基于單片機的蓄電池電量檢測系統(tǒng)課程設計

1、<p>　　摘　要: 主要是基于單片機的蓄電池電量檢測系統(tǒng)，可應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，保證直流屏的安全運行，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、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>　　關鍵詞:單片機 電量檢測 A/D轉(zhuǎn)化</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　隨著21世紀社會的快速發(fā)展使人們步入了電子時代，越來越多的機器、電子設備離不開電力驅(qū)動。電源成了機器電子設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，實時監(jiān)測蓄電池電量的各項參數(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、單片機、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的蓄電池電量檢測系統(tǒng)。因為這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，簡單方便易于實現(xiàn)等等的特點。</p><p>　　2 蓄電池測量參數(shù)設計</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，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。當充電時，電壓值為負；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。當充電時，電壓值為負；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>　　單片機的蓄電池電量檢測系統(tǒng)硬件設計</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、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、A／D轉(zhuǎn)換器、單片機、看門狗電路、LCD顯示器及鍵盤等組成。</p><p>　　單片機這部分接口設計其中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 電路設計 電壓采樣電路</p><p><b>　　溫度采樣電路</b></p><p><b>　　單片機接口電路</b></p&g

11、t;<p><b>　　5 軟件設計</b></p><p>　　軟件設計所要實現(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：有電流則進入電量顯示的操作模塊；無電流就讓單片機處于休眠狀態(tài)，以減少能量消耗，達到低功耗的目的。</p><p>　　3以何種方式喚醒單

12、片機：若是看門狗，則進行初始化；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)換結果的累加及顯示。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 何立明．