组件构成:•51单片机:作为系统的核心处理器,负责数据采集、处理和显示。
•电压测量模块:用于测量电池的电压。
•LCD显示模块:用于显示电池电量信息。
•按钮模块:用于系统操作和设置。
2.2 硬件设计2.2.1 电压测量模块电压测量模块主要由一个ADC转换器组成,用于将电池电压转换为数字量,以便51单片机进行处理。
2.2.2 LCD显示模块LCD显示模块用于显示电池电量信息。
可以使用基于液晶技术的LCD模块,通过51单片机控制显示电池电量的百分比或其他信息。
2.2.3 按钮模块按钮模块用于系统的操作和设置。
可以通过按钮模块实现电池电量的复位、设置电池类型等功能。
2.3 软件设计2.3.1 系统初始化系统初始化时,51单片机将初始化ADC转换器、LCD显示模块和按钮模块。
设置合适的ADC参考电压,配置LCD显示模块的参数,并对按钮模块进行初始化。
2.3.2 电池电量测量系统将定时读取ADC转换器的数值,转换为电池电压。
然后,根据电池的电压和电池类型进行电量计算,并将计算结果存储在内存中。
2.3.3 数据显示每次电池电量测量完成后,系统将更新LCD显示模块上的电量信息。
可以通过LCD显示百分比、图形等形式显示电池电量信息。
2.3.4 系统操作通过按钮模块,用户可以对系统进行操作,如复位电池电量计数、设置电池类型等。
3. 总结本文档描述了一种使用51单片机设计的电池电量检测系统。
通过ADC转换器测量电池电压,并使用LCD显示模块显示电池电量信息。
此系统可广泛应用于电池电量监测领域,提供方便和准确的电量监测功能。
167工业技术与实践丨学术平台丨引言1蓄电池在众多重要设备系统中起到不间断提供电源的重任,但是目前在很多场合蓄电池实际上处于一种长期完全不维护状态。
长期不维护的蓄电池组容易因漏液、过放、发热等因素导致失效,由此可能引发设备系统的重大故障。
因此,设计一种简便的方法对蓄电池进行实时监测是非常有必要的。
本检测系统利用STC 单片机作为核心控制器,结合A/D 转换电路、数据处理电路等实现对蓄电池工作状态的实时检测,利用液晶显示屏来显示蓄电池实时温度、蓄电池电压、蓄电池内阻等检测参数。
检测系统总体结构2本蓄电池检测系统由蓄电池工作电路、数据处理模块、数据采集控制模块以及显示监控模块组成,系统总体框架如下图所示。
控制器2.1 STC2C5A60S2蓄电池检测系统宜设计成手持式便携设备,应选用小型轻便的控制器来实现系统的控制要求。
STC2C5A60S2系列单片机较传统8051速度快8-12倍,是高速、低功耗、抗干扰强的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051。
除此之外,该控制器内部设备非常丰富,如内部集成MAX810专用复位电路、2路PWM、8路高速10位A/D 转换(250k/s)等,有效地降低了检测系统的设计成本及设计难度,符合检测系统简易操作及便携式低成本的要求。
数据处理模块2.2在充放电的电路中,电压经过整流器的整流,然而在实际使用过程中,电路中的电压依然存在着波动变化,将会对电压数据的采集造成一定的影响,并且在在整流电路输出电压之后仍然存在着一些谐波分量。
为了去除噪声对控制系统的干扰,提高系统的稳定性,本系统采用π型整流滤波电路对检测系统信号进行处理。
本系统采用AD620放大器对温度信号、电流信号等进行放大,其增益可达到1-10000且具有设计简单、功耗低、噪声小等优点。
数据采集控制模块2.3数据采集控制模块决定了检测系统的精度,AD 转换电路又是数据采集控制模块的核心,因此AD 芯片的选择决定了检测系统的精度水平。
基于单片机的蓄电池电量检测系统摘要:随着蓄电池在生产生活中的大量应用,如何实时的对蓄电池进行电量检测变得很有实际意义。
文章介绍了一种检测蓄电池电量的方法,在实际工作中取得了良好的效果。
关键词:蓄电池;剩余电量;方法文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)16-0122-02随着生产力和科学技术的发展,蓄电池作为一种性能可靠的化学电源,其应用价值与日俱增,日益广泛地运用在航空航天、交通运输、电力、通信、军事工业等部门的设备中,已经成为这些设备中最重要的关键系统部件之一。
蓄电池剩余电量是用户非常关心的一个问题,因为蓄电池电量的多少直接影响整个供电系统的可靠性。
而供电系统的可靠性将决定整个系统能否正常运行。
因此及时准确的检测蓄电池剩余电量变得非常重要,而检测方法的研究则很有实际意义。
蓄电池是一个复杂的电化学系统,它在不同负载条件或不同环境温度下运行时,实际可供释放的剩余电量不同;而且随着蓄电池使用时间增加,其电量也将下降。
通常用来检测蓄电池电量的方法有多种,比如根据蓄电池的电解液密度来估算剩余电量的密度法,该方法精度较低而且有很大局限性:不适合密封的蓄电池;随着蓄电池使用时间的增加,电极的损坏,更加难以准确推算出剩余电量。
同时,这种方法也难以适应目前广泛应用的VRLA蓄电池的在线检测。
近些年常用的几种蓄电池剩余容量检测方法之中,对在线使用的蓄电池来说,基于单片机的电池电量检测方法对系统产生的影响较小,并且测量精度较高,即使蓄电池电极损坏也能较为准确的检测其电量。
1电池特性蓄电池所做的有效功是电容量和电压的乘积。
蓄电池的电容量是放电电流与放电时间之积。
因此蓄电池大特性以电容量、电动势、内阻和放电效率表示,这些参数成为衡量电池性能的主要参数。
电动势是电池在理论上输出能量大小的量度之一。
电动势与反应物质性质、和有关,也与电解液的温度和浓度有关。
电池的放电电压随放电时间的平稳性表示电压精度的高低。
基于单片机的蓄电池自动监测系统设计摘要蓄电池作为电力系统的后备电源,其维护工作对保证电力系统的安全运行具有重要的意义,对蓄电池实施在线监测并及时发现失效电池,是蓄电池维护工作的重中之重,本课题的主要任务就是重新设计一种新型蓄电池在线智能监测仪,能实现对蓄电池无论在浮充状态还是在充放电过程中的状态监测。
该监测系统是以AT89C52单片机为核心,其芯片是采用CMOS工艺以及面向寄存器结构的单片机。
它含有8K字节快檫写可编程/檫除只读存储器(EEPROM),具有256字节的内部RAM;3个16位定时记数器;32个可编成程的I/O口线;6个中断源;可编程的串行编口,还具有空闲和掉电方式,它的集成度高、速度快、功耗低,特别适合于多路数据采集的控制系统中。
本系统可以测量10路或20路蓄电池端电压、电池端电压、电池温度、充放电电流等,数据采集电路采用模块化设计,可根据蓄电池个数确定模块数量,每个模块可测量一组,对测量的值采用惯性滤波法和积分、微分等控制理论进行滤波和校准。
该系统采用了大连东台电子有限公司生产的EDMl2864-09图形点阵液晶显示模块,能直观了解失效的电池信息。
该系统利用集抗外干扰复位热启动的看门狗、电源监测电路和串行存储于一身的XICOR公司生产的可编程看门狗定时器X25043,为整个系统提供了安全保障,同时,通讯电路可进行RS-485的通讯,通过单片机串行通讯接口,可以执行与上位机或PC机进行数据传输,供维护人员对检测参数做进一步的分析。
新的蓄电池监测系统自动化程度高、人机界面友好,又易于操作,并且整体结构可靠性好,精度高,具有很高的推广使用价值。
关键词蓄电池;监测系统;单片机;看门狗The Automatic Monitor System of Storage BatteryBased on Single ChipAbstractThe storage battery is the spare power supply of the power system.It is meaningful to carry out the on-line monitor.The main mission of this topic is to re-design a new kind of storage battery with on-line intelligent monitor.It can monitor whether in the float position or during discharge the appearance.The monitor system is to take AT89C52 as the core, its chip adopts the craft of CMOS and faces to monolithic machine with memory structure.It implies the quick cleaning of the 8K word EEPROM,256 word stanza three 16 settle recorders,32 programmable I/O port,6 inside the break source, The programmable string goes to weave, still having the spare time and dropping to give or get an electric shock the way.Its integrated degree is high, the speed is quick, the power consumed is low specially suitable for the control system of many methods' data collection.This system can measure 1 0 roads or 20 roads the electric voltage of storage batteries, battery electric voltage, battery temperature and refresh and discharge electric current etc.The data collection electric circuit adopts mold design.That system adopts the sketches EDMl2864-09 with a LCD manifestation mold produced by the electronic limited company of Dalian Tong tai.It can keep the battery information of understanding expiration.That system makes use of the watchdog X25043,providing the safety guarantee for the whole system, at the same time, the communication electric circuit can carry on the communication of the RS-485.It can carry out data’s delivery with the interface of upper machine or PC machine, in order to support the personnel to do the further analysis to the examination parameter.The automation degree of new storage battery monitor system is high, man-machineinterface amity, and then be easy to the operation, and the whole structure credibility good, the accuracy is high.It can raise the production efficiency greatly.Keyword Storage battery;Monitor system;Single chip ofAT89C52;Watchdog目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 电池的主要性能指标 (1)1.1.2 国内蓄电池监测系统现状 (3)1.1.3 国外蓄电池监测系统研究现状 (3)1.2 蓄电池技术的发展与方向 (5)1.3 本课题来源及技术指标 (6)1.4 本文所做的主要工作 (6)第2章系统总体设计与算法确定 (8)2.1 监测系统总体设计原理 (8)2.2 主控芯片的选择 (9)2.2.1 AT89C52单片机的概述 (10)2.2.2 AT89C52单片机的主要特性 (10)2.2.3 AT89C52单片机的引脚功能 (10)2.3 本系统控制算法的确定 (13)2.3.1 内阻与电动势的测量 (14)2.3.2 电池温度的测量 (16)2.3.3 电池组端电压的测量 (16)2.4 本章小结 (16)第3章硬件电路设计 (17)3.1 总体硬件电路设计 (17)3.2 单片机最小系统设计 (18)3.3 系统的监测电路设计 (19)3.3.1 电压、电流检测电路设计 (20)3.3.2 温度测量电路 (22)3.4 人机界面设计 (23)3.4.1 键盘输入电路 (23)3.4.2 液晶显示电路 (24)3.4.3 液晶显示的接口电路 (24)3.5 RS-485通讯电路 (25)3.6 本章小结 (27)第4章系统软件设计 (28)4.1 引言 (28)4.2 蓄电池自动监测系统软件总体程序设计 (28)4.2 初始化程序设计 (29)4.3 读键程序设计 (30)4.4 键处理程序设计 (31)4.5 测量程序设计 (32)4.5.1 对测量程序的说明 (32)4.5.2 测温程序 (33)4.5.3电压电流的子转换程序设计 (34)4.6 控制程序设计 (35)4.7 显示程序设计 (36)4.8 通讯程序设计 (38)4.9 本章小结 (39)第5章系统的安装与调试 (40)5.1 系统调试 (40)5.1.1 电路集成 (40)5.2.2 软件调试 (40)5.2 本章小结 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录A 译文 (45)基于单片机的蓄电池自动监测系统设计 (45)附录B 外文原文 (54)附录C 层次原理图 (65)附录D 部分源程序 (69)第1章绪论1.1 课题背景当今世界经济面临破解新旧问题的重大挑战,形势发展更趋复杂。
毕业设计(论文)--基于单片机蓄电池检测系统设计摘要蓄电池是电池中的一种,它的作用是能把有限的电能储存起来,在合适的地方使用。
它的工作原理就是把化学能转化为电能。
它用填满海绵状的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用22~28%的稀硫酸作电解质。
在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
AbstractEnergy can be changed in various forms of energy, one of them, the chemical energy into electrical energy conversion device called chemical batteries, the general referred to as batteries, battery cells and batteries are the original division. Discharge can not be used after the manner of charging the internal regeneration of active substances called primary cells, also known as a one-time battery. Can be used after discharge rechargeable internal activity of the establishment of renewable material, the energy stored as chemical energy, the need to discharge the chemical energy to electrical energy is converted to the battery, called the battery, also known as secondary batteries.The lead-acid storage battery group is the drive power supply or contingency power supply for many machines. So the performance of the storage battery group is directly related to the normal running of many device. It is necessary to measure batteries’ parameters accurately and frequently in order to enhance their lives.The monitor system is to take AT89S52 as the core, its chip adopt the craft of CMOS and faces to monolithic machine with memory structure. It implies the quick cleaning of the 8 inside the break source. The programmable string goes to weave, still having the spare time and dropping to give or get an electric shock the way. Its integrated degree is high, the speed is quick the power consumed is low specially suitablefor the control system of many methods, data collection. This system can measure 10 roads or 20 roads the electric voltage of electric current etc.Key words: single-chip computer; battery; detection.目录1 绪论1概述 1课题的意义 235蓄电池的工作原理 5当前蓄电池的主要检测方法 5铅酸蓄电池检测系统 663系统硬件设计888AD转换器件TLC549 1112141416系统总体电路设计204系统通信电路设计22参考文献25致谢26中英文翻译271 绪论蓄电池组是许多设备的动力源或应急电源,因此电池组的性能将直接关系到设备的正常运行。
1 引言蓄电池作为一种供电方便、安全可靠的直流电源广泛应用于电力、石化、通讯等领域,为获得较高的电压,常用多节蓄电池串联工作方式。
由于单体蓄电池特性的差异,在运行一段时间后,电池组中个别电池性能变差,进而失效,造成电池组整体性能下降,导致整个系统的可靠性降低,且蓄电池是一种化学反映装置,内部的化学反映不易及时发现,因此有必要对蓄电池的运行状态进行实时在线监测。
1.1 本课题研究的意义铅酸蓄电池(Lead Acid Battery,LAB)作为一种化学电源,自1860年普兰特(Plante)首次发明了实用的蓄电池以来,尤其是近年来随着阀控式铅酸蓄电池(Valve Regulated LAB,VRLAB)的出现,蓄电池以其价格低廉、易于浮充使用、电能效率高、电源独立性好、可移动等优点被广泛应用于发电厂、变电站、邮电通讯系统、汽车、船舶、铁路客车等各个领域。
在UPS系统中,蓄电池组作为储能元件,是系统极其重要的组成部分,它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠性,然而蓄电池却是整个UPS系统中平均无故障时间最短的器件。
现在随着国民经济的迅速发展,电力系统和通信系统发挥着越来越重要的作用,由蓄电池组、充电浮充电装置以及馈电支路开关和熔断器等组成的直流系统是发电厂、变电站和通信基站中的一个重要组成部分,其工作状况的好坏直接影响到电力系统和通信系统的安全、可靠和高效运行。
而蓄电池组作为直流系统向外供电的唯一设备,为电力系统和通信系统中的信号装置、继电保护装置和控制装置等重要负载提供工作电源,其性能的好坏直接关系到电力系统和通信系统的安全可靠性。
因此为了确保用电设备即使在交流电源全部中断的情况下也能正常安全连续运行,必须保证蓄电池组的运行状态性能良好,在发生火电中断时能够有足够的放电容量,所以重视和加强对蓄电池的维护工作,特别是对蓄电池实施实时在线监测意义重大。
[1]1.2 国内外发展状况随着科学技术的发展,特别是单片机和计算机在智能化控制方面的应用,以及在变电站综合自动化系统等方面研究的深入,关于蓄电池的自动化监测问题也提到日程上来。
班级:07通信学号:0711******* 姓名:周伟
摘要:主要是基于单片机的蓄电池电量检测系统,可应用于各种蓄电池组的性能监测,系统可在线监测每节电池的电压,动态放电电流,温度,以使直流屏的电池得以及时的维护,保证直流屏的安全运行,提高供电系统的可靠性和自动化程度。
系统功能按模块划分,分别分为:主机、采集模块、信号调理模块、放电模块,其中采集模块包括模拟量采集模块和开关量采集模块,信号调理模块包括:电池电压调理模块、电流调理模块、温度信号调理模块。
关键词:单片机电量检测 A/D转化
1 前言
随着21世纪社会的快速发展使人们步入了电子时代,越来越多的机器、电子设备离不开电力驱动。
电源成了机器电子设备等不可或缺的保证,因此持久稳定的电源显得尤为重要,很难想象没有电力社会会是什么样子。
我们知道蓄电池是电源的一种,作为后备电源,为保证电源供电的可靠性,实时监测蓄电池电量的各项参数就显得必不可少了。
我们知道现在的蓄电池电量检测有基于虚拟仪器技术、单片机、数据库等等的蓄电池电量检测系统。
在这里,我主要说说基于单片机的蓄电池电量检测系统。
因为这种方法有对固有系统产生的影响非常小,测量精度比较高,简单方便易于实现等等的特点。
2 蓄电池测量参数设计
电压测量
蓄电池电压有2V、6V、12V三种类型,由这三种蓄电池类型组成220V。
电压是反映电池性能的重要指标,测量电压可采用充放电路中串一个阻值很小的电阻,其上有压降。
当充电时,电压值为负;放电时,电压值为正。
这个电压值作为后接电路的一个输入电压。
通过监测这个小阻值电阻电压监测蓄电池电压。
对蓄电池端电压的测量必须要有很高的精度, 电压的采样精度需为千分之一。
温度测量
蓄电池的内阻值很小,电池内部产生的热量取决于电池的内阻,同样通过监测充放电同路中小阻值电阻来预判蓄电池的温度,温度精度要求需要精确到0.5度。
内阻测量
蓄电池内阻很小,一般为uΩ-Ω级,因此测量线的阻抗就变得不可忽略,为此采用四线法测量,即将驱动电流回路和感应电压电路分开。
内阻四线法测量原理图如下,其中Ri为取样电阻。
测量蓄电池内阻的方法是:在蓄电池的两端施加一恒定的交流音频电流源is,然后检测电池两端电压V o,以及is和V o两者之间的夹角θ。
Z=Vo/io
R=Zcosθ
R即为我们需要获取的蓄池内阻。
电量的检测
检测一个电池的电量时,不可以直接测量电池两端的端电压,可以通过检测蓄电池组充放电回路的电流量,来达到检测电池组电量的目的。
在蓄电池组充放电同路中串一个阻值很小的电阻,其上必有压降。
当充电时,电压值为负;放电时,电压值为正。
这个电压值直接作为后接电路的一个输入电压,经过特定的运算处理后,可以较显著地看到充放电状态及电量的高低。
3单片机的蓄电池电量检测系统硬件设计
硬件电路主要由音频信号发生器、耦合驱动器、差动放大器、滤波网络、整流电路、相位检测电路、电压电流取样电路、温度取样电路、模拟转换开关、A /D转换器、单片机、看门狗电路、LCD显示器及键盘等组成。
单片机这部分接口设计其中P1口用作键盘输入和外接EPROM存储器,其中PAO接存储器时钟线,PAI接存储器数据线,PA2∽PA7 接键盘。
P2口用作A/D 转换和模拟开关通道选择,其中PBO PB2用作通道线,PB5 PB7连接A/D转换器对应的SPI口线。
P3口用作液晶显示器数据口。
P4口用作A/D中请求和液晶显示器控制口,其中PD2为A/D转换器中请求,PD5为液晶显示器片选信号,PD6为读写选择信号,PD7为使能信号。
4 电路设计电压采样电路
温度采样电路
单片机接口电路
5 软件设计
软件设计所要实现的功能
1成整个系统的初始化。
’
2检测有无电流:有电流则进入电量显示的操作模块;无电流就让单片机处于休眠状态,以减少能量消耗,达到低功耗的目的。
3以何种方式唤醒单片机:若是看门狗,则进行初始化;若是有键按下,则显示电量。
4键按下时,判断键是否放开:放开则关闭显示,继续检测电流;没放开则继续显示电量。
5成A/D转换模块的初始化及A/D转换结果的累加及显示。
参考文献
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[2] 马青玉.高压蓄电池组的计算机检测设计[J].电子工程师,2002.
[3] 陈杰.智能铅酸蓄电池组性能的监控系统[J].机电工程,1999.。