【正文】 轉(zhuǎn)換時(shí)間較短，也可以用程序查詢方式和等待延時(shí)方式。 ALE 端信號的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的 1/6。 ADC0809 作為單片機(jī)的一個(gè)外部擴(kuò)展并行 I/O 口，口地址為 BFFFH。 電流 255D5U 22s ?? (52a) s2s RUI? (52b) 式中： 2D — A／ D轉(zhuǎn)換 IN0輸入端的 8位輸出； 2sU — IN0輸入端的模擬電壓值； I — 蓄電池放電的電流值。 積分運(yùn)算是通過求和運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)的。 由于數(shù)據(jù)存儲器的容量問題，將 ?I 累加值的高八位存入 82H，低八位存入 81H。 主程序設(shè)計(jì) 首先將程序所需用的 A／ D轉(zhuǎn)換、 Ah計(jì)算、 Ah累加及十進(jìn) 制 (BCD)碼轉(zhuǎn)換、顯示制成模塊，確定其出口條件和入口條件，以方便調(diào)用。 (3)等待 A/D采樣完成 (等待 1個(gè) tAD時(shí)間 )。 程序框圖如圖 52 所示 [14]。外中斷 1 定義為跳變觸發(fā) MOV DPTR,87FFH 。開外中斷 1 POP ACC RET A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷處理程序： ADINT1: PUSH PSW 。 表 51 共陰極七段 LED 顯示字型編碼表 顯示字符 共陰極段選碼 顯示字符 共陰極段選碼 0 3FH B 7CH 1 06H C 39H 2 5BH D 5EH 3 4FH E 79H 4 66H F 71H 5 6DH P 73H 6 7DH U 3EH 7 07H R 31H 8 6FH Y 6EH 9 6FH 8. FFH A 77H 不顯示 00H 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 程序框圖如圖 53。, 為三位數(shù)碼管的控制位 DISPLAYLED: MOV A,51H MOV DPTR,LEDMAP MOVC A,A+DPTR 。顯示小數(shù)點(diǎn) MOV 72H,A 。關(guān)所有數(shù)碼管 MOV P1,7。數(shù)字轉(zhuǎn)換成顯示碼 (最低位 ) MOV 73H,A 。顯示碼填入顯示緩沖 71H MOV A,52H MOV DPTR,LEDMAP 開始 查表顯示碼送緩沖 輸出段碼數(shù)據(jù) 置 為高，選通第二位數(shù)碼管 置 為高，選通一位數(shù)碼管 關(guān)所有數(shù)碼管 延時(shí) 關(guān)數(shù)碼管 輸出段碼數(shù)據(jù) 延時(shí) 置 為高，選通第三位數(shù)碼管 關(guān)數(shù)碼管 輸出段碼數(shù)據(jù) 延時(shí) 返回 圖 53 3 位數(shù)碼管顯示子程序框圖 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 MOVC A,A+DPTR 。51H,52H,53H 中為待顯示的十進(jìn)制數(shù) 。讀 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 JB ,IN0 MOV 61H,A SJMP AA IN0: MOV 60H,A MOV DPTR,0A7FFH 。啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 NOP NOP NOP NOP NOP 。轉(zhuǎn)換結(jié)果存入 60H,61H ADST: PUSH ACC SETB EA 。 (5)等待 A/D轉(zhuǎn)換完成。 開始 初始化 啟動 AD AD 轉(zhuǎn)換完 數(shù)據(jù)輸出 清標(biāo)志位 否 是 開中斷 中斷入口 讀 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 置讀數(shù)標(biāo)志位 中斷返回 返回 圖 52 A/D 轉(zhuǎn)換子程序和中斷服務(wù)程序 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 A／ D 轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計(jì) A/D功能模塊分 6步驟完成 [13]： (1)設(shè)置 A/D功能模塊： 選擇模擬輸入口、參考電壓源、 數(shù)字輸出； 選擇 A/D輸入通道； 選擇 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘，選用外部時(shí)鐘。當(dāng) ?I 再次累加到 36000時(shí)，83H的數(shù)據(jù)加 1，當(dāng) 83H的數(shù)據(jù)為 10時(shí)，即證明已經(jīng)加了 10次， ?I 的值已經(jīng)為 360000A，則容量 Q應(yīng)加上 。 開始 上電 端電壓 調(diào) A/D 轉(zhuǎn)換 子程序讀入電壓和電流 啟動主電路 顯示出錯(cuò) 調(diào)顯示子程序顯示電壓 求和運(yùn)算，結(jié)果轉(zhuǎn)換，送顯示 RAM 調(diào)顯示子程序顯示容量 端電壓 1 0 報(bào)警閃爍顯示最終容量 端電壓 1V 1V 圖 51 主程序框圖 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 容量顯示的最小單元為 ， t? =1ms=1/3600000h；當(dāng) ?I =360000A時(shí)，Q=。在使用過程中人們需要了解蓄電池的實(shí)際容量，蓄電池的容量 Q是以 “ Ah” 為單位來計(jì)量的。 OE 為高電平時(shí)，打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量輸送到數(shù)據(jù)總線上，同時(shí)啟動下一次轉(zhuǎn)換 [12]。由于 ADC0809 具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，其 8 位數(shù)據(jù)輸出端可直接與數(shù)據(jù)總線相連。 ADC0809 與單片機(jī) AT89C51 的接口電路，如圖 44 所示。當(dāng) OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上 [11]。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 REF(+)、 REF()：基準(zhǔn)電壓。 OE：數(shù)據(jù)輸出允 許信號，輸入，高電平有效。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 。 ： ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，它由 8 路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位 開關(guān)樹型 D/A 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 (引腳功能 )： ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝。 (4)單個(gè) ＋ 5V 電源供電 。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 個(gè)單段 模擬輸入信號中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 89C51的 、 、 口作為掃描口，經(jīng)反相驅(qū)動器 7406接顯示器公共陰極； P1口作為段數(shù)據(jù)口，接顯示器的各個(gè)陽極。但由于人的視覺暫留現(xiàn)象，所以，仍感覺到所有的器件都在 “ 同時(shí)”顯示。 RS： ； R1： ； R2： 1K； R3： 16K； R4： 1K； R5： 100K； R6： 1K。恒流過程表示為： Ei↓→ IL↓→ US↓→ (Us— E)↓→ Ub=K(US— E)↑ → Us↑。它經(jīng)過負(fù)載電阻、調(diào)整環(huán)節(jié)后在取樣電阻上形成取樣電壓。 設(shè)計(jì)方案 電路由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，其方框圖為： 一 圖 42a 恒流放電電路方框圖 負(fù)載電阻 RL 比較放大 調(diào)整環(huán)節(jié) 取樣電阻 RS 基準(zhǔn)環(huán)節(jié) E Ei + 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 電路原理圖如圖 42b，比較放大環(huán)節(jié)由兩個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成 (1片 324)，采用 +12V，單電源供電， RL為負(fù)載電阻， Rs為 取樣電阻。當(dāng)蓄電池電壓大于 時(shí)，通過軟件設(shè)計(jì)，使 ，則 三極管基極為高電平，三極管導(dǎo)通，進(jìn)而控制繼電器閉合；當(dāng)電壓小于 ，使 ，則三極管基極為低電平，三極管截止，繼電器失電，切斷電路停止放電，并報(bào)警 [7]。電流采樣電路為大電流放電電路，因此放電回路上的電阻應(yīng)為大功率電阻，其他器件也要符合大功率和大電流的要求；需要對電池放電進(jìn)行自動控制，放電到 ，顯示閃爍最后數(shù)據(jù)，因此要有放電控制電路；系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)電壓顯示，因此必須有電壓取樣電路。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。 10pF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇 40pF177。 時(shí)鐘振蕩器 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。在 FLASH編程期間，此引腳也用 于施加 12V編程電源 (VPP)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說明 VCC：供電電壓。兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 與 MCS51兼容 該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。這里需要著重說明的是：電池電解液密度的提高僅對正極有利，對負(fù)極則不然，特別是在大電流低溫放電時(shí)這種差異更為顯著，這時(shí)負(fù)極可能成為限制電池容量的因素 [4]。密度太低，不僅極板孔內(nèi)電解液密度下降太多，造成內(nèi)阻增加，容量下降，而且還會造成電極附近電解液擴(kuò)散困難而導(dǎo)致容量減少。溫度低時(shí)，電解液粘度增大，離子運(yùn)動受到較大阻力，電解液擴(kuò)散能力降低，濃差極化急劇增加；同時(shí)溫度低時(shí)，電解液的歐姆電阻也增大，導(dǎo)致電化學(xué)極化和歐姆極化也增加，容量同樣減小。而且這樣的小電流過放電，容易形成大的PbSO4結(jié)晶或者在電極深處生成 PbSO4，它們在充電時(shí)不易復(fù)原成金屬鉛，造成極板損傷。 鉛酸蓄電池的放電終止電壓，指的是蓄電池在一定的電流密度下放電時(shí)，放電到不宜再繼續(xù)放電時(shí)的電池電壓值。反之，當(dāng)采用較小電流密度放電時(shí)，不僅電化學(xué)極化和濃差極化減小，而且由于鉛離子的過飽和度減小，生成的硫酸鉛層將是粗大而疏松的。 蓄電池使用時(shí)的因素對電池容量的影響 對于同種規(guī)格和數(shù)量的極板制成的蓄電池來說，放電電流密度大時(shí)，放電容量減小。說到電解液量對電池容量的影響，就需要引入另一個(gè)和極板中心距密切相關(guān)的概念：極板面間距，它指的是一個(gè)電池中不同極性的相鄰極板之間的距離。此外，真實(shí)表面積還與孔的大小有關(guān)，把一個(gè)大孔分成幾個(gè)小孔，盡管總孔體積不變，但是真實(shí)表面積卻增大了。因?yàn)閷τ诤钚晕镔|(zhì)的極板來說，活性物質(zhì)粒子越小，表面積就越大。需要注意的是，不僅要注意孔率，還要注意孔的大小及其分布。孔率對放電容量的影響具有兩重性 ，一方面孔率大了，擴(kuò)散容易，容量提高；另一方面，孔率大了，活性物質(zhì)總量就會減少，容量反而減少，并且孔率過大，還會縮短電池的壽命。當(dāng)然極板也不能太薄，這樣不僅會影響電池的循環(huán)壽命，電池容量的增加也不會太明顯。這是因?yàn)樵诨钚晕镔|(zhì)總量相同的前提下，要么增加極板片數(shù)，要么增加單極板的表面積。一般情況下，在常溫及放電電流不太大時(shí)，電池的實(shí)際容量都受正極容量的限制，在低溫及放電電流比較大時(shí)，電池容量通常受負(fù)極容量控制。而如果談電池的實(shí)際放電容量，則包括的因素最為全面，不僅包含對理論容量的影響因素，甚至連對額定容量的影響因素也包含在內(nèi)了，下面著重談一下各種因素對鉛酸蓄電池實(shí)際容量的影 響。理論容量是假設(shè)電池中活性物質(zhì)放電時(shí)能夠全部參加反應(yīng)，并結(jié)合電池的反應(yīng)方程式和各成份的電化學(xué)當(dāng)量數(shù)值，按照法拉第定律計(jì)算求得的；實(shí)際容量是指在一定的放電條件下電池實(shí)際 放出的電量，它總是低于理論容量；額定容量是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電池時(shí)，規(guī)定或保證電池在規(guī)定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的電量。 放 電中的溫度 當(dāng)電池過度放電，內(nèi)部阻抗即顯著增加，因此蓄電池溫度也會上升。 測定鉛蓄電池之電解液比重為得知放電量的最佳方式。 若欲延長使用時(shí)間，則在冬季或是進(jìn)入冷凍庫前，應(yīng) 先提高其溫度。 (A)電解液不易擴(kuò)散，兩極活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率變慢。 用于起重時(shí)電瓶電壓之所以比用于行走時(shí)的電壓低，乃是由于起重用之油壓馬達(dá)比行走用之驅(qū)動馬達(dá)功率大，因此放電流大，則上式的 IR亦變大 [3]。 充電中的化學(xué)變化 由于放電時(shí)在陽極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會在充電時(shí)被分解還原成硫酸 ，石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 鉛及過氧化鉛，因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加 ,亦即電解液之比重上升，并逐漸回復(fù)到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀態(tài)，當(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時(shí)，即等于充電結(jié)束，而陰極板就產(chǎn)生氫，陽極板則產(chǎn)生氧，充電到最后階段時(shí)，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會減少，此時(shí)應(yīng)以純水補(bǔ)充之。 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 鉛酸蓄電池 工作原理 所謂蓄電池即是貯存化學(xué)能量， 在 必要時(shí)放出電能的一種電氣化 學(xué)設(shè)備。要求 實(shí)時(shí)顯示電池容量 ， 實(shí)時(shí)顯示電池電壓 ，放電到 并 有報(bào)警提示 ，放電電流為 ，三位數(shù)碼管顯示，切換顯示電壓 /安時(shí)。其次，應(yīng)該改進(jìn)目前的電導(dǎo)法 (內(nèi)阻法 )、電壓測量法等快速測量法，使之提高測量精度，以滿足現(xiàn)場維護(hù)工程師的要求。一般來說，不能使用線性元器件或者其任意的組合來等效蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 (4)容量相同的密 封蓄電池的負(fù)載電壓和內(nèi)阻本身具有離散性。 (2)蓄電池化學(xué)能本身是一個(gè)變量。由于目前多是密封蓄電池，型號和規(guī)格千變?nèi)f化，性能也不盡相同