【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(zhuǎn)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?jìng)ゴ蟮膼?ài)，鼓舞著我向人生的一個(gè)個(gè)目標(biāo)奮勇前進(jìn)，我的成績(jī)永遠(yuǎn)都有他們的。軟件設(shè)計(jì)中，對(duì)于每個(gè)子程序的設(shè)計(jì)都采用結(jié)構(gòu)化的 方法，可讀性強(qiáng)，便于以后的修改完善。 圖 51 上位機(jī)界面 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 程序開(kāi)始運(yùn)行進(jìn)入主界面，選擇參數(shù)配置模塊 ，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸接口進(jìn)行初始化，即通信協(xié)議的確定，其中包括串口號(hào)、波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)、停止位等項(xiàng)目的設(shè)置。 當(dāng)對(duì)超級(jí)電容組的采樣轉(zhuǎn)換結(jié)束后，檢測(cè)發(fā)送中斷標(biāo)志位是否為 1，若為 1 則表示上一段數(shù)據(jù)已經(jīng)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(dòng)發(fā)送；而中斷標(biāo)志位不為 1 時(shí)，則為誤操作，系統(tǒng)不做任何響應(yīng)。 系統(tǒng)仿真圖 系統(tǒng)仿真圖詳見(jiàn)附錄 2 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 4 章 系統(tǒng)下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 在下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)上，采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，并采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法。其電路圖如圖所示： 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 32 顯示電路 串行通信電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中， AT89C51 與上位機(jī)通過(guò) RS232C 總線進(jìn)行通信，由于單片機(jī)輸入 /輸出電平為 TTL 電平，而上位機(jī)配置的是 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)串行接口，二者電氣規(guī)范不一致，因此，要完成上位機(jī)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換 [9]。 主要特點(diǎn) : (1) 單 5V 電源工作； (2) LinBiCMOSTM 工藝技術(shù) ； (3) 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器 ； (4) 177。 C＝ 1 時(shí)，關(guān)閉所有的通道。 SEGA~SEGG， SEGDP 腳，數(shù)碼管七段驅(qū)動(dòng)和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)端，關(guān)閉顯示時(shí)各段驅(qū)動(dòng)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(diǎn) 。 些A/D 轉(zhuǎn)換器是的特點(diǎn)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(jī)的特點(diǎn)是：硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史悠久，世界有許多芯片公司都買(mǎi)了 51 的芯片核心專(zhuān)利技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上擴(kuò)充其性能，使得芯片的運(yùn)行速度變得更快，性?xún)r(jià)比更高。此方案的原理是模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓端，被測(cè)量電壓輸入端分別輸入基準(zhǔn)電壓和被測(cè)電壓。 超級(jí)電容測(cè)試系統(tǒng)是對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行研究的基礎(chǔ)部分，系統(tǒng)的主要作用是采集與電容特性有關(guān)的狀態(tài)值，比如電壓、電流、溫度等，為接下來(lái)的研究工作提供詳細(xì)、可靠的數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后，各個(gè)單體將處于相差很大的狀態(tài)。 二十世紀(jì)九十年代，由于電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的迫切要求 ，超級(jí)電容的研究熱點(diǎn)進(jìn)入到了大功率和大能量上。這可以很好的滿足機(jī)車(chē)啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)的時(shí)間要求。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 超級(jí)電容的特點(diǎn) 作為介于傳統(tǒng)物理電容器和電池之間的新型 儲(chǔ)能系統(tǒng)，超級(jí)電容兼具前兩者的優(yōu)點(diǎn)，逐步為各國(guó)科研工作者所關(guān)注。超級(jí)電容器在汽車(chē)、鐵路、電力、電子、通信、國(guó)防等眾多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)潛力，被世界各國(guó)所廣泛關(guān)注。如果能將電機(jī)制動(dòng)能量回收再利用，將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)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(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)做出巨大貢獻(xiàn)。目前人類(lèi)正面臨著前所未有的能源危機(jī)。 作者簽名： 日 期： 學(xué)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(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是從超級(jí)電容組的各個(gè)單體電容兩端采集電壓信號(hào)，并通過(guò)電阻降壓網(wǎng)絡(luò)和多路開(kāi)關(guān)通道切換電路將電壓信號(hào)送至 A/D 轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)接收來(lái)自 A/D 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，并通過(guò)程序控制在顯示電路中顯示，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了上位機(jī)部分，可對(duì)采集到的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和保存等處理。而機(jī)車(chē)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)外節(jié)能技術(shù)方面研究的熱點(diǎn)之一。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將 本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。電機(jī)在制動(dòng)時(shí)由于慣性會(huì)伴隨著很大的機(jī)械動(dòng)能。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 超級(jí)電容概述 超級(jí)電容簡(jiǎn)介 超級(jí)電容定義 超級(jí)電容器又稱(chēng)超大容量電容器、金電容、黃金電容、儲(chǔ)能電容、法拉 電容、電化學(xué)電容器或雙電層電容器 (英文名稱(chēng)為 EDLC，即 Electric Double Layer Capacitors)，是靠極化電解液來(lái)存儲(chǔ)電能的新型電化學(xué)裝置。由于它的儲(chǔ)能、釋放過(guò)程類(lèi)似物理電容，因此其放電時(shí)的功率輸出密度很大，一般超過(guò) 1KW／ L，因此非常適合需要大功率應(yīng)用的場(chǎng)合。超級(jí)電容器的放電電流可以達(dá)到上百安培，在大電流的應(yīng)用場(chǎng)合，超級(jí)電容器可以更 好的滿足功率的要求。 超級(jí)電容的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 超級(jí)電容是一種新型的儲(chǔ)能元件，最早出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 60 年代，是由美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)石油公司 (SOC)開(kāi)始進(jìn)行 商業(yè)性研究。但超級(jí)電容單體額定電壓很低，有機(jī)電解液雙電層超級(jí)電容器額定電壓只有 伏左右，因此在實(shí)際應(yīng)用中一般由多個(gè)超級(jí)電容通過(guò)串聯(lián)和并聯(lián)的方式組合構(gòu)成超級(jí)電容儲(chǔ)能模塊，以滿足儲(chǔ)能容量和電壓等級(jí)需要。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 超級(jí)電容電壓檢測(cè)系統(tǒng)總體 設(shè)計(jì) 超級(jí)電容電壓檢測(cè)系統(tǒng)概述 由于超級(jí)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(lái)。因此，本文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)控制的超級(jí)電容測(cè)試系統(tǒng)，主要由單片機(jī)控制電路、采樣電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、串行通信電路等組成。 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件： CPU，內(nèi)存，總線系統(tǒng)等。 1．常用的 A/D 芯片簡(jiǎn)介 常用的 A/D 芯片有 AD0809， AD0832， LTC1864 等幾種。它有高速的轉(zhuǎn)換，通用的控制能力，具有簡(jiǎn)化比率轉(zhuǎn)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(diǎn)。 GND 腳，接地端， 4和 9腳都要接地。 CC4067 是數(shù)字控制模擬開(kāi)關(guān)，具有低導(dǎo)通阻抗，低截止漏電流和內(nèi)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是 TTL 電平 0， +5v, MAX232 就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的 ,該器件包含 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)器、 2 個(gè)接收器和一個(gè)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(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(zhuǎn)換子程序流程圖如下 設(shè) 置 循 環(huán) 次數(shù)啟 動(dòng) A/D轉(zhuǎn) 換開(kāi) 始轉(zhuǎn) 換 是 否 結(jié) 束送 出 數(shù) 據(jù)進(jìn) 行 HEX到BCD得 轉(zhuǎn) 換NY所 有 通 道 是否 采 集 結(jié) 束所 有 通 道 是否 結(jié) 束N結(jié) 束 圖 42 A/D 轉(zhuǎn)換子程序流程 圖 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 LED 顯示子程序 LED 顯示子程序要完成對(duì)采樣電壓值的顯示，根據(jù)鍵盤(pán)掃描得到的鍵值，選擇相應(yīng)通道的數(shù)據(jù)顯示。 上位機(jī)界面設(shè)計(jì) 上位機(jī)程序需要完成數(shù)據(jù)的初始化、發(fā)送、接收、處理等多項(xiàng)功能。 (2) 完成了上位機(jī)與下位機(jī)程序設(shè)計(jì)，上位機(jī)程序設(shè)計(jì)主要基于 VC語(yǔ)言 ,設(shè)計(jì)了一個(gè)窗口界面，能夠完成數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，下位機(jī)程序設(shè)計(jì)中詳細(xì)設(shè)計(jì)了 A/D 轉(zhuǎn)換程序、 LED 顯示程序等關(guān)鍵子程序。在此，衷心感謝張老師的悉心指導(dǎo)，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(xiě)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(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 謝 辭 四年的大學(xué)學(xué)習(xí)和生活也即經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月來(lái)的資料收集 、 分析 、 整理 草圖創(chuàng)意、方案修改、 仿真 、確定、設(shè)計(jì)論述的撰寫(xiě)，到現(xiàn)在基本上完成了所有畢業(yè)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目 —— 這個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，當(dāng)然是辛苦的，不過(guò)，從個(gè)人角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)更是我大學(xué)本科四年一次對(duì)自己 專(zhuān)業(yè)能力的總結(jié)和升華，當(dāng)我看到自己所設(shè)計(jì)的模型制作出來(lái)的時(shí)候那種震撼，真的感慨萬(wàn)千??一句話，做設(shè)計(jì)很開(kāi)心！ 首先我要感謝我的指導(dǎo)老師張偉民老師，感謝他在論文寫(xiě)作過(guò)程中給予我的指導(dǎo)和幫助。基于 AT89C51 設(shè)計(jì)的超級(jí)電容測(cè)試系統(tǒng)基本符合設(shè)計(jì)要求，采用電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與多路模擬開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)方案，較全面的考慮了各種實(shí)際中的不良因素，在設(shè)計(jì)中所體現(xiàn)的設(shè)計(jì)思想，對(duì)以后的研究工作也具有一定的參 考價(jià)值。 開(kāi) 始T I = 1 ?發(fā) 送 低 位 字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 結(jié) 束結(jié) 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(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 第 5 章 系統(tǒng)上位機(jī)程序設(shè)計(jì) 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)概述 本次設(shè)計(jì)的上位機(jī)采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)。 系統(tǒng)主程序流程圖如圖所示： 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 調(diào) 用 Max7221初 始化 程 序調(diào) 用 電 壓 轉(zhuǎn) 換 初 始化 程 序調(diào) 用 TLC1864初 始化 車(chē) 程 序調(diào) 用 顯 示 程 序調(diào) 用 串 行 通 信 程 序結(jié) 束開(kāi) 始 圖 41 主程序流程圖 各 部分子程序設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了多個(gè)子程序，有系統(tǒng)初始化、 A/D 轉(zhuǎn)換、鍵盤(pán)掃描、 LED 顯示、串行通信等。 MAX232 芯片內(nèi)部有一個(gè)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(shè)計(jì)中采用的 A/D 轉(zhuǎn)換器采樣速率非?？欤粶y(cè)電壓值變化較慢為此，在分壓電路之后設(shè)計(jì)一個(gè)通道切換電路，可以讓 16 路采樣電路共用一片 A/D 轉(zhuǎn)換器，從而達(dá)到簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，節(jié)約成本的目的。10mA 儲(chǔ)存溫度??? … － 65℃ ～ 150℃ 3. 引出端符號(hào)： 表 21 CC4067 引出端符號(hào) 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(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dá)式 (a) 輸入 導(dǎo)通通道 C A3 A2 A1 A0 L L L L L L L