【正文】 間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。對照圖紙確認電路連接正確，對出現(xiàn)的錯誤進行及時修正。軟件開發(fā)環(huán)境： 。確定整體程序能完成預先設計的系統(tǒng)功能。設計中涉及控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、運算及控制各個部分，涵蓋知識面廣，實用性強。致 謝本文是在朱樹先老師的指導下完成的，衷心感謝朱老師在論文寫作期間給予的精心指導。該系統(tǒng)采用了大連東臺電子有限公司生產(chǎn)的EDMl286409圖形點陣液晶顯示模塊，能直觀了解失效的蓄電池信息。本課題的研究對象不是一個很大的系統(tǒng)，由于控制電路原器件少、電路簡單、低功耗、自動化程度高、人機界面友好，易于安裝和操作，并且整體結構穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾性強，同時具有良好的性能價格比，因此具有較高的推廣價值。結 論本次畢業(yè)設計是基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)的設計，它是最常見的和最典型的單片機控制系統(tǒng)。(2) 在模擬調(diào)試器中調(diào)試各子模塊，設置單片機運行方式和入口條件，檢查各芯片運行狀態(tài)，確定子程序運行結果與設計中的預定目標相符。有時電容值過小會造成復位時間太短，出現(xiàn)無法正常復位的現(xiàn)象，在實際接線過程中檢查電容大小是否足夠，出現(xiàn)上述情況則改變電容大小。并且注意電源的正負極位置，以防電源短路和錯接極性。開始N是否接受了數(shù)據(jù)?Y判斷命令內(nèi)容，完成相應操作清除接受標志位(a)主程序流程開始保護現(xiàn)場接受地址符合本機地址?接受字符，并放入緩沖區(qū)，置通訊標志位內(nèi)回送本機地址恢復現(xiàn)場置接受標志位，清除通訊標志位接受完數(shù)據(jù)？開始NYNY (b)中斷服務程序流程圖 本章小結本設計的軟件設計部分也采用了功能模塊化設計方法，為硬件電路設計了相應的子程序。在蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)中選擇使用方式3，串行口控制器SCON來設置。顯示哪一路狀態(tài)是通過判斷一個標志位確定的。若是出現(xiàn)不正常情況報警時，將顯示不正常的那一路狀態(tài)。在程序中要用到一般的運算，像加、減、乘、除。如果I/O CLOCK傳送大于10個時鐘長度，那么在10個時鐘的下降沿內(nèi)部邏輯把DATA OUT拉至低電平，以確保其余位的值為零。該測溫程序的流程如圖46所示。A/D轉(zhuǎn)換器TLCl549的編程在后面將在后面進行介紹。鍵處理完成后要清除按鍵標志位，以便于下一次操作。開始上電標志10H，11H中值為AAH各緩沖區(qū)清零按鍵標志位設置初始化定時器，設置初置設置中斷及中斷優(yōu)先級看門狗初始化置上電標志10H，11H中值為AAH開始圖42 初始化程序流程圖 讀鍵程序設計由于鍵盤操作是隨機的，而單片機的主要操作不是對鍵盤進行處理，因而單片機不能總是等待按鍵按下。明確了系統(tǒng)應完成的功能，編制程序前還要確定數(shù)據(jù)結構。因而只有設計好系統(tǒng)的軟件程序，才能使系統(tǒng)在設計的硬件電路基礎上穩(wěn)定的工作，體現(xiàn)系統(tǒng)良好的性能。VCC：電源正極。MAX485是用于RS485通信的低功率收發(fā)器?。RS232標準是單端信號傳輸，接收器和發(fā)送器之間有公共信號地，共模噪聲會耦合到系統(tǒng)中，不適于長距離傳輸。這就涉及了單片機與上位機的通訊問題。蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)中為8位接口方式。鍵：右移鍵。在一些情況下，也可以選擇外加一個35．5伏的外加電源為它供電。它可直接將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，所以不需要A/D轉(zhuǎn)換電路。通常接地。低電平有效。 電壓、電流檢測電路設計測量電路輸出信號是模擬信號，要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換才能送到單片機進行處理。因為蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)還具有校準功能，還要測量基準端壓U。從而影響了的復位電壓的復位特性。10pF；石英晶體選擇6MHz或12MHz都可以。此外，模塊化設計是一種先進的設計理念，符合自頂向下的工程設計理念。為了使R*起到一定的分流作用，必須選擇合適的電阻值?？梢钥闯觯枰獪y量的量有端電壓UiUi2，晶體管導通時電壓UC，電流I I2。交流法由于無需放電，不用處于靜態(tài)或脫機，可以實現(xiàn)安全在線監(jiān)測管理，避免了對設備運行安全性的影響。目前，內(nèi)阻測量常見方法主要有：密度法、直流法和交流法。EA/VPP 外部訪問允許。一般情況下，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的l/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL邏輯門電路。與 AT89C5l不同之處是，（）和輸入（），參見表21。同時，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。(6) 其它方法蓄電池的完好性取決于其老化狀況，涉及其結構的所有方面。由此可見，蓄電池歐姆內(nèi)阻可作為表示其容量和完好性的有效指標。因而，可以通過測量電解液的比重來確定蓄電池的容量。正常情況是充滿電時所能輸出的能量與蓄電池的額定容量相近。2. 查閱設計中需要的資料(1)VRLA蓄電池的工作原理和失效機理。中國已將新能源、節(jié)能環(huán)保等列為重點行業(yè)，如果把本課題所設計的新型蓄電池在線智能監(jiān)測系統(tǒng)應用到實際生活中，將會給新能源、節(jié)能環(huán)保等行業(yè)帶來不一樣的前景。主要表現(xiàn)在對其維護保養(yǎng)方面重視不足，因為VRLA蓄電池進入市場初期就被稱為“免維護”蓄電池，致使很多用戶在使用中未能像對防酸隔爆蓄電池那樣，對VRLA蓄電池予以足夠的重視，導致了蓄電池的運行壽命達不到預期值甚至失效的現(xiàn)象發(fā)生，給各系統(tǒng)安全可靠運行帶來嚴重威脅。此系統(tǒng)的主要作用是為繼電保護裝置、信號裝置、照明裝置等重要負載提供直流電源。系統(tǒng)監(jiān)測的內(nèi)容包括：單蓄電池電壓、蓄電池內(nèi)部溫度、放電電流及放電過程中的蓄電池組總的電壓，VMS中包含了BMS。為了描述蓄電池組周圍空氣的平均溫度，傳感器一般位于蓄電池組支架上。遠程控制中心通過MODEMS和公司電話線對蓄電池組監(jiān)測器進行監(jiān)測。測試方法是用交流發(fā)電裝置向蓄電池單體或蓄電池組注入一個低頻20～30HZ60H的交流信號，測量通過蓄電池的交流電流和每只蓄電池兩端的交流電壓，則得出蓄電池的電導或電阻值，并顯示這個值。在解決如何測量單蓄電池電壓問題上，人們進行了大量的研究工作，曾有人設想在多路輸入信號的選擇上采用模擬開關進行選通，在模擬信號的轉(zhuǎn)換上采用可編程定時器的V/F轉(zhuǎn)換器。當蓄電池向外供電時，它的端電壓將小于電動勢，等于電動勢減去內(nèi)部電壓降，即U=EIR。另外蓄電池電動勢還和電解液的溫度有關，但是溫度的影響不是很大。另外，不同的使用條件下，蓄電池容量也不同。電動汽車還給日本智能電網(wǎng)建設帶來新思路，即把汽車蓄電池同樣用于智能電網(wǎng)的蓄電功能。再觀中國，經(jīng)過30多年高速增長，原有的增長模式已顯后勁不足和不可持續(xù)。該系統(tǒng)采用了大連東臺電子有限公司生產(chǎn)的EDMl286409圖形點陣液晶顯示模塊，能直觀了解失效的蓄電池信息。本系統(tǒng)可以測量10路或20路蓄電池端電壓、蓄電池端電壓、蓄電池溫度、充放電電流等，數(shù)據(jù)采集電路采用模塊化設計，可根據(jù)蓄電池個數(shù)確定模塊數(shù)量，每個模塊可測量一組，對測量的值采用慣性濾波法和積分、微分等控制理論進行濾波和校準。Watchdog目 錄第1章 緒論 1 課題背景 1 蓄電池的主要性能指標 1 國內(nèi)蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀 3 國外蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 3 蓄電池技術的發(fā)展與方向 5 本課題來源及技術指標 6 本文所做的主要工作 6第2章 系統(tǒng)總體設計與算法確定 8 監(jiān)測系統(tǒng)總體設計原理 8 主控芯片的選擇 9 AT89C52單片機的概述 10 AT89C52單片機的主要特性 10 AT89C52單片機的引腳功能 10 本系統(tǒng)控制算法的確定 13 內(nèi)阻與電動勢的測量 14 蓄電池溫度的測量 16 蓄電池組端電壓的測量 16 本章小結 16第3章 硬件電路設計 17 總體硬件電路設計 17 單片機最小系統(tǒng)設計 18 系統(tǒng)的監(jiān)測電路設計 19 電壓、電流檢測電路設計 20 溫度測量電路 22 人機界面設計 23 鍵盤輸入電路 23 液晶顯示電路 24 液晶顯示的接口電路 24 RS485通訊電路 25 本章小結 27第4章 系統(tǒng)軟件設計 28 引言 28 蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)軟件總體程序設計 28 初始化程序設計 29 讀鍵程序設計 30 鍵處理程序設計 31 測量程序設計 32 對測量程序的說明 32 測溫程序 33 34 控制程序設計 35 顯示程序設計 36 通訊程序設計 38 本章小結 39第5章 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 40 系統(tǒng)調(diào)試 40 電路集成 40 軟件調(diào)試 40 本章小結 41結 論 42致 謝 43參 考 文 獻 44附錄A 譯文 45基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)設計 45附錄B 外文原文 54附錄C 層次原理圖 65附錄D 部分源程序 69 72 第1章 緒論 課題背景　當今世界經(jīng)濟面臨破解新舊問題的重大挑戰(zhàn)，形勢發(fā)展更趨復雜。純電動汽車還帶動車載蓄電池、蓄電池充電站等多個配套產(chǎn)業(yè)，并成為未來智能城市構想的重要一環(huán)。實際電量只是理論電量的50%左右。蓄電池的電動勢與電解液密度有關，一般電解液密度越大，電動勢就越高。當蓄電池不工作，即不向用電設備供電時，蓄電池的端電壓等于它的電動勢。其中，最關鍵的是如何測量蓄電池組中串聯(lián)在一起的單蓄電池電壓。目前國際上主要有兩家公司在進行蓄電池內(nèi)阻測量儀器的開發(fā)工作，它們是MIDTRONICS和AVO公司。其方法是采用安裝在每一只蓄電池上的多傳感器蓄電池檢測模塊(叫“蓄電池監(jiān)測器”，是真空密封的)這種模塊通過光纜將狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫铍姵亟M監(jiān)測器，每一蓄電池組監(jiān)測器可能測256個單蓄電池。蓄電池組溫度的測量是用同樣的裝置來測量。因為恒壓充電的方法不能滿足不同蓄電池所需的不同充電電流。隨著信息、能源、電子技術的快速發(fā)展，越來越多的場合都需要保證不間斷的供電，閥控式鉛酸蓄電池（Value Regulated LeadAcid）簡稱VRAL，VRAL蓄電池的使用已經(jīng)趨于廣泛，與普通的鉛酸蓄電池相比VRAL蓄電池由于采用了內(nèi)部氧復合技術，大大緩解了電解液的損耗，而且具有體積小防爆、電壓穩(wěn)定、無污染、重量輕、放電性能高、維護量小等優(yōu)點，所以深受各個行業(yè)的青睞，尤其是在電力系統(tǒng)中，VRAL蓄電池作為電廠、變電站都擁有直流電力供應系統(tǒng)。但是，從目前VRAL蓄電池的使用和維護狀況來看，存在著諸多的缺點和問題。新的蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)自動化程度高、人機界面友好，又易于操作，并且整體結構可靠性好，精度高，具有很高的推廣使用價值。本課題主要分為以下幾個具體實現(xiàn)步驟： 1. 整理要運用的知識： (1) 掌握單片機的基本工作原理及指令系統(tǒng)；(2) 掌握MCS51單片機應用系統(tǒng)開發(fā)方法；(3) 熟練應用Protel軟件繪制原理圖及印刷電路板圖。蓄電池的充電狀態(tài)能反映它所能輸出能量的大小。(2) 測量電解液的比重由蓄電池的充放電原理可以看出，蓄電池的電解液密度反映了蓄電池的充放電程度。在蓄電池的老化進程中，極板的硫酸化、活性物質(zhì)的脫落、電解液的干涸等隨時間推移而加劇，這些變化會導致蓄電池容量的減少，同時使蓄電池歐姆內(nèi)阻呈逐漸增加的趨勢。對免維護鉛酸蓄電池而言，更是如此，因為在充電過程中存在氧的再化合，而產(chǎn)生的額外熱量會使溫度上升，因而影響更大。與MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容8k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0HZ－24MHZ三級加密程序存儲器2568字節(jié)內(nèi)部RAM32個可編程I/O口線3個16位定時/計數(shù)器 8個中斷源可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模式 圖21 AT89C52引腳圖 AT89C52單片機的主要特性AT89C52提供以下標準功能：8k字節(jié)Flash閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，3個16位定時/計數(shù)器，一個6向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。P3：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。 本系統(tǒng)控制算法的確定因為蓄電池內(nèi)部阻抗與蓄電池的容量及完好性有著密切的關系，蓄電池的性能可以通過蓄電池內(nèi)阻精確體現(xiàn)出來，一般而言，蓄電池的容量越大，內(nèi)阻就越小，因此可以通過蓄電池內(nèi)阻的測量，對蓄電池的容量進行在線評估。(3) 交流法這種方法是通過對蓄電池注入一個低頻交流電流信號，測出蓄電池兩端的低頻電壓幅度V0和流過的低頻交流電流幅度IS以及兩者的相位差α，根據(jù)公式：Z=V/I，R=∣Z∣ COSα=V0COSα/I，從而計算出蓄電池的等效內(nèi)阻。圖22測量原理圖(Z截止)其中，Ri為蓄電池內(nèi)阻，Ei為蓄電池電動勢，由圖23可知，當Ti截止時，有： Ui1I1Ri=Ei ()圖23測量原理圖(Z導通)由圖可知，當Ti導通時，有：I21=UC/R* ()