【正文】 07h命令TX復(fù)位復(fù)位脈沖RX應(yīng)答應(yīng)答脈沖TXCCh跳過ROM命令TXB8h07h發(fā)出讀暫存器SP 07h命令RX9 data bytes讀取暫存器數(shù)據(jù)和校驗(yàn)位。CCA位于字節(jié)04h05h，DCA位于字節(jié)06h07h。TX復(fù)位復(fù)位脈沖RX應(yīng)答應(yīng)答脈沖，完成主機(jī)對從機(jī)的操作過程就為上表所述過程。 程序編譯環(huán)境μ’nSP? 集成開發(fā)環(huán)境，它集程序的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試以及仿真等功能為一體。下圖為調(diào)試狀態(tài)界面。 研究目的與意義電池組中出現(xiàn)單節(jié)落后電池是造成電池組損壞的諸多因素中的主要原因。電池組損壞會造成移動基站掉站事故。這里設(shè)計(jì)制作了檢測電池組中落后單節(jié)和檢測蓄電池狀態(tài)的系統(tǒng)。通過采用這種檢測技術(shù)，可大幅度減少掉站事故的發(fā)生，從而提升設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。第2章 蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路按題目要求需設(shè)計(jì)一套集監(jiān)測與管理為一體的蓄電池監(jiān)測管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)能全程監(jiān)測蓄電池的端電壓、電流、溫度和充放電安時(shí)累計(jì)值，確保蓄電池不會因過度充電和過度放電而折壽，還應(yīng)給出比較準(zhǔn)確的蓄電池剩余電量(SOC－State 0f Charge) 估計(jì)。具體要求如下： （1）蓄電池端電壓42V～54V，測量單節(jié)電池電壓。 （2）蓄電池放電電流的監(jiān)測。 （3）蓄電池溫度監(jiān)測，測量范圍為 －55℃到＋125℃，溫度分辨能力為 ℃。 （4）可測量電池Ah數(shù)。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案分析設(shè)計(jì)要求，將系統(tǒng)分為三大模塊，采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示報(bào)警模塊。 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)基站蓄電池每組為48伏，由四節(jié)12V電池組成。由于各單節(jié)電池存在差異，而電池組的性能由最差的單節(jié)電池決定，所以檢測系統(tǒng)需要檢測每節(jié)蓄電池的狀態(tài)。由于串聯(lián)的各個蓄電池的直流電位不共地，不能直接掛在單一總線上傳輸數(shù)據(jù)，所以每個DS2438 數(shù)據(jù)采集板要采取光耦隔離措施，并將單線制改為收、發(fā)兩線制，分別掛在收、發(fā)兩根線上與單片機(jī)進(jìn)行通信。電池采樣數(shù)據(jù)送至單片機(jī)處理，處理結(jié)果通過液晶顯示，當(dāng)檢測到單節(jié)電池異常，通過蜂鳴器報(bào)警。整體結(jié)構(gòu)圖如下：主要名詞解釋：電池：蓄電池組中單節(jié)電池采樣板：核心器件使用DS2438進(jìn)行電池狀態(tài)采樣，芯片需緊貼電池。單片機(jī)：采用凌陽公司的十六位單片機(jī)。鍵盤：設(shè)置三個按鍵，功能分別為選擇、確定、跳過。按鍵主要用在ID識別部分，可 以與采樣板上的開光組合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)采樣器件與電池物理位置的對應(yīng)。顯示：使用lcd1602液晶顯示電池的狀態(tài)。報(bào)警：使用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)有單節(jié)電池出現(xiàn)故障，顯示故障發(fā)生在幾號單節(jié)電池，并實(shí) 施報(bào)警。 采集模塊采集模塊主要使用DS2438進(jìn)行電池狀態(tài)采集。光耦解決蓄電池不共地，收發(fā)信號不能在單根總線上傳輸?shù)膯栴}。設(shè)計(jì)使用TLP5211單光耦實(shí)現(xiàn)。自鎖開關(guān)輔助程序?qū)崿F(xiàn)ID號的讀取功能，使單節(jié)電池的物理地址與其ID號對應(yīng)。 數(shù)據(jù)處理模塊該模塊采用SPCE061A 單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)對DS2438中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、處理，然后將處理結(jié)果傳至顯示模塊。顯示部分為LCD1602。 第3章 蓄電池檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 總論采樣器件使用的是具有單總線技術(shù)的器件，從而大大的減少了硬件電路的復(fù)雜程度。硬件部分主要包括采集電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、報(bào)警電路。顯示DS2438電壓采樣目標(biāo)電池單片機(jī)光耦低通濾波報(bào)警開關(guān)5V供電各部分硬件電路實(shí)現(xiàn)如下各節(jié)論述。 采集部分核心器件為DS2438，需要對蓄電池電壓，電流進(jìn)行采樣。采用光耦隔離，處理單片機(jī)與目標(biāo)電池地的隔離問題。ID識別控制部分與程序結(jié)合實(shí)現(xiàn)單總線器件與電池的對應(yīng)問題，同時(shí)該設(shè)計(jì)為后續(xù)采樣板維護(hù)提供了便利。 5V DS2438供電電路單節(jié)蓄電池電壓為12V，供給DS2438器件電壓需要5V電，采用7805穩(wěn)壓器給器件供電。 A/D轉(zhuǎn)換分壓電路單節(jié)蓄電池端電壓12V，DS2438芯片轉(zhuǎn)范圍0~10V，給蓄電池端電壓兩伏的波動余量。選定一個電阻1MΩ，未知分壓電阻設(shè)為R計(jì)算公式如下：14*1MΩ/（1MΩ+R）=10V得R=390k，U實(shí)際為實(shí)際單節(jié)蓄電池的電壓，U測量為DS2438測量的電壓值，根據(jù)如下公式，可以在單片機(jī)中完成測量值轉(zhuǎn)換為實(shí)際值。U實(shí)際=U測*（1MΩ+）/1MΩ 低通濾波器電路對電流的采集電阻的選擇，應(yīng)不影響電池的使用，顧選擇小阻值電阻，且電阻精度要求高。設(shè)計(jì)采用Rsens=。為了抵抗電池干擾，設(shè)計(jì)RC低通濾波器。通過計(jì)算選擇R：100K，C：，截至頻率為：F=1/(2πRC)=，可以有效地濾除劍鋒脈沖，保障電流累加器準(zhǔn)確獲取采樣信號。 光電耦合隔離電路與ID讀取控制部分。電路圖中的R_26為DQ總線的上拉電阻。光耦采用非線性光耦TPL521_1。將讀取的ID號與電池的物理位置相對應(yīng)是ID讀取要實(shí)現(xiàn)的功能。ID讀取時(shí)，不被讀取的器件斷開，只允許單個器件在線。不需要進(jìn)行ID讀取時(shí)，按鍵閉合，循環(huán)檢測單節(jié)電池。功能。 單片機(jī)系統(tǒng)與報(bào)警電路單片機(jī)采用凌陽十六位單片機(jī)，報(bào)警電路主要是用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)采集數(shù)據(jù)顯示需要報(bào)警時(shí)，單片機(jī)發(fā)出脈沖信號使得蜂鳴器報(bào)警。第4章 蓄電池檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ID初始化程序源代碼見附錄，：開始選擇器件確定？讀取ID號Skip=1？循環(huán)顯示 主循環(huán)程序開始選擇下一個器件作為顯示對象顯示讀取電壓溫度電流電量十進(jìn)制轉(zhuǎn)化故障？顯示報(bào)警結(jié)束 當(dāng)溫度高于50℃時(shí)系統(tǒng)報(bào)警提示，以便及時(shí)處理。，表明該蓄電池需充電或替換。下圖為某場生產(chǎn)的蓄電池電壓與容量的對應(yīng)值。ROM匹配應(yīng)答？開始 DS2438采集程序復(fù)制07頁至?xí)捍嫫鲝?fù)位復(fù)位ROM匹配應(yīng)答？應(yīng)答？讀取暫存器命令讀取電量ROM匹配ROM匹配復(fù)位復(fù)制01頁至?xí)捍嫫髯x取CCA DCA應(yīng)答？復(fù)位返回測量值(上圖)ROM匹配復(fù)位開始復(fù)位轉(zhuǎn)化溫度應(yīng)答？應(yīng)答？復(fù)位ROM匹配應(yīng)答？ROM匹配讀取暫存器命令轉(zhuǎn)換電壓ROM匹配讀取溫度電壓電流復(fù)制00頁至?xí)捍嫫鞣祷販囟入妷弘娏髦祻?fù)位應(yīng)答？ 溫度電壓電流采集程序流程圖 LCD顯示效果。第5章 總結(jié)與展望本蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對蓄電池的數(shù)據(jù)采集與處理、并能夠在液晶屏上顯示。當(dāng)電池溫度高于五十度或單節(jié)電壓低于預(yù)置電壓值（）屏幕顯示警告，并發(fā)出蜂鳴報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行電池的更換。單節(jié)蓄電池容量的不均衡會造成基站掉站事故，如果控制充電裝置對單節(jié)電池有的放矢的充放電則可以延長蓄電池的使用，使系統(tǒng)更加合理，有效。所以后續(xù)電池監(jiān)測管理系統(tǒng)還可以加入充放電控制功能，現(xiàn)對課題完成的主要工作及成果總結(jié)如下： （1）完成了監(jiān)測集成系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)能夠按照預(yù)期的目標(biāo)通過電壓監(jiān)測控制其充電程序。 （2）數(shù)據(jù)采集器采用專用電池監(jiān)測芯片DS2438和單片機(jī)為核心組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，開發(fā)成本低，通信質(zhì)量可靠。 （3）本系統(tǒng)采用μ’nSP? 集成開發(fā)環(huán)境，它集程序的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試以及仿真等功能為一體。具有友好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問命令列表等，使人們的編程、調(diào)試工作更加方便且高效。 （4）全部程序均采用模塊化設(shè)計(jì)思想，程序的注釋和文檔也比較充足，不僅在設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)清晰，易于檢查和修改，而且為以后軟件的維護(hù)和改進(jìn)提供了方便。需要說明的是，盡管系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。但是由于時(shí)間以及經(jīng)驗(yàn)的限制，研究中還存在諸多不足，該系統(tǒng)還有待進(jìn)一步完善和深入研究： （1）進(jìn)一步學(xué)習(xí)單總線技術(shù)理論，掌握單總線程序設(shè)計(jì)的思想和方法，在今后的工作中能將其更靈活地運(yùn)用。 （2）深入學(xué)習(xí)單片機(jī)原理，在程序編寫方向作深入研究。 （3）了解蓄電池的在線監(jiān)測手段。參考文獻(xiàn)[1]肖秀玲、王貴明、王金燦．基于DS2438芯片的電動車蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)．制造業(yè)自動化．V01．24 No．11 P15．18．2002年11月[2]楊振江．智能儀器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的新器件及應(yīng)用．陜西：西安電子科技大學(xué)出版社．2001[3]沙占友、王彥朋、孟志永．單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)北京：電子工業(yè)出版社．2003[4]Mark Nelson．串行通信開發(fā)指南(第二版)．中國水利水電出版社．2001年3月[5]朱元、韓曉東．電動汽車動力電池80C預(yù)測技術(shù)研究．電源技術(shù)．V01．24 No．3 J U n．20 00．P153．158[6]韓曉東、傅春江等．判斷電動車電池放電終止?fàn)顟B(tài)的新標(biāo)準(zhǔn)．電池．V01．32 No．2 p r．200 2P 117．120[7]郊航．電動車電池電擻監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)．清華大學(xué)碩士學(xué)位論文．1996年6月[8]胡漢才．單片機(jī)原理及其接口技術(shù)．清華大學(xué)出版社．2001年1月[9]DS243 Smart Batery Monitr DALLAS SEMICONDUCTOR.[10]Altera FPGAACEXK Programmable Logic Device Family Datasheet．2003．3[11]DaiY uewei，Caihu a,MoW ei，WangS nirong，YangL in．The design and realization ofreal—time surveillance system．Jounral of Shanhai Maritime University 2001．3附錄1． 系統(tǒng)完整電路原理圖（參見大圖）2．采集電路PCB圖3. 總程序//========================================================// 工程名稱： // 組成文件： //========================================================//========================================================// 文件名稱： // 功能描述： 工程的主文件//========================================================include include include include int IDs=0。int IDtem。int num=1。int skip=0。int IDu=0。float uiTemperature,uiVoltage,uiCurrent,uiICA,uiCCA,uiDCA。unsigned int Data_TVC[3]。 unsigned int ACCU[3]。 //0:ica 1:cca 2:dcaunsigned int ID_one[8],ID_two[8],ID_three[8],ID_four[8]。define Ah 3000 //單節(jié)電池容量define Vsingle //單節(jié)電池能量不均衡電壓 //========================================================// 語法格式： int main(void)// 實(shí)現(xiàn)功能： 工程的主函數(shù)//========================================================int main(void){ unsigned int i。 *P_SystemClock = 0x0018。 //初始化，強(qiáng)振模式 *P_IOA_Attrib = 0xffff。*P_IOA_Dir = 0xfff8。*P_IOA_Data = 0x0000。 *P_IOB_Attrib = 0xffff。 //初始化IOB同相低電平輸出口 *P_IOB_Dir = 0xffff。*P_IOB_Data = 0x0000。 *P_TimerA_Ctrl=C_TMA1_4KHz。 //定時(shí)器初始化 *P_INT_Ctrl =C_IRQ1_TMA。 //定時(shí)器中斷 *P_TimerA_Data=0xff88。 //定時(shí)器初值 定時(shí)中斷30秒 LCD1602_Initial()。 //調(diào)用初始化程序，包括進(jìn)行端口初始化和LCD初始化 while(skip=0) { inidisply()。 int key,IDtemp。key=*P_IOA_Dataamp。0x0003。 switch(key) {case 0x0001:if（num3）num=1。else num++；break。 case 0x0002:skip=1。 break。 case 0x0004:for(i=0。8。i++) {IDtemp=Get_ID()。 ID_save(int IDtemp)。}break。} } __asm(IRQ ON)。 while(1) {