【正文】 _nop_()。 void WriteByte(uchar dat) { uchar i。 } } 顯示及通信程序： include define addo ()//2161=65535， 16 位模數(shù)轉換器 sbit DIN = P2^0。P1=0xF2。break。 case 8:CE=0。P1=0xFa。break。 } switch(counter) {case 0:CE=0。 uint counter=0。 最后，我要感謝我的親人，感謝父母偉大的愛，鼓舞著我向人生的一個個目標奮勇前進，我的成績永遠都有他們的。軟件設計中，對于每個子程序的設計都采用結構化的 方法，可讀性強，便于以后的修改完善。 圖 51 上位機界面 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 25 程序開始運行進入主界面，選擇參數(shù)配置模塊 ，對數(shù)據(jù)傳輸接口進行初始化，即通信協(xié)議的確定，其中包括串口號、波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗、停止位等項目的設置。 當對超級電容組的采樣轉換結束后，檢測發(fā)送中斷標志位是否為 1，若為 1 則表示上一段數(shù)據(jù)已經發(fā)送完畢，將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)放入發(fā)送寄存器，并啟動發(fā)送；而中斷標志位不為 1 時，則為誤操作，系統(tǒng)不做任何響應。 系統(tǒng)仿真圖 系統(tǒng)仿真圖詳見附錄 2 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 19 第 4 章 系統(tǒng)下位機程序設計 下位機程序設計 在下位機的程序設計上，采用 C 語言進行程序設計，并采用模塊化的程序設計方法。其電路圖如圖所示： 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 16 圖 32 顯示電路 串行通信電路設計 本系統(tǒng)中， AT89C51 與上位機通過 RS232C 總線進行通信，由于單片機輸入 /輸出電平為 TTL 電平，而上位機配置的是 RS232C 標準串行接口，二者電氣規(guī)范不一致，因此，要完成上位機與單片機的數(shù)據(jù)通信，必須進行電平轉換 [9]。 主要特點 : (1) 單 5V 電源工作； (2) LinBiCMOSTM 工藝技術 ； (3) 兩個驅動器及兩個接收器 ； (4) 177。 C＝ 1 時，關閉所有的通道。 SEGA~SEGG， SEGDP 腳，數(shù)碼管七段驅動和小數(shù)點驅動端，關閉顯示時各段驅動輸出為高電平。 LTC1864 采用 MSOP 封裝的微功率、 16 位、 250ksps 單通道和 ADC 特點 。 些A/D 轉換器是的特點是 8 位精度，屬于 并行口，如果輸入的模擬量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路。 51 系列單片機的特點是：硬件結構合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產歷史悠久，世界有許多芯片公司都買了 51 的芯片核心專利技術，并在其基礎上擴充其性能，使得芯片的運行速度變得更快，性價比更高。此方案的原理是模數(shù)（ A/D）轉換芯片的基準電壓端，被測量電壓輸入端分別輸入基準電壓和被測電壓。 超級電容測試系統(tǒng)是對超級電容進行研究的基礎部分，系統(tǒng)的主要作用是采集與電容特性有關的狀態(tài)值，比如電壓、電流、溫度等，為接下來的研究工作提供詳細、可靠的數(shù)據(jù)。經過多次循環(huán)后，各個單體將處于相差很大的狀態(tài)。 二十世紀九十年代，由于電動汽車發(fā)展的迫切要求 ，超級電容的研究熱點進入到了大功率和大能量上。這可以很好的滿足機車啟動、制動時的時間要求。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 3 超級電容的特點 作為介于傳統(tǒng)物理電容器和電池之間的新型 儲能系統(tǒng)，超級電容兼具前兩者的優(yōu)點，逐步為各國科研工作者所關注。超級電容器在汽車、鐵路、電力、電子、通信、國防等眾多領域有著巨大的應用價值和市場潛力，被世界各國所廣泛關注。如果能將電機制動能量回收再利用，將會帶來巨大的經濟效益，而且有利于節(jié)約能源消耗，減少環(huán)境污染，將為我國建設節(jié)約型社會做出巨大貢獻。目前人類正面臨著前所未有的能源危機。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。該系統(tǒng)的設計思想是從超級電容組的各個單體電容兩端采集電壓信號，并通過電阻降壓網絡和多路開關通道切換電路將電壓信號送至 A/D 轉換器，單片機接收來自 A/D 轉換器的數(shù)據(jù)，并通過程序控制在顯示電路中顯示，系統(tǒng)還設計了上位機部分，可對采集到的電壓數(shù)據(jù)進行分析和保存等處理。而機車制動能量回收系統(tǒng)是目前國內外節(jié)能技術方面研究的熱點之一。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。本人授權 大學可以將 本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。電機在制動時由于慣性會伴隨著很大的機械動能。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 2 第 1 章 超級電容概述 超級電容簡介 超級電容定義 超級電容器又稱超大容量電容器、金電容、黃金電容、儲能電容、法拉 電容、電化學電容器或雙電層電容器 (英文名稱為 EDLC，即 Electric Double Layer Capacitors)，是靠極化電解液來存儲電能的新型電化學裝置。由于它的儲能、釋放過程類似物理電容，因此其放電時的功率輸出密度很大，一般超過 1KW／ L，因此非常適合需要大功率應用的場合。超級電容器的放電電流可以達到上百安培，在大電流的應用場合，超級電容器可以更 好的滿足功率的要求。 超級電容的發(fā)展及國內外研究現(xiàn)狀 超級電容是一種新型的儲能元件，最早出現(xiàn)在 20 世紀 60 年代，是由美國標準石油公司 (SOC)開始進行 商業(yè)性研究。但超級電容單體額定電壓很低，有機電解液雙電層超級電容器額定電壓只有 伏左右，因此在實際應用中一般由多個超級電容通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式組合構成超級電容儲能模塊，以滿足儲能容量和電壓等級需要。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 5 第 2 章 超級電容電壓檢測系統(tǒng)總體 設計 超級電容電壓檢測系統(tǒng)概述 由于超級單體電壓很低，為獲得較高的電壓和容量，常常將其多節(jié)串聯(lián)和并聯(lián)起來。因此，本文設計的基于單片機控制的超級電容測試系統(tǒng)，主要由單片機控制電路、采樣電路、 A/D 轉換電路、顯示電路、串行通信電路等組成。 單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)，具有一個完整計算機所需要的大部分部件： CPU，內存，總線系統(tǒng)等。 1．常用的 A/D 芯片簡介 常用的 A/D 芯片有 AD0809， AD0832， LTC1864 等幾種。它有高速的轉換，通用的控制能力，具有簡化比率轉換，刻度以及模擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離，耐高溫等特點。 GND 腳，接地端， 4和 9腳都要接地。 CC4067 是數(shù)字控制模擬開關，具有低導通阻抗，低截止漏電流和內部地址譯碼的特征。由于電腦串口 RS232 電平是 10v ， +10v，而一般的單片機應用系統(tǒng)的信號電壓是 TTL 電平 0， +5v, MAX232 就是用來進行電平轉換的 ,該器件包含 2 個驅動器、 2 個接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F 電平。具體電路圖 31 所示： 具體電路如下： 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 圖 31 分壓電路 LED 顯示電路 本系統(tǒng)中，根據(jù)需要顯示的數(shù)據(jù)，采用數(shù)碼管（ 7SEGMPX8CCBLUE）顯示。所以，采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需單一的+5V 電壓就可以了。 A/D 轉換子程序流程圖如下 設 置 循 環(huán) 次數(shù)啟 動 A/D轉 換開 始轉 換 是 否 結 束送 出 數(shù) 據(jù)進 行 HEX到BCD得 轉 換NY所 有 通 道 是否 采 集 結 束所 有 通 道 是否 結 束N結 束 圖 42 A/D 轉換子程序流程 圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 22 LED 顯示子程序 LED 顯示子程序要完成對采樣電壓值的顯示，根據(jù)鍵盤掃描得到的鍵值，選擇相應通道的數(shù)據(jù)顯示。 上位機界面設計 上位機程序需要完成數(shù)據(jù)的初始化、發(fā)送、接收、處理等多項功能。 (2) 完成了上位機與下位機程序設計，上位機程序設計主要基于 VC語言 ,設計了一個窗口界面，能夠完成數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)存儲等功能，下位機程序設計中詳細設計了 A/D 轉換程序、 LED 顯示程序等關鍵子程序。在此，衷心感謝張老師的悉心指導，祝愿張老師身體健康、工作順利！ 感謝我的室友們，四年了，仿佛就在昨天。 sbit A2=P1^2。 } } void keyscan() //多路選擇程序 {if (key1==1) { { //counter++。break。P1=0xFb。 case 7:CE=0。break。P1=0xF3。 case 15:CE=0。 sbit CONV = P2^5。 CLK = 0。//寫入地址。i++) { DIN = ((dati)amp。 sbit SDO = P2^3。P1=0xF1。break。 case 9:CE=0。P1=0xF9。break。 case 1:CE=0。i100。 sbit A0=P1^0。 洛陽理工學院畢業(yè)設計論文 27 謝 辭 四年的大學學習和生活也即經過兩個多月來的資料收集 、 分析 、 整理 草圖創(chuàng)意、方案修改、 仿真 、確定、設計論述的撰寫，到現(xiàn)在基本上完成了所有畢業(yè)設計的項目 —— 這個漫長的過程，當然是辛苦的，不過，從個人角度來說，這個更是我大學本科四年一次對自己 專業(yè)能力的總結和升華，當我看到自己所設計的模型制作出來的時候那種震撼，真的感慨萬千??一句話，做設計很開心！ 首先我要感謝我的指導老師張偉民老師，感謝他在論文寫作過程中給予我的指導和幫助?；?AT89C51 設計的超級電容測試系統(tǒng)基本符合設計要求，采用電阻分壓網絡與多路模擬開關的設計方案，較全面的考慮了各種實際中的不良因素，在設計中所體現(xiàn)的設計思想，對以后的研究工作也具有一定的參 考價值。 開 始T I = 1 ?發(fā) 送 低 位 字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 結 束結 束發(fā) 送 高 位 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)NY 圖 44 串行通信子程序流程圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 24 第 5 章 系統(tǒng)上位機程序設計 上位機程序設計概述 本次設計的上位機采用 C 語言進行編寫。 系統(tǒng)主程序流程圖如圖所示： 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 20 調 用 Max7221初 始化 程 序調 用 電 壓 轉 換 初 始化 程 序調 用 TLC1864初 始化 車 程 序調 用 顯 示 程 序調 用 串 行 通 信 程 序結 束開 始 圖 41 主程序流程圖 各 部分子程序設計 根據(jù)系統(tǒng)設計要求，設計了多個子程序，有系統(tǒng)初始化、 A/D 轉換、鍵盤掃描、 LED 顯示、串行通信等。 MAX232 芯片內部有一個電源電壓變換器，可以把輸入的 +5V 電壓變換成為 RS232C 輸出電平所需的177。 本設計中采用的 A/D 轉換器采樣速率非?？?，而被測電壓值變化較慢為此，在分壓電路之后設計一個通道切換電路，可以讓 16 路采樣電路共用一片 A/D 轉換器，從而達到簡化設計，節(jié)約成本的目的。10mA 儲存溫度??? … － 65℃ ～ 150℃ 3. 引出端符號： 表 21 CC4067 引出端符號 A0～ A3 地址端 C 控制端 I0/O2 ～ I15/O15 輸入 /輸出通道 O/I 公共輸出 /輸入端 VDD 正電源 VSS 地 4. 如圖所示為 CC4067 管腳圖 : 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 D I N1CS12C L K13I S E T18DOUT24A14B16C20D23E21F15G17DP22D I G 02D I G 111D I G 26D I G 37D I G 43D I G 510D I G 65D I G 78 圖 24 CC4067 管腳圖 ： 表 22 通道邏輯表達式 (a) 輸入 導通通道 C A3 A2 A1 A0 L L L L L L L