【正文】 開發(fā)模式，即：用戶可以用EPROM型開發(fā)樣機；用OTP型進行小批量生產(chǎn)；而ROM型適應大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。若FLASH存滿則停止采樣轉(zhuǎn)換，使單片機進入低功耗，等待計算機的發(fā)數(shù)命令。二氧化錳電池就廣泛用于計算機、計算器、照相機、手表中。由于鋰離子電池不含任何貴重金屬，原材料很便宜，降價空間大。要使操作人員能夠直觀地操作，不至于由于操作不當而造成儀表損壞，系統(tǒng)停機；要讓維護人員容易實現(xiàn)定期校驗、維護[14]。 (2)日本是名副其實的鋰離子電池研究的中心。在第215屆電化學會議中，新型電極材料仍是鋰離子電池的研究熱點之一，與傳統(tǒng)正極材料LiMn20LiCoOLiMnPO4相比，LiFePO4正極材料所特有的安全性能引起了人們的重視。本文設(shè)計的電池環(huán)境試驗電量監(jiān)測記錄儀是以MSP430FG4618單片機作為控制器，實現(xiàn)自動采樣電池電壓，依據(jù)每個電池特性及時斷開放電電路并記錄存儲放電過程中的電池電壓，并通過電壓、電量之間的運算關(guān)系，最終計算出鋰離子電池的電量。目前我國對于監(jiān)測儀的發(fā)展主要做了如下的技術(shù)努力[12]： (1)應用單片微機，提高儀表的可靠性、靈活性和分析能力，利用單片微機作為CPU，其產(chǎn)品售價也大大降低。 鋰電池電量計算方法(1)內(nèi)阻法:研究表明，電池的內(nèi)阻與荷電程度之間有較高的相關(guān)性，通過測量電池內(nèi)阻可測量電量[16]。由于具備以上優(yōu)點，鋰離子電池在作為新型電池在某些領(lǐng)域正在逐步取代傳統(tǒng)的可充電電池。 設(shè)計方案的確定 總體設(shè)計方案 本文的設(shè)計是基于MSP430FG4618實現(xiàn)的電池電壓的監(jiān)測記錄，電池電壓的采樣是通過軟件的控制來實現(xiàn)的，并且通過所監(jiān)測出的電壓在上位機上通過公式運算最終得出電量。實現(xiàn)的放電系統(tǒng)減少了芯片數(shù)量并達到測試的目的，具有體積小，重量輕，控制電路簡單，可靠性高，操作方便等優(yōu)點。隨著Flash技術(shù)的迅速發(fā)展，TI公司也將這一技術(shù)引入MSP430系列中。 （2）在運算速度方面：MSP430系列單片機能在8MHz晶體的驅(qū)動下，實現(xiàn)125ns的指令周期。 （6）豐富的片上外圍模塊：MSP430系列單片機的各成員都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)；它們分別是看門狗（WDT）、模擬比較器A、定時器A（Timer_A）、定時器B（Timer_B）、串口0、1（USART0、1）、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、10 位/12位ADC、IIC總線直接數(shù)據(jù)存取（DMA）、端口O（P0）、端口1~6（P1~P6）、基本定時器（Basic Timer）等的一些外圍模塊的不同組合。 —同步SPI當C=l時，無論地址碼如何變化，所有通道均被禁止；而當C=0時，模擬開關(guān)處于正常工作狀態(tài)。R1～R8為放電電阻，由于電阻會隨著溫度的變化而變化，所以需要精度較高的電阻，所以R9～R16選擇低溫漂高精度電阻，低溫漂電阻，是指阻值隨溫度變化小的電阻。根據(jù)虛短虛斷的原理3兩管腳的電壓相等,所以1管腳的電壓值與3相同，即V1=VOUT。MCLK(主系統(tǒng)時鐘) MCLK可由軟件選擇來自LFXT1CLK、XT2CLK、DCOCLK三者之一，然后經(jīng)過1，2，4，8分頻得到。4 軟件設(shè)計軟件設(shè)計包括主程序和中斷服務程序。P8OUT BIS SCG0+OSCOFF,SR 。,， 00H,amp。 00H,amp。然后判斷16通道是否都已采集完成,若沒有便中斷返回并等待下一次的TA中斷；若已采集完16通道，則中斷返回并關(guān)TA。ADC12CTL1。P5OUTKZXD1 RETI 串口通信1） 串口初始化流程圖： 設(shè)置工作模式設(shè)置波特率允許串口中斷低功耗模式 串口初始化流程圖單片機接到發(fā)送數(shù)據(jù)的命令后，便開始發(fā)送數(shù)據(jù)，每發(fā)送一次便判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，若沒有發(fā)送完，則使發(fā)送的地址加一，進行下一次的數(shù)據(jù)發(fā)送；若發(fā)送完畢，則關(guān)閉串口并禁止串口中斷，整個程序結(jié)束。U1CTL?？諏?，啟動擦除 200H,R6 1FFFFH,R6 JL CC 10000H,R6。P1IES。 00H,amp。 0FFH,amp。復位 END 上位機程序?qū)崿F(xiàn)（1） 串口助手串口調(diào)試助手，支持常用的300115200bps波特率，能設(shè)置校驗、數(shù)據(jù)位和停止位，能以ASCII碼或十六進制接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)或字符（包括中文），可以任意設(shè)定自動發(fā)送周期,并能將接收數(shù)據(jù)保存成文本文件，能發(fā)送任意大小的文本文件。采用CMOS芯片組成的智能儀器可以采干電池供電，從根本上解決了市電工頻干擾問題，且使儀器小型化，便于攜帶。這些也是我們?nèi)松械膶氋F的經(jīng)歷。整個系統(tǒng)包含模擬部分和數(shù)字部分，數(shù)字部分是重點，整個系統(tǒng)穩(wěn)定性很好，功耗低，精度高，集成度高。P6OUT MOV 00H,amp。P2DIR。禁止接受中斷 0FFH,amp。P1OUT 00H,amp。擦除的起始地址CC MOV FWKEY+ERASE,amp。調(diào)整 UTXE1,amp。TBCTL MOV 00H,R15 BIC SCG1+SCG0+OSCOFF+CPUOFF,0(SP) BIS GIE+SCG0+CPUOFF,0(SP) 。P1SEL初始化AD BIC ENC,amp。P10OUT 10000H,R6 MOV 00H,R5 MOV 04H,R12 MOV 00H,R15 EINT。 00H,amp。P1OUT 019H,amp。WDTCTL 。這是一個完整的板級全方位電路設(shè)計系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印制電路板設(shè)計(包含印制電路板自動布線)、可編程邏輯器件設(shè)計、圖表生成、電子表格生成等功能。XT2CLK 由標準晶體或陶瓷諧振器產(chǎn)生,外接450KHZ~8MHZ時鐘信號源。電壓和電流都是模擬量，要想變?yōu)閱纹瑱C能識別的數(shù)字量，需要進行A／D轉(zhuǎn)換。LP2985將電池電壓轉(zhuǎn)換為VEE為多路模擬開關(guān)CD4067供電；LP2987的兩路輸出VDD和VCC分別為MAX232和運放OPA2340供電。O/I口代表開關(guān)的公共端口，它等效一個單刀多位開關(guān)。92KB+256B Flash Memory, — 增強的UART支持波特率自適應在等待方式下，在節(jié)電方式下。二是從外圍模塊來說，增加了I2C、DMA、DAC12和SVS等模塊。它的許多重要特性，如：片內(nèi)串行通信接口、硬件乘法器、足夠的I/O引腳等，只有33X系列才具備。因為電池管理芯片實現(xiàn)的功能很多，例如：放電管理、檢測電池的溫度以及剩余電量等。目前開發(fā)的大容量鋰離子電池已在電動汽車中開始試用，預計將成為21世紀電動汽車的主要動力電源之一，并將在人造衛(wèi)星、航空航天和儲能方面得到應用。 (2) 比能量高：鋰離子電池比能量目前已達140Wh／kg，是鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1．5倍。如更換EPROM或少量芯片即能實現(xiàn)儀表升等以便于擴展功能和統(tǒng)計內(nèi)容，延長儀表使用壽命?，F(xiàn)在美國、韓國、法國、德國、加拿大、中國等國重點發(fā)展了鋰離子電池，這些非日本電池企業(yè)的發(fā)展已經(jīng)開始對日本鋰離子電池的生產(chǎn)和應用市場產(chǎn)生影響[9]。近年來，許多研究者不再局限于對某一材料的制備與優(yōu)化，開始著眼于整個系統(tǒng)的匹配，優(yōu)化電極片和制備方法，瞄準動力汽車的需求設(shè)計高能量電池和高功率電池，分析電池衰退的原因，開發(fā)滿足動力電池需要的3000至5000次循環(huán)壽命的長壽命鋰離子電池[4]。涉及鋰離子電池的研究內(nèi)容和手段不斷的豐富，對于鋰離子電池制備工藝的提高也有很大的促進與提高。 (3)我國從70年代中期開始研制鋰二次電池[10]，較早開展此項研究的單位有天津電源研究所和北京有色金屬研究總院、廈門大學、復旦大學、武漢大學等[8]。對110KV及以上等級的母線電壓監(jiān)測，需要五位數(shù)顯示的電量監(jiān)測儀，儀表的分辨力亦要提高，可以采用高檔的單片微機來實現(xiàn)[15]。 (3) 循環(huán)壽命長：目前鋰離子電池循環(huán)壽命已達1000次以上，在低放電深度下可達幾萬次，超過了其它幾種二次電池。隨著能源的緊缺和世界環(huán)保方面的壓力。但是無形之中增加了電池的功耗，還有使整個系統(tǒng)更加的復雜，并且電池的管理芯片價位都偏高也增加了整個系統(tǒng)的成本。33X系列價格較高，比較適合于較為復雜的應用系統(tǒng)。 在2003年中，TI公司還推出了專門用于電量計量的MSP430FE42X和用于水表、氣表、熱表上的具有無磁傳感模塊的MSP430FW42X單片機。 （5）系統(tǒng)工作穩(wěn)定：上電復位后，首先由DCOCLK啟動CPU，以保證程序從正確的位置開始執(zhí)行，保證晶體振蕩器有足夠的起振及穩(wěn)定時間。 8KB RAM — MSP430FG4618：各開關(guān)的切換是由BCD碼作指令，BCD碼的每四位二進制碼可對應一個開關(guān)的接通，其余開關(guān)都斷開。LP2985的4,5管腳間的電容C1C15和LP2987的5管腳與地間的電容C12完成濾波，去除高頻噪聲的作用。8路電池的模擬量經(jīng)16路模擬開關(guān)被依次送到單片機的A／D轉(zhuǎn)換口，轉(zhuǎn)換成單片機可以識別和比較的數(shù)字量。DCOCLK 片內(nèi)可以數(shù)字控制的RC振蕩器。Protel99電路仿真器使用的是BerkeleySPICE3f5／XSPCE的增強版本，可以精確仿真任意組合的模擬和數(shù)字元件，不需要人工插入。 Stop WDT 0FFH,amp。P1IE。P4OUT 0FFH,amp。使能可屏蔽中 BIS GIE+LPM4,SR。ADC12CTL0 MOV REF2_5V+ADC12ON+REFON,amp。低功耗模式 RETITB中斷TBISR BIT 01H,R15 JNZ KZXD 。ME2。FCTL1。P1IFGCSFH RETI//關(guān)閉串口GBCK 10H,amp。P4DIR。 00H,amp。FAW BIC LPM1,SR BIS GIE+SCG1+SCG0+OSCOFF+CPUOFF,0(SP) RETIORG 0xFFEA DW P1CY ORG 0xFFE6 DW REISR ORG 0FFE8H。2) 軟件部分：用匯編語言對單片機進行編程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、存儲和向外傳輸。在整個設(shè)計過程中，遇到了很多的問題，我得到了文斌老師的耐心指導和幫助，尤老師在設(shè)計的整體思路、方案確立、主要元器件的選擇上給予了很大幫助，同時提供了很多有價值的資料。目前已出現(xiàn)了許多超大規(guī)模CMOS集成電路芯片，如新一代增強型單片機，其內(nèi)部集成了許多新的功能部件，使用戶有了更大的選擇范圍。 DW TBISR ORG 0FFFEH DW RESET。P2SEL。P4SEL。P1IE 0E6H,amp。FCTL3