【正文】 的大小。 （ 2)安時(shí) (Ah)計(jì)量法 最常用的 SOC 估 算方式即為 Ah 計(jì)量法 。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 17 頁 4 軟件設(shè)計(jì) 軟件系統(tǒng)流程設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程如圖 所示。系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)將根據(jù)已有的數(shù)據(jù)和檢測到的數(shù)據(jù)，自動(dòng)對參數(shù)進(jìn)行更改修正，使其能準(zhǔn)確地反映蓄電 池 放電管理內(nèi)部的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理的智能化。 因?yàn)?極其簡單的 DS18B20 的外部電 路，使電路連接沒有問題， 但在軟件編程上 需要嚴(yán)格的時(shí)序按照其讀取和寫入操作 。而后 用復(fù)位脈沖來說明 DS18B20 已經(jīng)準(zhǔn)備好接收或發(fā)送。若按下，則進(jìn)入下一中斷由按鍵設(shè)置報(bào)警溫度的上限值和下限值，對采集來的溫度進(jìn)行換算，判斷溫度值是否在允許的范圍內(nèi)，若不在，則蜂鳴器報(bào)警；若在允許的范圍內(nèi)，則采集下一個(gè)溫度值。 （ 1） 檢測鍵盤的鍵是否被按下：全面掃描字成列線，讀取輸入行線的狀態(tài)來確定。 詳細(xì)過程如下： 從第一列開始，輸出依次 “ 0”， 設(shè)置相應(yīng)的低電平為列線，然后讀取從 PC端口輸入狀態(tài)的行線， 若所有的 為“ 1”，則按下的鍵不在此列； 如果不是全部為“ 1” 那么 按下的鍵必在此列 中 ，而且是該列與“ 0”電平 的 交點(diǎn)相交的行線上的那個(gè)鍵。通過查閱資料和收集相關(guān)的文獻(xiàn)培養(yǎng)了我們的自學(xué)能力和動(dòng)手能力，并且在原來的被動(dòng) 學(xué)習(xí) 轉(zhuǎn)變成了主動(dòng)地搜索吸收知識， 由此可以看出學(xué)習(xí)方式的改變能給我們帶來意想不到的收獲 。在本次整個(gè)設(shè)計(jì)中我用了較多的時(shí)間考慮軟件設(shè)計(jì)，雖說有些子程序 流程 可以借鑒于書上，但怎樣使各個(gè)子程序 流程 銜接起來才是問題的關(guān)鍵。而且，通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，體會(huì)到了堅(jiān)持和努力的巨大作用，這將成為我以后的經(jīng)驗(yàn)和榜樣。最終實(shí)現(xiàn)了 電動(dòng)車的續(xù)航里程和壽命周期最大化。在此謹(jǐn)向 劉 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在四年的大學(xué)生活中，我們之間結(jié)下了深厚的友誼，這是我一生的財(cái)富。 再次，我要感謝 我的室友李文選，在我做畢業(yè)論文設(shè)計(jì)過程中給予了我極大的幫助，和他相互討論問題的過程中，使我得到較多啟發(fā)，可以說受益匪淺。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的 工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。本次設(shè)計(jì)能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的檢測蓄電池的狀態(tài)和顯示蓄電池的電量。通過這次設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足 之處。在設(shè)計(jì)過程中由于時(shí)間沒能分配好，有點(diǎn)倉促有些 地 方難免存在不足之處，比如在軟件設(shè)計(jì)中有些功能還尚未能開發(fā)出來， 但在以后的工作中，我會(huì)嚴(yán)格的要求自己力爭做到完美。 開 始系 統(tǒng) 初 始 化設(shè) 置 、 啟 動(dòng) 中 斷有 無 鍵 按 下L E D 空 閑取 段 碼段 碼 右 移 1 位輸 出 一 位 段 碼輸 出 一 個(gè) 移 位 脈 沖段 碼 移 位 結(jié) 束取 段 碼 結(jié) 束結(jié) 束YN是否是否 圖 數(shù)碼管顯示流程圖 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 23 頁 結(jié)論 本文研究設(shè)計(jì)的車載蓄電池智能放電管理系統(tǒng)采用了常見的電子元器件和智能功率器件，利用 P89C591 單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的定時(shí)和計(jì)數(shù)的原理，將系統(tǒng)的軟硬件有機(jī)的結(jié)合起來。當(dāng)某根行線 變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，就說明有鍵按下。若有則 啟動(dòng) 中斷， 執(zhí)行 相關(guān)子程序 利用功率器件的保護(hù)部分 進(jìn)行器件保護(hù)比如 欠壓保護(hù) ， 過熱保護(hù) ， 過流保護(hù) ， 短路保護(hù) 并進(jìn)行故障處理；若無外部中斷信號，則時(shí)刻檢測單片機(jī)端口 。經(jīng)過檢測到 I/O引腳的上升沿， DS18B20 等待 15~60s然后發(fā)送存在脈沖（ 60至 240 秒的低電平信號）。 DQ 線應(yīng)拉低 480S? 960S，數(shù)據(jù)線 應(yīng) 拉高 15s~ 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 19 頁 60s,而后 ,DS18B20 輸出 60s~240s 的低電平 來當(dāng) 應(yīng)答信號 ,此 時(shí)主機(jī)才 可以 對它進(jìn)行其它操作。 通過單片機(jī)內(nèi)部對采集來的電流、電壓與設(shè)定的 欠壓動(dòng)作數(shù)值（ UV ） ， 過流動(dòng)作數(shù)值（ OC ） ， 短路保護(hù)動(dòng)作數(shù)值（ SC ） 進(jìn)行相應(yīng)的比較，若是均滿足條件， 則將數(shù)據(jù)存放在寄存器中 ，經(jīng)由開中斷 執(zhí)行相關(guān)程序 在顯示模塊中顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)并且時(shí)刻更新采集來的電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行再判斷； 若是不全滿足條件，則啟動(dòng)相關(guān)的自保護(hù)并處理故障，進(jìn)而保持時(shí)刻采集電壓、電流狀態(tài)。然后 溫度傳感器 開始 對 當(dāng)前的系統(tǒng)溫度 讀取， A/D 子程序 采樣 的被調(diào)用用來獲得 10 位精度的 電流 和 電壓數(shù)據(jù) 信號。所有電動(dòng)汽車 均 可用 Ah 計(jì)量 法 ， 只要 測量 電流 精 確，有 大量的 起始 估計(jì)數(shù)據(jù)，它 就能成為 簡單、 實(shí)用 的 SOC 估 算 方法。 （ 1)放電實(shí)驗(yàn)法 放電實(shí)驗(yàn)法是 SOC 估 算 方法 中 最可 信 的， 其 采用恒流連續(xù)進(jìn)行放電，放電電流與時(shí)間的乘積 就是 剩余 容 量。 SOC 的定義如下，其中 mainCre 為剩余容量， fulC 為充滿時(shí)電池所含容量。剩余容量不但 可 以使用戶了解有多少可使用的電量，以避免因過度放電的電池，縮短電池的壽命 方面，它也可以提供信息給控制系統(tǒng)，選擇正確的方式，以最快的安全的方式來自動(dòng)切換到備用電源供電。其大小是時(shí)鐘信號頻率的倒數(shù)，常用 oscf 表示。此電路在加電大約延遲 10ms 后振蕩器起振，在 XTAL2 引腳產(chǎn)生幅度為 3V 左右的正弦波時(shí)鐘信號，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。 時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作。 R81 0kR91 0kQ12 N29 05P 1 .0B U Z 1B UZ Z E R 圖 報(bào)警電路 圖 輔助模塊 設(shè)計(jì) 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的第 9腳 RST 為硬件復(fù)位端，只 要將該端持續(xù) 4個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖 所示： R52 0 0R61kC12 2 u FV C CRS T 圖 復(fù)位電路 圖 圖 中由按鍵 RESET1 以及電解電容 C電阻 R R6 構(gòu)成按鍵及上電復(fù)位電路。 圖 4位七段數(shù) 碼管顯示電路 圖 圖 中數(shù)碼管采用的是 4 位七段共陰數(shù)碼管，其中 A~H 段分別接到單片機(jī)的 P0 口，由單片機(jī)輸出的 P0 口數(shù)據(jù)來決定段碼值，位選碼 COM COM COM COM4 分別接到單片機(jī)的、 、 、 ，由單片機(jī)來決定當(dāng)前該顯示的是哪一位。 可以 大量的 節(jié)省 I/O端口，以及更低的功耗消耗。 （ 2） 動(dòng)態(tài)顯示 顯示動(dòng)態(tài) 數(shù)碼管介面是單片機(jī)中 使用 顯示方式 最廣泛 的一種 ，動(dòng)態(tài) 顯示是將 數(shù)碼管的 所有的段選線并聯(lián)在一起，用一個(gè) I/O 接口控制，公共端不是直接接地或接電源，而是通過相應(yīng)地 I/O 接口線控制。 要顯示正確 LED 數(shù)碼管，有必要使用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)各個(gè)數(shù)碼管段，從而 我們想要的數(shù)字 顯示出 來 ，所以，根據(jù) LED 方法的 驅(qū)動(dòng)可分為兩種類型的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。 顯示 電路的設(shè)計(jì) LED 數(shù)碼管（ LED Segment Displays） 是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“ 8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。 其鍵盤 按鍵接線圖 如圖 所示。 鍵盤 的 矩陣式 描述：矩 陣鍵盤，也被稱為行列鍵盤 ， 這是由 Ｎ條 I/O 線為行線，Ｎ條 I/O線為列線 形成 的鍵盤。 鍵盤 采用 4*4 矩陣式鍵盤， 數(shù)據(jù)顯示采用7SEGMPX4CC四個(gè)共陰二極管顯示器，其中 1234 是陰公共端。為了縮短響應(yīng)時(shí)間使用實(shí)時(shí)電流控制電路（ RTC）的 SC 檢測和 SC 關(guān)斷。當(dāng)檢測到過電流， 軟關(guān)斷 IGBT，故障信號 輸出 。如果襯底溫度超過過熱值（ OT ），IPM 控制 內(nèi)部電路關(guān)斷，直到 正常 恢復(fù) 溫度 ，從而功率器件 保護(hù) 的驅(qū)動(dòng)器 柵極 不影響 輸入信號 控制。小于指定 ouvT 的皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁 小毛刺并不影響工作的控制電路，將不工作 去保護(hù)欠壓電路 。光電耦合器的輸入用 10μ F 和 F濾波電容器 C1， C2來保持 穩(wěn)定的電壓 控制和 穩(wěn)定的阻抗 線路的校正。 必 須采用光耦 作為 IPM 接口電路 ,應(yīng)盡量 縮 短 引腳IPM 和輸出腳光耦 之間的走線 ,最好 采用高速光耦 ，因?yàn)槠?具有共模抑制比高 。 （ 1） 驅(qū)動(dòng)電路 所述驅(qū)動(dòng)電路為 控制 電路和 主 電路的 IPM 之間的接口， 設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路上優(yōu)良 的 系統(tǒng) 對 可靠性、 運(yùn)行效率和安全性都有 巨大 作用 。 由于 采用 有 電流傳感功能 的 IGBT 芯片，能連續(xù)監(jiān)測功率器件的電流，從而實(shí)現(xiàn) 快 速的短路保護(hù)和過流保護(hù)。IPM 內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路使系統(tǒng)硬件簡單、 可靠 ,使得 開發(fā) 系統(tǒng) 的 時(shí)間 大大的 縮短了 ,自保皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 9 頁 護(hù) 的 性能在 故障下 也 得到了很大的提高 。 2 7 .0DQ2V C C3G N D1U7D S 1 8 B 2 0R71 0 k+ 5 VP 3 .2 圖 測溫電路圖 可控放電模塊 設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要是針對電動(dòng)車蓄電池組進(jìn)行管理，使續(xù)航里程和壽命周期最大化。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 8 頁 低 溫 度 系 數(shù) 晶 振斜 率 累 加 器高 溫 度 系 數(shù) 晶 振計(jì) 數(shù) 器 1預(yù) 置預(yù) 置= 0計(jì) 數(shù) 器 2溫 度 寄 存 器比 較= 0加 1L S B 置 位 / 清 除停 止 圖 DS18B20 測溫原理 圖 如圖 所示 是 測溫電路設(shè)計(jì)。 有顯著的 溫度變化 的 高溫度系數(shù)晶振其振蕩率 也有很大幅度的變化 ， 計(jì)數(shù)器 2 用作接收 其 所產(chǎn)生的 脈沖輸入的 信號。 1℃。 R 1 822 kR 1 910 kR 2 02kR 2 1 10 kR 2 210 kR 2 322 0 k321411U 2 :ALM 32 4567411U 2 :BLM 32 4B a t t e r y V inV V inA NI1 A NI0P 0 .0P 0 .1 圖 電流電壓 檢測 電路 溫度 檢測 模塊設(shè)計(jì) 溫度的測量對于電動(dòng)車蓄電池管理系統(tǒng)來說無疑是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通 過單節(jié)電池溫度的變化，反映了蓄電池的狀態(tài)，若溫度過高，則應(yīng)該停止電池的放電工作，來保護(hù)電池不受損害。 通過由 測量 電阻采樣 放電電流 、 經(jīng)放大電路 放大，進(jìn)而輸送到芯片 的 A/D 端口 P01。 該器件可提供一個(gè) 5V固定輸出電壓。在壓差條件下，靜態(tài)電流也處于良好受控狀態(tài)。 系統(tǒng)電源電路原理圖如圖 所示。采用了 電池 ２組 設(shè)計(jì) ，即總電壓為２４Ｖ。 和 80C51 單片機(jī)相比， P87C591 主要擁有以下幾方面特點(diǎn)： （ 1） 該芯片具有 6 輸入 10 位模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器，低有效復(fù)位 ； （ 2） 改進(jìn)的 1:1 時(shí)鐘 內(nèi)部 分頻器在為 12MHz 外部時(shí)鐘頻率 時(shí)可 完成 500ns 指令周期，加快 了 執(zhí)行指令速度， 振蕩器 能 恢復(fù)和 停止，而不會(huì) 使 數(shù)據(jù) 丟失 ； （ 3） 擁有三個(gè)存儲(chǔ) 單元 ：內(nèi)部 的 16KB 程序存儲(chǔ)器，可擴(kuò)展到 64KB； 內(nèi)部 擁有 512B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ； 外部 擁有 最大 的 64KB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，操作數(shù)由中央處理單元 CPU 使用。 CPU 主要功能是產(chǎn)生各種控制信號，控制存儲(chǔ)器、輸 入 /輸出端口的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及位操作處理等， CPU 按其功能可分為運(yùn)算器和控制器兩部分。 具有 強(qiáng)大的 80C51 指令集的核心結(jié)構(gòu) ， 節(jié)電 的