【正文】 ......................................... 6 蓄電池溫度與容量 ......................................... 7 放電量與壽命 ............................................. 7 放電量與比重 ............................................. 7 放電狀態(tài)與內(nèi)部阻抗 ....................................... 7 放電中的溫 度 ............................................. 8 影響鉛酸蓄電池容量的因素 ....................................... 8 蓄電池生產(chǎn)工藝對電池容量的影響 ........................... 8 蓄電池使用時的因素對電 池容量的影響 ...................... 10 第 3 章 AT89C51 單片機結構及功能簡介 ................................... 13 AT89C51 簡介 .................................................. 13 主要特性 ...................................................... 13 管腳說明 ...................................................... 13 時鐘振蕩器 .................................................... 15 第 4 章 硬件設計 ...................................................... 17 采樣電路的設計 ................................................ 17 設計思路 ................................................ 17 設計方案 ................................................ 17 原理圖 .................................................. 18 恒流放電電路的設計 ............................................ 18 設計思路 ................................................ 18 設計方案 ................................................ 18 原理圖 .................................................. 19 工作原理 ................................................ 19 數(shù)字顯示電路的設計 ............................................ 20 設計思路 ................................................ 20 設計方案 ................................................ 20 原理圖 .................................................. 20 A／ D 接口電路的設計 ........................................... 21 設計思路 ................................................ 21 ADC0809 簡介 ............................................. 21 設計方案 ................................................ 22 原理圖 .................................................. 23 第 5 章 軟件設計 ...................................................... 24 主要算 法 ...................................................... 24 電壓 .................................................... 24 電流 .................................................... 24 容量 .................................................... 24 主程序設計 .................................................... 26 A／ D 轉(zhuǎn)換程序的設計 ........................................... 27 數(shù)字顯示程序設計 .............................................. 28 第 6 章 結論與展望 .................................................... 31 參考文獻 .............................................................. 32 致 謝 ................................................................ 33 附 錄 ................................................................ 34 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 1 第 1 章 緒論 課題研究的目的及意義 鉛酸蓄電池經(jīng)過百余年的發(fā)展與完善已成為世界上廣泛使用的一種化學電源，具有良好的可逆性、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長、適用范圍廣、原材料豐富 (且可再生使用 )及造價低廉等優(yōu)點。系統(tǒng)的恒流放電電路由集成運算放大器構成，結構簡單，調(diào)整 方便。但濕度傳感器目前尚無應用實例。 電解液密度在充電過程中逐漸變高，放電過程中逐漸降低。 教研室主任簽字 時 間 2021年 2月 26日 畢業(yè)設計開題報告 題 目 鉛酸蓄電池容量測試系統(tǒng)的設計 學生姓名 張義順 學號 20211667 班級 電 04022班 專業(yè) 自動化 一、研究背景 電池工業(yè)是新能源領域的重要組成部分，是全球經(jīng)濟發(fā)展的一個新熱點， 2021年，美國十大科技計劃中有兩項為電池項目，鉛酸蓄電池行業(yè)銷售總額的三分之一，與電力、交通、信息等產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關，在汽車、叉車等運輸工具和大型不間斷供電電源系統(tǒng)中處于控制地位，是社會生產(chǎn)經(jīng)營活動和人類生活中不可或缺的產(chǎn) 品。 三位數(shù)碼管顯示，切換顯示電壓 /安時。 軟件編程。 實時顯示電池電壓 （ V） 。 模電、數(shù)字濾波、數(shù)電控制電路等資料。起動電池結構逐步優(yōu)化升級，免維護蓄電池廣泛使用、仍然是軍用、民用交通運輸裝備的重要電源裝置，為我國成為世界主要汽車生產(chǎn)國起到重要支撐作用。但由于電解液擴散速度較慢，在充電或放電后較長時間才能達到穩(wěn)定狀態(tài)。 三、主要工作和所采用方法 通過調(diào)研和搜集資料，完成對鉛酸蓄電池的初步認識，之后再通過自我學習，從所借閱的資料以及互聯(lián)網(wǎng) 上的知識，獨立完成原理圖的繪制和版圖的制作，隨后進入軟件編寫階段，在老師的指導下完成系統(tǒng)的調(diào)試最終完成論文。 實時顯示當前所放出的容量，積分計算出容量，不須人工計算。 “整個試驗期間蓄電池均放置在溫度 25177。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 當前蓄電池容量測試技術現(xiàn)狀 核對放電法即 100%C的深度放電，它具有容量測試準確可靠的優(yōu)點，因此，仍然是目前世界上檢測電池性能的最可靠方法。 (4)有損蓄電池的容量。在放電狀態(tài)下，對蓄電池組的各單體電池的端電壓進行巡檢，找出端電壓下降最快的一只，將其確認為落后電池，再利用核對放電儀器，對該節(jié)電池進行核 對放電，檢測其容量，即代表該組電池的容量。 (內(nèi)阻 )測量法 電導測試線是目前主要的日常維護儀器。造成用戶選擇儀表困難，以及對于儀表測量結果的可信度懷疑。特別對于廣大現(xiàn)場維護工程師而言，這種需求更顯迫切。蓄電池容量測試技術的難點： (1)蓄電池的化學能不能直接測量。 (5)難以等效。鉛酸蓄電池的容量檢測方法很多，為了準確測量蓄電池的容量，本設計采用放電方法測試電池容量，并采取設計的恒流放電電路，而且單獨測試電壓和電流，保證了所測試電壓和電流的準確。所消耗之成份與放電量成比例，只要測得電解液中的硫酸濃度，亦即測其比重，即可得知放電量或殘余電量。 蓄電池溫度與容量 當蓄電池溫度降低，則其容量亦會因以下理由而顯著減少。因此，根據(jù)蓄電池完全放電時的比重及 10%放電時的比重，即可推算出蓄電池的放電量。鉛酸蓄電池容量有理論容量、實際容量和額定容量之分。這里需要著重說明的是通常正極和負極的活性物質(zhì)的理論容量是不一樣的，并且在任何情況下，電池的實際容量都要以電池中容量相對較小電 極的實際容量為準，這就要看不同放電條件分別對正負極實際容量的影響程度了。伴隨著放電過程表現(xiàn)出來的現(xiàn)象是，電池端電壓下降的慢，電池的放電容量增加，而厚極板則是情況相反。一般正極板孔率控制在 55%左右，負極板控制在 60%左右。因此對于體積、重量一定的鉛酸蓄電池來說，要想提高其放電容量，可以通過增大極板的真實表面積來得到。并且鉛酸蓄電池 中電解液硫酸的利用率通常也只有 75%左右，這就要求電池在設計時，不僅要有足夠活性物質(zhì)反應的電解液量，而且又要極板的面間距盡可能的小，這樣可以減小電池的內(nèi)阻，放電容量同樣也會上升。比如，針 對固定型的閥控密封鉛酸蓄電池，各種標準基本都規(guī)定， 3小時率放電的容量只要達到 10小時率放電容量的 75%即判為合格。電池容量隨著溫度降低而減小，與溫度對電解液粘度和電阻有嚴重影響密切相關。相對密度在 ，除能增加自放電外，還會加速電池中隔板和正極板柵的腐蝕。 主要特性 32位 可編程 I/O線 當 P1口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 RST：復位輸入。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。 振 蕩器特性 : XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。對外接電容 C C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30pF177。 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 17 第 4 章 硬件設計 采樣電路的設計 設計思路 對蓄電池進行容量檢測，需要大電流恒流放電，并且要測量出電流值，通過積分和累加計算出蓄電池容 量，因此必須有電流取樣電路。因此要在放電回路中加入恒流放電裝置，補償降低的電壓，使電流基本恒定。由于 U5A為反相放大器，因此其輸出電壓Ub必然升高，從而使 Us升高，保證了放電電流的恒定。在這種方法中，顯示器件分時工 作，每次只能有一個器件顯示。 ADC0809 簡介 ADC0809 是采樣頻率為 8 位的、以逐次逼近原理進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。 (7)低功耗，約 15mW。 EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結束信號，輸出，當 A/D 轉(zhuǎn)換結束時，此端輸出一個高電平 (轉(zhuǎn)換期間一直為低電平 )。 ADC0809 的工作過程是：首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中?？紤]到本次設計要求同時進行容量計算及電壓和容量顯示，因此選用中斷方式。 與 WR相或非，產(chǎn)生啟動信號 START 和地址鎖存控制信號 ALE； 與 RD 相或非產(chǎn)生輸出允許控制信號 OE。 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 25 tIQ ???? (54) 式中： I為測量的負載電流； t? 為單片機采樣周期 (即 1ms)。程序流程如圖 51所示。 A/D 轉(zhuǎn)換啟動子程序： 。保護現(xiàn)場 PUSH ACC PUSH DPH 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 28 PUSH DPL MOV DPTR,0BFFFH MOVX A,DPTR 。數(shù)字轉(zhuǎn)換成顯示碼 (最高位 ) MOV 71H,A 。顯示最左邊一位八段管