【正文】 P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7E A / V p pA L E / P R O GP S E NP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0A T 8 9 C 5 1N O RG N D+ 5 V+ 5 V 圖 I/O 口的擴(kuò)展接口電路 在二種顯示的方法中， 靜態(tài)顯示亮度高，編程容易，管理也比較簡(jiǎn)單，但占用的 I/O口資源較多，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，數(shù)字顯示采用動(dòng)態(tài)顯示方式。 鍵盤實(shí)際上是有排練成矩陣形成的一系列按鍵開關(guān)組成的，它是單片機(jī)系統(tǒng)中最常見的人機(jī)聯(lián)系的一種輸入設(shè)備。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O 口的利用率。 Ry1KQ19 0 1 5S P E A KG N DV C CP 1 .3 圖 報(bào)警電路 通信模塊的設(shè)計(jì) 在實(shí)際應(yīng)用中，不但要求計(jì)算機(jī)與外部的設(shè)備之間要經(jīng)行信息交換，而且計(jì)算機(jī)之間也需要交換信 息，所以這些信息的交換稱之為“通信”。 同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。 C 1+1V C C16V+2G N D15C 13T 1out14C 2+4R 1i n13C 15R 1out12V6T 1i n11T 2out7T 2i n10R 2i n8R 2out9U2M A X 232162738495J5U A R TC 121uFC 111uFC 131uFC 101uF++++C 14104異步串口RXTXD B 9 3D B 9 2D B 9 3D B 9 2G N DV C C 圖 異步串口通信電路 A/D和 D/A接口電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)要進(jìn)行電壓采樣和電流采樣，因此涉及到 A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。 (4)單個(gè) ＋ 5V 電源供電 。直到 A/D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。 DAC0832 是采樣頻率為八位的 D/A 轉(zhuǎn)換器件。 (4)RFB ：反饋電阻引出端， DAC0832 內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以 RFB 端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端，這樣相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸出端和輸入端之間。 P 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7R S T / V p dP 3 .0 ( R X D )P 3 .1 ( T X D )P 3 .2 ( I N T 0 )P 3 .3 ( I N T 1 )P 3 .4 ( T 0 )P 3 .5 ( T 1 )P 3 .6 ( W R )P 。 (2)IOUT1 ：模擬電流輸出端 1，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為 1 時(shí)，輸出電流最大，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為 0時(shí)，輸出電流為 0。 與 WR 相或非，產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào) START 和地址鎖存控制信號(hào) ALE； 與 RD 相或非產(chǎn)生輸出允許控制信 號(hào) OE。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 (2)具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。為了銜接 RS232 接口。如果一組數(shù)據(jù)的各數(shù)據(jù)位在多條線上同時(shí)被傳輸，這種傳輸方式稱為 并行通信 。 報(bào)警電路及通信模塊 為了能夠準(zhǔn)確把握達(dá)到放電電壓的時(shí)間，電路設(shè)計(jì)了報(bào)警電路。在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 Q29 0 1 5Q39 0 1 5Q49 0 1 5R 2 01KR 1 91KR 2 11KG N D P A 4P A 5P A 6P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpGND9D S 1D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpGND9D S 2D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpGND9D S 3D P Y _ 7 S E G _ D P 圖 數(shù)字顯示電路原理圖 圖 89C51單片機(jī)擴(kuò)展芯片 8155和三位共陰極顯示器的接口電路。如 8255 可編程 并行 P0口擴(kuò)展芯片、 8155 可編程并行 P0 口擴(kuò)展芯片等。 RS： ； Ri： ； Rg： 1K； Rj： 16K； Re： 1K； Rf： 100K； Rh： 1K。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。 1234D1B R I D G E 1C92 2 0 0C31 0 0T1T R A N S 1C20 . 1C40 . 1A C 2 2 0 V5VG N DGND+ 5 VV i nL1L M 7 8 0 5 圖 基于 LM7812 的穩(wěn)壓電源電路 5V 的穩(wěn)壓電源電路于此類似，采用了集成穩(wěn)壓器 LM7805，電容的選取上有些不同，但原理是相同的。一般的整流有全波整流、單相半流整流、橋式整流、及 變 壓整流。 電源穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì) 為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求的精確度和避免測(cè)試過程中的電源之間的影響，所各個(gè)芯片或者模塊必須要用穩(wěn)壓電源經(jīng)行供電。經(jīng)過斯密特觸發(fā)器 TC4584 整形并反相輸出到單片機(jī)外部中斷 INT1 引腳上，作為中斷觸發(fā)信號(hào)。輸入與輸出采用光電隔離，絕緣電壓可達(dá) 7500V，觸發(fā)電流為 15mA。由此可見，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于試驗(yàn)溫度的要求 25177。DS18B20 為 3 引腳， DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； GND為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。 外接石英晶體 (或陶瓷振蕩器 )及電容 C C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。硬件電路包括溫 度采集模塊、時(shí)鐘電路、雙向可控硅控制電路、過零檢測(cè)電路、 +5V穩(wěn)壓電源電路、 +12V 穩(wěn)壓電源電路、恒流控制電路、AD轉(zhuǎn)換電路、 DA轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、鍵盤電路、報(bào)警電路、復(fù)位電路、通信模塊以及 IO口的擴(kuò)展電路等 . AT89C51 簡(jiǎn)介 AT89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除 只讀存儲(chǔ)器 (FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱 單片機(jī) 。在為時(shí)間選擇合適的情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。而三個(gè)環(huán)節(jié)在實(shí)際控制中的作用： 比例調(diào)節(jié)作用：比例反映系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)偏差，比例調(diào)節(jié)立即 產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，用于減少偏差。 水浴溫度控制 PID 算法介紹 電加熱溫度控制具有升溫單向性、大慣性、大滯后性和時(shí)變性的特點(diǎn)。 恒流放電電路的介紹 為了檢測(cè)蓄電池的容量，需要對(duì)電池進(jìn)行大電流放電，并且要保持電流的基本恒定。 2 ℃ 時(shí)，以 25 A 電流放電到蓄電池電壓達(dá)（ 177。所以安時(shí) Ah容量法僅能紀(jì)錄已經(jīng)使用或 通過電量計(jì)的電量，而不能較為準(zhǔn)確 地預(yù)測(cè)終點(diǎn) SOC。根據(jù)國(guó)家有關(guān)電源維護(hù)規(guī)程以及蓄電池維護(hù)效果要求，電池組荷電容量達(dá)不到 80%便應(yīng)整組淘汰。不過最大的缺點(diǎn)還是測(cè)試精度低，只能作為電池落后狀態(tài)判定依據(jù)，不能準(zhǔn)確測(cè)算電池的好壞程度及電池容量指標(biāo)。國(guó)家有關(guān)電源維護(hù)規(guī)程中的恒流 放電試驗(yàn)?zāi)壳叭允俏ㄒ槐还J(rèn)的測(cè)試剩余容量的最有效方法，它是衡量蓄電池在關(guān)鍵時(shí)刻能否發(fā)揮作用，確保通信暢通與生產(chǎn)正常的重要手段。 (2)進(jìn)行核對(duì)性放電試驗(yàn)，必須具備一定條件，首先，盡可能在市電基本保障的條件下進(jìn)行；其次，必須 有備用電池組。首先根據(jù)蓄電池的型號(hào)和容量檢測(cè)的要求計(jì)算出放電電流，然后選擇合適恒流負(fù)載器中繼電器的開關(guān)，在測(cè)量期間對(duì)多路電壓、電流的檢測(cè)，經(jīng)過高速多路模擬轉(zhuǎn)換開 關(guān)和 A/D轉(zhuǎn)換器，將轉(zhuǎn)換的數(shù)字用數(shù)碼管顯示，單片機(jī)根據(jù)鍵盤的輸入值來控制橫流負(fù)載器的繼電器開關(guān)。2℃ 的水浴中 ”。 (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。由于目前多是密封蓄電池，型號(hào)和規(guī)格千變?nèi)f化，性能也不盡相同，外部只有兩個(gè)電極接頭。 另外，在學(xué)術(shù)期刊《工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置》 2021 年 4 期中收錄的由 賈承謐 所著的《 全自動(dòng)蓄電池容量檢測(cè)儀的研制 》。研制蓄電池容量檢測(cè)系統(tǒng)很有必要。隨著鉛酸蓄電池的廣泛 應(yīng)用，如何精確檢測(cè)蓄電池容量成為廣大用戶極為關(guān)注的問題。實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示電壓，放電到 。 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(cè)的準(zhǔn)確。主要應(yīng)用在交通運(yùn)輸、通訊、電力、鐵路、礦山、港口、國(guó)防、計(jì)算機(jī)、科研等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，是社會(huì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)和人類生活中不可缺少的產(chǎn)品。務(wù)必使試驗(yàn)溫度保持在標(biāo)準(zhǔn)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(shí)反映產(chǎn)品的質(zhì)量水平。 學(xué)術(shù)期刊《通信電源技術(shù)》 2021 年 2期收錄的由高玉峰、劉亞龍、李春安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 平所著的《 基于改進(jìn)型 Boost 電路的鉛酸蓄電池容量檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 》， 針對(duì)鉛酸蓄電池容量檢測(cè)的特點(diǎn) ,提出了一種以 Boost 電路為主電路 ,應(yīng)用 PI 調(diào)節(jié)和PWM控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)恒流放電的方案 .對(duì)傳統(tǒng) Boost電路進(jìn)行改進(jìn) ,解決 了啟動(dòng)浪涌電流大和蓄電池誤接自保護(hù)的問題 .闡述了放電電阻的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 ,給出了設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 .仿真和實(shí)驗(yàn)均驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性 。對(duì)它進(jìn)行快速準(zhǔn)確的容量測(cè)試是非常困難的。 (3)使用容量又與工作溫度和充、放電率，充、放電的方法有關(guān)，并隨著 SOC安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 狀態(tài)等條件在變化。 本設(shè)計(jì)要完成的工作 蓄電池具有良好的可逆性，電壓特性平穩(wěn)等諸多的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為 社會(huì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)和人類生活中不可缺少的產(chǎn)品 ，為了真實(shí)反其產(chǎn)品的質(zhì)量水平， 精確檢測(cè)蓄電池容量 ， 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 “整個(gè)試驗(yàn)期間蓄電池均放置在溫度25177。 電池容量檢測(cè)部分，在容量檢測(cè)時(shí)必須按 20h 率容量、 10h 率容量、 7min率 27min 率、儲(chǔ)備容量的放電要求，即使同一的型號(hào)蓄電池的按不同的要求也有不同的放電電流，所以必須選擇可控的恒流負(fù)載器。不過它的缺點(diǎn)也很突出，主要表現(xiàn)為： (1)放電時(shí)間長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)大，電池 組須脫離系統(tǒng)，蓄電池組所存儲(chǔ)的化學(xué)能全部以熱能形式消耗掉，既浪費(fèi)了電能又費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低；少數(shù)放電系統(tǒng)采用逆變技術(shù)可以將化學(xué)能予以回收利用。密封蓄電池的使用壽命是否終結(jié)的主要判據(jù)為，電池的剩余容量是否滿足機(jī)房工 作要求，或者滿足有關(guān)維護(hù)規(guī)程的要求。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小，并可以快速查找落后電池。采用電導(dǎo)法測(cè)試電池的內(nèi)阻或電導(dǎo)是判定蓄電池好壞的一種有價(jià)值的參考思路，但是問題如下： (1)對(duì)于電池的好壞程度，還不能提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)；不足以準(zhǔn)確地測(cè)算出電池的實(shí)際性能指標(biāo)，尤其是容量指標(biāo)；不能判斷 (SOC)容量 50%以上的蓄電池的好壞；不能到達(dá)國(guó)標(biāo)的要求。使用 Ah容量法記錄的電能量，需要知道蓄電池的初始狀態(tài)和終點(diǎn) SOC；但是初始狀態(tài)和終點(diǎn) SOC受到下述多種因素的影響，在一般情況下，并不是一個(gè)常數(shù)。當(dāng)電解液溫度達(dá)到 25 ℃ 177。 3） 20 h 率實(shí)際容量按下式計(jì)算： Ce= I20 t 2［ 1－ （ T－ 25） ］ 式中： T 為放電終止時(shí)中間單體蓄電池電解液溫度（ 單位為 ℃ ） ； 0. 01 為溫度系數(shù)。 2 小時(shí)率放電的標(biāo)準(zhǔn)放電時(shí)間為 74min， 35 攝氏度時(shí)放電140min。PID 調(diào)節(jié)器的三個(gè)基本參數(shù) kp(比例系數(shù) )、 ki（積分系數(shù)）、 kd(微分系數(shù) )是選擇非常重要，它將直接影響一個(gè)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。因此微分調(diào)節(jié)可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 3 硬件設(shè)計(jì) 全自動(dòng)蓄電池容量檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)需要用到許多的硬件設(shè)施，首先控制器選取單片機(jī) AT89C51。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷振蕩器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩