【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 全自動蓄電池容量檢測儀的 設(shè)計 DESIGN OF THE AUTOMATIC DETECT CAPACITY OF STORAGE BATTERY INSTRUMENTATION 學院（部）： 電氣與信息工程學院 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計 I 全自動蓄電池容量檢測儀的 設(shè) 計 摘 要 本設(shè)計是以 AT89C51單片機為核心的蓄電池容量檢測系統(tǒng)，通過對 AT89C51單片機軟件編程可以實現(xiàn)以下基本要求 ： 通過蓄電池放電測量電池容量； 測量電壓動態(tài)值； 可切換顯示電池容量 /電壓； 測量結(jié)束后有報警提示 。 為了檢測蓄電池的端電壓，以便顯示電壓，要進行電壓采樣，并且采樣電路為小電流放電，使所測試的電壓值比較準確；為了檢測蓄電池的容量，要進行電流采樣，并且為大電流放電，放電電流為 ，還要求放電電流盡可能恒定。系統(tǒng)的恒流放電電路由集成運算放大器構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整 方 便。 該恒流放電電路，保證了放電電流的基本恒定，從而保證了容量檢測的準確。實時測量并顯示電壓，放電到 。 實時顯示當前所放出的容量，積分計算出容量，不須人工計算。 采用了 Atmel公司的 AT89C51單片機，該單片機片內(nèi)有 4K的 ROM，不需外接ROM，由它設(shè)計制成的數(shù)字顯示的蓄電池容量檢測系統(tǒng)，其整個系統(tǒng)呈現(xiàn)單片化結(jié)構(gòu)， 硬件電路構(gòu)成簡單，主要功能均由軟件編程實現(xiàn)，因此 體積小、可靠性高、測量 顯示方便、直觀、價格低廉。 關(guān)鍵詞：鉛酸蓄電池 ， 容量檢測 ， 恒流放電 安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計 II DESIGN OF THE AUTOMATIC DETECT CAPACITY OF STORAGE BATTERY INSTRUMENTATION Abstract The design is battery measurement system, of which AT89C51 micro controller as the core, through the software programming of AT89C51 SCM can achieve the following basic requirements: 1, battery capacity measurement by battery discharge。 2, measuring dynamic value of voltage, 3, may switch display the battery capacity / voltage。 4, alarm after the end of a measure. In order to detect the battery voltage, show that voltage, we must sample voltage, and sampling circuit is small current discharge so that test the voltage more accurate。 To test the battery capacity, we must sample current, and discharge current is large. Discharge current is , also requires discharge current constant as possible. The constant current discharge circuit is posed of Integrated Operational amplifier. Structure is simple, and adjustment is easy. The constant discharge circuit ensure that the discharge current fundamental constant, so as to ensure the accurate of capacity detection. Measure and display voltage by realtime, V to the discharge, and the discharge is over. Display capacity by realtime, and calculate the capacity by integration, do not need manual calculations. Using AT89C51 SCM of Atmel, 4K ROM within the SCM, without external ROM, the battery capacity detection system, design made of it, showed its monolithic structure, hardware circuit is simple, the main function work by the software programming. So size is small, it is highly reliable and measurement and showing is convenient, intuitive, price is low. Key words: Leadacid batteries , Capacity detection ,Constant current discharge 安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計 i 目 錄 摘要 （中文） ........................................................ I 摘要（外文） ....................................................... II 1緒論 .............................................................. 1 ......................................... 1 國內(nèi)外研究狀況 .............................................. 1 本設(shè)計要完成的工作 .......................................... 3 2全自動蓄電池容量檢測儀的原理簡述 .................................. 5 容量檢測模塊原理簡述 ..................................... 5 蓄電池容量檢測方法 ..................................... 5 蓄電池容量試驗條件及要求 ............................... 7 恒流放電電路的介紹 ..................................... 7 水浴溫度檢測模塊原理簡述 .................................... 8 ............................. 8 水浴溫度控制 PID算法介紹 ............................... 8 3 硬件設(shè)計 ......................................................... 11 AT89C51簡介 ................................................ 11 主要特性 .............................................. 11 時鐘振蕩電路和復(fù)位電路 ................................ 12 溫度檢測硬件設(shè)計 ........................................... 13 溫度控制部分硬件設(shè)計 ....................................... 14 .......................................... 16 .......................................... 18 數(shù)字顯示及鍵盤電路的設(shè)計 ................................... 19 報警電路及通信模塊 ......................................... 23 ........................................ 23 通信模塊的設(shè)計 ........................................ 23 A/D和 D/A 接口電路的設(shè)計 .................................... 24 4 軟件的設(shè)計 ....................................................... 27 ................................................ 27 主程序的流程圖 ............................................. 31 A/D轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計 .......................................... 32 .......................................... 33 .......................................... 37 溫度控制程序設(shè)計 ........................................... 38 5 結(jié)論與展望 ....................................................... 40 參考文獻 ........................................................... 41 致 謝 .............................................................. 43 安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒論 課題研究的目的與意義 鉛酸蓄電池經(jīng)過百余年的發(fā)展與完善已成為世界上廣泛使用的一種化學電源，具有良好的可逆性、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長、適用范圍廣、原材料豐富(且可再生使用 )及造價低廉等優(yōu)點。主要應(yīng)用在交通運輸、通訊、電力、鐵路、礦山、港口、國防、計算機、科研等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，是社會生產(chǎn)經(jīng)營活動和人類生活中不可缺少的產(chǎn)品。隨著鉛酸蓄電池的廣泛應(yīng)用，如何精確檢測蓄電池容量成為廣大用戶極為關(guān)注的問題。 準規(guī)定“整個試驗期間蓄電池均放置在溫度 25177。2 ℃ 的水浴中”，由此可見，標準對于試驗溫度的要求 25177。2 ℃ 范圍較為精確，且規(guī)定電池、水浴之間的距離，使之在反應(yīng)過程中不會相互影響。因為蓄電池放電容量與溫度的關(guān)系密切，標準才規(guī)定177。 2℃的要求，第一，只有在相同的環(huán)境條件下的試驗結(jié)果才具有可比性，可重復(fù)性；第二，在放電過程中，蓄電池將化學能轉(zhuǎn)換成電能，是放出能量，蓄電池要從環(huán)境中吸熱，蓄電池溫度下降，為避免影響化學反應(yīng)的進行，需要有恒溫水浴向蓄電池補充熱能使其溫度恒定。質(zhì)檢部門的監(jiān)督檢驗及仲裁檢驗，工商部門市場監(jiān)測，教 學研究等工作，務(wù)求對蓄電池容量檢測數(shù)據(jù)準確無誤。務(wù)必使試驗溫度保持在標準要求范圍內(nèi)，才能減少系統(tǒng)誤差，得出精確數(shù)據(jù)，真實反映產(chǎn)品的質(zhì)量水平。研制蓄電池容量檢測系統(tǒng)很有必要。 國內(nèi)外研究狀況 電池工業(yè)是新能源領(lǐng)域的重要組成部分，是全球經(jīng)濟發(fā)展的一個新熱點，是社會生產(chǎn)經(jīng)營活動和人類生活中不可或缺的產(chǎn)品。鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)是二十一世紀最有發(fā)展前途和應(yīng)用前景的新型綠色能源體系 , 同時關(guān)系到國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)。近年來，致力于研究蓄電池容量檢測儀的研制，鉛酸蓄電池技術(shù)不斷發(fā)展，一些產(chǎn)品日臻成熟。 2022 中國 儀器儀表與測控技術(shù)報告大會論文集 中由 楊明欣 佘勇 孟 芳高 國富 等人提出的《全自動蓄電池容量檢測儀的設(shè)計》 以陶瓷加熱器 (PTC)作為蓄電池放電負載，對蓄電池進行恒流放電測試，通過計算得到待測蓄電池的實際電容量。本設(shè)計以單片機作為核心，采用 PID 算法，實現(xiàn)對負載 (陶瓷加熱 器 PTC)阻抗的精確控制，以保證放電電流的恒定。此外，系統(tǒng)還具備欠壓、過壓報警、 20 條放電信息的存儲查詢以及實時時鐘等功能，自動化程度高，有廣泛的應(yīng)用價值。 學術(shù)期刊《通信電源技術(shù)》 2022年 2期收錄的由高玉峰、劉亞龍、李