基于单片机的蓄电池电量检测系统课程设计.doc

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u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vo，以及is和vo两者之间的夹角。zvo/ior=zcosr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、ad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，pa2pa7 接键盘。p2口用作ad转换和模拟开关通道选择，其中pbo pb2用作通道线，pb5 pb7连接ad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ad中请求和液晶显示器控制口，其中pd2为ad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ad转换模块的初始化及ad转换结果的累加及显示。参考文献1 何立明单片机