【文章內容簡介】 送入單片機 AT89552 的 腳，并由單片機的 、 控制 TLC549 的讀寫， 提供片選信號， 提供時鐘信號，TLC549 的基準電壓 VREF+接+5 伏，REF接地，通過單片機 AT89S52計算后得到蓄電池的實際電壓，送入 LCD12864 進行顯示。基于單片機的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計13圖 電壓采集電路本文選擇的檢測方法和常用幾種方法的對比如下表 ，如果選用隔離運放和繼電器的方法進行電壓檢測，繼電器電壓范圍寬，但是價格比較高，不適合我們的多系統(tǒng)，因為我們檢測下位機可能要每節(jié)蓄電池中放置一個，同理隔離運放的價格相對更高，并且繼電器檢測不適合高速檢測，因此我們只能采用光藕或者是電阻分壓的方式，因為我們對精度要求比較低，單個檢測裝置不需要太高精度，所以我們采用電阻分壓的方式。表 電壓采集比較類別 電壓范圍 精度 抗干擾能力 高速檢測 體積 溫度影響 價格繼電器 寬 高 強 不適合 大 小 較高電阻分壓 寬 一般 差 適合 大 大 低基于單片機的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計14光耦 寬 高 強 適合 小 小 高隔離運放 窄 很高 很強 適合 小 很小 很高 電流采集電路設計電流采集采用 TLC549 如下圖，數據線 DOUT 接于單片機 AT89S52 的，由 、 控制 TLC549 的讀寫。不同的是，該電路的基準電壓 REF+通過精密電阻 R2，R3，R14 分壓+5 伏得到 1 伏的基準電壓，電流檢測元件采用康銅分流器，輸入的電流信號經 C11 濾波后接與 TLC549 的 AIN 端，選擇不同的分流器阻值，可以變換不同的量程，而且可以直接與 TLC459 相接，經 AD 變換后送入單片機 AT89S52 計算處理，得到電流的實際值，并送 LCD12864 進行顯示。 圖 電流檢測電路基于單片機的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計15 溫度采集電路設計本文選擇的溫度檢測器件是 DS18B20，如圖 所示。D S 1 8 B 2 0123圖 DS18B20 引腳圖1 腳:地線 GND；2 腳:信號線 DQ；3 腳:電源 VDD。溫度傳感器:選用 DS18B20，DS18B2O 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現 812 位的數字值讀數方式。DS18B20 的性能特點如下:獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；多個 DS18B20 可以并聯在惟一的三線上，能實現多點組網功能；無須外部器件；可通過數據線供電，電壓范圍為 ；零待機功耗；用戶可定義報警設置；報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度(溫度報警條件)的器件；負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。64 位 ROM 的結構開始 8 位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗碼，這也是多個 DS18B20可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL，可通過軟件寫入用戶報警上下限。報警電路有一個運放做開關來控制蜂鳴器，具體電路如下圖?；趩纹瑱C的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計16圖 報警電路圖DS18B2O 溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EERAM。高速暫存 RAM 的結構為 8 字節(jié)的存儲器，頭 2 個字節(jié)包含測得的溫度信息，第 3 和第 4 字節(jié) TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第 5 個字節(jié)，為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數字轉換分辨率。DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數值。由于 DS18B20 接線少(只有三根線，分別為電源、數據、電源負)，占用 1/0 資源少，使用方便，功能強大，而且以任意個并聯使用，極大的簡化了電路設計，所以在溫度檢測方面大顯身手。 顯示電路設計LCD 液晶顯示器是 Liquid Crystal Display 的簡稱，LCD 的構造是在兩片平行的玻璃當中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產生畫面。比 CRT 要好的多，但是價錢較其貴。其主要技術參數有：對比度、亮度、信號響應時間、可視角度。（1）對比度 基于單片機的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計17　　LCD 制造時選用的控制 IC、濾光片和定向膜等配件，與面板的對比度有關，對一般用戶而言，對比度能夠達到 350:1 就足夠了，但在專業(yè)領域這樣的對比度平還不能滿足用戶的需求。相對 CRT 顯示器輕易達到 500：1 甚至更高的對比度而言。只有高檔液晶顯示器才能達到這樣如此程度，由于對比度很難通過儀器準確測量，所以挑的時候還是要自己親自去看才行。 　　提示：對比度很重要，可以說是選取液晶的一個比亮點更重要的指標，當你了解到你的客戶買的液晶是用來娛樂看影碟，你們就可以強調對比度比無壞點更重要，我們在看流媒體時，一般片源亮度不大，但要看出人物場景的明暗對比，頭發(fā)絲灰到黑的質感變化，就要靠對比度的高低來顯現了．優(yōu)派的 VG和 VX 一直強調對比度的指標，VG910S 是 1000：1 的對比度，我們當時拿這款和三星的一款用雙頭顯卡對比測試，三星液晶就明顯比不過，大家有興趣可以試試．測試軟件中的 256 級灰度測試中在平視時能看清楚更多的小灰格即是對比度好! （2）亮度 　　LCD 是一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的物質，本身是不能發(fā)光的，需借助要額外的光源才行。因此，燈管數目關系著液晶顯示器亮度。最早的液晶顯示器只有上下兩個燈管，發(fā)展到現在，普及型的最低也是四燈，高端的是六燈。四燈管設計分為三種擺放形式：一種是四個邊各有一個燈管，但缺點是中間會出現黑影，解決的方法就是由上到下四個燈管平排列的方式，最后一種是“U”型的擺放形式，其實是兩燈變相產生的兩根燈管。六燈管設計實際使用的是三根燈管，廠商將三根燈管都彎成“U”型，然后平行放置，以達到六根燈管的效果。 　　提示：亮度也是一個比較重要的指標，越亮的液晶給人很遠一看，就從一排液晶墻中脫穎而出，我們在 CRT 中經常見到的高亮技術（優(yōu)派叫高亮，飛利浦叫顯亮，明基叫銳彩）都是通過加大陰罩管的電流，轟擊熒光粉，產生更亮的效果，這樣的技術，一般是以犧牲畫質，和顯示器的壽命來換取的，所有采用此類技術的產品在缺省狀態(tài)下都是普亮的，總要按個鈕才能實行，按一下 3X亮玩游戲。再按一下變成 5X 亮看影碟，細一看都變糊了，要看文本還得老實的基于單片機的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計18回到普通的文本模式，這樣的設計其實就是讓大家不要常用高亮．LCD 顯示亮度的原理和 CRT不一樣，他們是靠面板后面的背光燈管的亮度來實現的．所以燈管要設計的多，發(fā)光才會均勻．早期賣液晶時和別人說液晶是三根以是很牛的事了，但當時奇美 CRV，就搞出了一個六燈管技術，其實也就是把三管彎成了“U”型，變成了所謂的六根；這樣的六燈管設計，加上燈管發(fā)光本身就很強，面板就看到很亮，這樣的代表作在優(yōu)派中以 VA712 為代表；但所有高亮的面板都會有一個致命傷，屏會漏光，這個術語一般人很少提及，編者個人認為他很重要，漏光是指在全黑的屏幕下，液晶不是黑的，而是發(fā)白發(fā)灰．所以好的液晶不要一味的強調亮度，而是要多強調對比度，優(yōu)派的 VP 和 VG 系列就是不講亮度，講對比度的產品！ （3） 信號響應時間 響應時間指的是液晶顯示器對于輸入信號的反應速度，也就是液晶由暗轉亮或由亮轉暗的反應時間,通常是以毫秒（ms）為單位。要說清這一點我們還要從人眼對動態(tài)圖像的感知談起。人眼存在“視覺殘留”的現象，高速運動的畫面在人腦中會形成短暫的印象。動畫片、電影等一直到現在最新的游戲正是應用了視覺殘留的原理，讓一系列漸變的圖像在人眼前快速連續(xù)顯示，便形成動態(tài)的影像。人能夠接受的畫面顯示速度一般為每秒 24 張，這也是電影每秒 24幀播放速度的由來，如果顯示速度低于這一標準，人就會明顯感到畫面的停頓和不適。按照這一指標計算，每張畫面顯示的時間需要小于 40ms。這樣，對于液晶顯示器來說，響應時間 40ms 就成了一道坎，低于 40ms 的顯示器便會出現明顯的畫面閃爍現象，讓人感覺眼花。要是想讓圖像畫面達到不閃的程度，則就最好要達到每秒 60 幀的速度。（4） 可視角度 LCD 的可視角度是一個讓人頭疼的問題，當背光源通過偏極片、液晶和取向層之后，輸出的光線便具有了方向性。也就是說大多數光都是從屏幕中垂直射出來的，所以從某一個較大的角度觀看液晶顯示器時，便不能看到原本的顏色，甚至只能看到全白或全黑。為了解決這個問題，制造廠商們也著手開發(fā)廣基于單片機的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計19角技術，到目前為止有三種比較流行的技術，分別是：TN+FILM、IPS(INPLANE SWITCHING)和 MVA(MULTIDOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)。帶中文字庫的 12864 是一種具有 4 位/8 位并行、2 線或 3 線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊。其顯示分辨率為 128x64，內置 8192 個 16*16 點漢字，和 128 個 16*8 點 ACII 字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面。可以顯示 8x4 行 16x16 點陣的漢字。也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊?；咎匦?低電源電壓(VDD:+ +)；顯示分辨率:12864 點。內置漢字字庫，提供 8192 個 16x16 點陣漢字(簡繁體可選)；內置 128 個 16x8 點陣字符；2MHZ 時鐘頻率；顯示方式:STN、半透、正顯。驅動方式:1/32DUTY，1/32BIAS；視角方向:6 點；背光方式:側部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/51/10；通訊方式:串行、并口可選；工作溫度:0℃55℃，存儲溫度:20℃60℃。如表 為 LCD 的引腳介紹?；趩纹瑱C的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計20圖 接線圖表 LCD 接口引腳圖管腳號 名稱 LEVEL 功能1 VSS 0V 電源地2 VDD +5V 電源正3 VO 對比度調整4 CS H/L 模組片選端，高電平有效5 SID H/L 竄行輸入端6 CLK H/L 同步時鐘，上升沿讀取 SID 數據15 PSB L 串口方式17 /RESET H/L 復位端，低電平有效19 A VDD 背光源電壓+5V20 K VSS 背光源負端 0V如在實際應用中僅使用并口通訊模式，可將 PSB 接固定高電平，也可以將模塊上的 J8 和 VCC，用焊錫短接。模塊內部接有上電復位電路，因此在不需要經常復位的場合可將該端懸空。如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的JA、JK 用焊錫短接。表 主要介紹了，LCD 顯示的主要功能說明。表 LCD 的功能介紹S R/W 功能說明L L MPU 寫指令到指令暫存器（IR）L H 讀出忙標志（BF）及地址計數器（AC）的狀態(tài)H L MPU 寫入數據到數據暫存器（DR）H H MPU 從數據暫存器（DR）中讀出數據E 狀態(tài) 執(zhí)行動作 結果高? 低 I/O 緩沖?DR 配合/W 進行寫數據或指令高 DR?I/O 緩沖 配合 R 進行讀數據或指令低/低? 高 無動作基于單片機的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計21 系統(tǒng)總體電路設計系統(tǒng)主機部分設計電路圖如下圖 所示，設計的主電路圖的核心部分是單片機 AT89552，檢測出的電壓和電流直接送到 A/D 轉換器 TLC549，溫度檢測出的數據直接送單片機，經單片機處理后，送到 LCD 圖 是 LCD 和單片機的接口連接圖，通過連接 LCD，單獨的檢測裝置既可以通過和單片機相連接的 5個按鍵進行設置，包括可以設置報警范圍。以及顯示數據之間的切換。檢測出的主要數據電壓和電流以及溫度，既可以在 LCD 上顯示，并且通過和單片機相連的五個按鍵對 LCD 顯示的數據進行切換，并且可以設定一個報警范圍，當超出報警范圍的時候自動報警。圖 檢測系統(tǒng)總電路圖基于單片機的電池監(jiān)控系統(tǒng)設計224 系統(tǒng)通信電路設計目前采用 PC 與多臺單片機構成的分布式系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、數據傳輸系統(tǒng)等越來越受到廣泛應用。在這類應用系統(tǒng)中，穩(wěn)定可靠、方便快捷的數據通訊是實現應用系統(tǒng)功能的基礎和保障。因此，根據系統(tǒng)的實際工作環(huán)境條件，合理設計硬件控制電路就顯得十分重要了。RS485 是工業(yè)界使用最為廣泛的雙向、平衡傳輸線標準接口，它以支持多點連接，允許創(chuàng)建多達 32 個節(jié)點的網絡(某些驅動器模塊可增加至 128 個)，具有傳輸距離遠(最大傳輸距離 1200m)，傳輸速率快等優(yōu)點，用于多站互連時，便于組建成本低廉、可靠性高及分布范圍較大的總線網絡。目前常用的通訊標準是 RS232 和 RS485。這兩個標準都是美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)制定的數據通信標準。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，共模噪聲會禍合到系統(tǒng)中，不適于長距離傳輸。另外，RS485 最大的優(yōu)點在于它的多點總線互連功能，它可以連接 1 臺主機和多臺終端同時通信，由于它是半雙工的方式，只能有一方發(fā)送，一方接收，而且