【正文】 陷、連接錯誤和器件故障進行排除。本設計中主要硬件調試內容如下：(1) 檢查各元件的實際封裝和設計時PCB板中的封裝是否一致，一致則連接線路，如不一致則需要修改電路或重新選擇器件。(2) 確認各電源部分大小和元器件的規(guī)格說明相符，如高于元器件額定電壓，則需要加裝穩(wěn)壓管。并且注意電源的正負極位置，以防電源短路和錯接極性。(3) 連接電路時，核對元器件型號、規(guī)格和安裝是否符合。對照圖紙確認電路連接正確，對出現的錯誤進行及時修正。(4) 檢查各元件的電氣功能是否正常。焊板通電后用萬用表電壓檔測量各元件引腳的電壓數據是否正確。然后斷開電源，接上單片機、傳感器和其它各單元器件，再次通電，查看各元件運行狀況。對各芯片輸以電平，查看其輸出電平確認邏輯關系正確性。(5) 設計中單片機使用上電復位電路。有時電容值過小會造成復位時間太短，出現無法正常復位的現象，在實際接線過程中檢查電容大小是否足夠，出現上述情況則改變電容大小。 軟件調試軟件調試并非用實際調試，而是在仿真軟件上進行模擬調試。軟件開發(fā)環(huán)境： 。利用該軟件可以對程序進行編譯，改錯和調試，該軟件的模擬調試器支持單片機匯編語言源代碼調試，其匯編程序支持宏匯編及模塊化編程，使用方便。軟件調試內容主要由以下內容：(1) 在編寫匯編程序的時候，經常會不可避免的出現語句拼寫錯誤、定義重復等問題。光靠人工編程時的檢查，很難將其全部修正。在輸入程序后，它可以自動發(fā)現錯誤，并提供錯誤的位置和原因。調試時可根據軟件的提示，修正程序。(2) 在模擬調試器中調試各子模塊，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。(3) 各子模塊調試正常后再將各子模塊及主模塊連接起來進行整體程序調試。確定整體程序能完成預先設計的系統(tǒng)功能。如果程序運行錯誤，則對子程序和主程序的兼容性，如數據存儲緩沖單元是否沖突、堆棧是否溢出等進行排查。最后全部匯編連接成目標文件，最后將目標代碼下載到單片機中并連接智能儀表進行統(tǒng)調。 本章小結本蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)是為了檢測應用在變電站等電力系統(tǒng)中的鉛酸蓄電池的健康狀態(tài)而設計的。該系統(tǒng)可同時測量10或20個鉛蓄電池蓄電池的電動勢、端電壓、內阻、充放電電流、溫度等多個參數，便于現場控制和維護。同時，系統(tǒng)具有通訊功能，又適用于遠距離的控制。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)。本設計主要針對51型單片機在實時監(jiān)測控制方面的應用，分析蓄電池的電動勢、端電壓、內阻、充放電電流、溫度等參數測量監(jiān)測實例。設計中涉及控制系統(tǒng)的數據采集、運算及控制各個部分，涵蓋知識面廣，實用性強。通過這次蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)的設計，使我對常用芯片、硬件接口電路和軟件規(guī)劃方面的知識有了更深入的了解。在硬件電路的設計過程中，我首先要考慮到使用什么器件才能實現該系統(tǒng)的功能。在完成這個過程之后，還要考慮到所使用的芯片是否合適、流行、可擴展等問題。在軟件編程過程中，我接觸到了單片機開發(fā)系統(tǒng)，學到了許多軟件編程的技巧，使我對大型系統(tǒng)的程序編制流程有了實際的體驗。盡管在此系統(tǒng)的設計中還有很多地方不夠完善，但整個設計給了我一個使用和擴展所學知識的機會，可以說受益匪淺。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。隨著科學技術的發(fā)展，該系統(tǒng)還應向網絡化和智能化發(fā)展，可以說其前景非常廣闊。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。朱老師充分運用相關學科的知識分析研究，從他那里我不僅學到了許多專業(yè)知識技能，而且從朱老師的身上學到了為人師表、嚴謹工作的優(yōu)良作風，雖然朱老師工作繁忙，但在整個論文的寫作過程中給予了我認真的指導和答疑。在此，我真誠地說一聲：朱老師，您辛苦了，謝謝您!同時，我也十分感謝同學和其他老師的關心、支持和幫助他們對我的工作提出了許多寶貴的意見，解決了諸多問題，在此，一并向他們表示感謝!參 考 文 獻1 王建、[J].華東地址學院學報，1999，22(4)：3093132 陳劍、[J].電源技術，1999，23(6)：3323343 張紅潤，[M].4 [M].5 [M].6 [M].7 馬忠梅，籍順心，（第三版）[M].8 徐薇莉， 曹柱中．控制理論與設計[M].上海交大出版社，2003：74829 先鋒工作室．單片機程序設計實例[M].清華大學出版社，2003：104110 10 [M].11 徐薇莉 曹柱中．控制理論與設計[M].上海交大出版社，2003：748212 李立偉，[J].電工技術雜志，2002，11：79 13 [M].北京航空航天大學出版社，1990 14 [M].北京航空航天大學出版社，1999 15 周凱，[J].應用科技2003，30（3）：272916 張鍔，賈文德，[J]，哈爾濱師范大學自然不科學學報，2002，18（6）：5458附錄A 譯文基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)設計[前言]蓄電池作為電力系統(tǒng)的后備電源，其維護工作對保證電力系統(tǒng)的安全運行具有重要的意義，對蓄電池實施在線監(jiān)測并及時發(fā)現失效電池，是蓄電池維護工作的重中之重，本課題的主要任務就是重新設計一種新型蓄電池在線智能監(jiān)測儀，能實現對蓄電池無論在浮充狀態(tài)還是在充放電過程中的狀態(tài)監(jiān)測。[主題]該監(jiān)測系統(tǒng)是以AT89C52單片機為核心，其芯片是采用CMOS工藝以及面向寄存器結構的單片機。它含有8K字節(jié)快檫寫可編程/檫除只讀存儲器(EEPROM)，具有256字節(jié)的內部RAM；3個16位定時記數器；32個可編成程的I/O口線；6個中斷源；可編程的串行編口，還具有空閑和掉電方式，它的集成度高、速度快、功耗低，特別適合于多路數據采集的控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)可以測量10路或20路蓄電池端電壓、電池端電壓、電池溫度、充放電電流等，數據采集電路采用模塊化設計，可根據蓄電池個數確定模塊數量，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。該系統(tǒng)采用了大連東臺電子有限公司生產的EDMl286409圖形點陣液晶顯示模塊，能直觀了解失效的電池信息。該系統(tǒng)利用集抗外干擾復位熱啟動的看門狗、電源監(jiān)測電路和串行存儲于一身的XICOR公司生產的可編程看門狗定時器X25043，為整個系統(tǒng)提供了安全保障，同時，通訊電路可進行RS485的通訊，通過單片機串行通訊接口，可以執(zhí)行與上位機或PC機進行數據傳輸，供維護人員對檢測參數做進一步的分析。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。[研究的背景，目的及意義]在電力系統(tǒng)中，如電廠、變電站都擁有直流電力供應系統(tǒng)，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。由于這些重要負載絕對不允許斷電情況發(fā)生，而單靠電網供電無法保證做到這一些，因此作為后備電源的蓄電池便成為確保設備正常運行的最后一道防線。平時，直流系統(tǒng)中的蓄電池組處于浮充電備用狀態(tài)，當交流電失電時，蓄電池便向執(zhí)行機構和檢測裝置提供能量，同時也為控制裝置、信號發(fā)生裝置、自動裝置、保護裝置及通信裝置等提供能量。此外，蓄電池還被廣泛應用于郵電、通信、交通、船舶、航空航天、應急照明等諸多領域中，作為儲存電能的裝置。可見，蓄電池在工業(yè)系統(tǒng)中具有特殊的作用和意義。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，VRAL蓄電池的使用已經趨于廣泛，與普通的鉛酸蓄電池相比VRAL電池由于采用了內部氧復合技術，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。但是，因為VRLA蓄電池進入市場初期就被稱為“免維護”電池，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，致使電池的運行壽命達不到預期值甚至失效的現象發(fā)生，給各系統(tǒng)安全可靠運行帶來嚴重威脅。因此，針對閥控式鉛酸蓄電池結構的特殊陛，充分發(fā)揮蓄電池作為后備電源的作用，在運行中可靠檢測蓄電池性能，以便對蓄電池進行維護，保證電力系統(tǒng)的正常運行變得十分困難又十分迫切，我們必須對蓄電池組進行有效的全面監(jiān)測。目前蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測的主要參數是蓄電池端電壓、電池內阻、溫度、充放電電流等。[單片機與上位機的通訊問題]AT89C52單片機是美國ATMEL公司推出的產品。它是一個低功耗，高性能的含有8K字節(jié)快擦寫可編程/擦除只讀存儲器(EEPROM)的8位CMOS單片機，時鐘頻率從024MHZ，與8031的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。芯片上的8K字節(jié)的EEPROM允許在線(+5V)帶電擦除，電寫入或采用通用的非易失存儲編程器對程序存儲器反復編程。由于芯片內的8K程序存儲器可在線或用編程器重復編程，受到了應用設計者的歡迎，并得到較為廣泛的應用。在現代工業(yè)自動化系統(tǒng)中，單片機通常是在現場采集數據，處理數據并進行相應的控制，而在控制室中也要了解現場的情況，并能對現場的單片機下達命令以完成一定的操作。這就涉及了單片機與上位機的通訊問題。計算機通訊有串行與并行之分。串行通訊又有同步和異步之分。而串行通訊較并行通訊用到的信號線少，其硬件成本較低，故一般單片機與上位機的通訊均采用串行通訊。在串行通訊中，數據終端設備和數據通信之間的連接要符合一定的接口標準。采用標準接口后，能很方便地把各種計算機、外部設備、測量儀器有機地連接起來，構成測量、控制系統(tǒng)，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，共模噪聲會耦合到系統(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，而且它采用差動電平接收的方法提高抗干擾能力，適合在比較惡劣的環(huán)境下工作。RS485標準是利用平衡雙絞線作傳輸線，采用差分信號進行傳輸，最大傳輸距離可達12km，最大可連接32個接收器和收發(fā)器，接收器最小靈敏度可達177。200mA，RS485標準還允許雙絞線上一個發(fā)送器驅動32個負載設備，負載設備可以是被動發(fā)送器、接收器或收發(fā)器。RS485電路允許公用電話線通信，電路結構是在平衡連接電纜兩端加有終端電阻，在平衡電纜上掛發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器，RS485標準沒有規(guī)定在何時控制發(fā)送器發(fā)送或接收機接收數據的規(guī)則。在開發(fā)一般的單片應用系統(tǒng)時，人們都希望能用簡單的電路和通訊協議完成數據交換。所以常利用單片機本身所提供的簡單串行接口，加上總線驅動器如MAX485等組合成簡單的RS一485通訊網絡。本系統(tǒng)就是利用MAX485和單片機AT89C52組合成的一個RS485通訊電路。[國內外蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)研究現狀]在國內蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)中，對單體電池電壓的監(jiān)測成為主要內容，關于溫度和電流的測量都屬常規(guī)測量，而且在這些方面的測量技術都已成熟。在電壓的測量方法上，對單個電壓量的測量方法非常簡單。其中，最關鍵的是如何測量電池組中串聯在一起的單電池電壓。在解決如何測量單電池電壓問題上，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，在模擬信號的轉換上采用可編程定時器的V/F轉換器。其中，在解決輸入信號電壓高于芯片的最大工作電壓的問題上存在技術難點，且采用V/F轉換器作為A/D轉換器其缺點是影響速度慢，在小信號范圍內線性度差、精度低。關于在線測量單只電池電壓的方法，還有人提出用光電隔離器件和大電解容器構成采樣，保持電路來測量蓄電池組中單只電池電壓。此電路的缺點是，在A/D轉換過程中，電容上的電壓能發(fā)生變化，使其精度趨低，而且電容充放電時間是晶體管和隔離芯片等器件動作延遲等因素，決定了采樣時間長等缺點。國內研制并投產的ZXJZ4/21型蓄電池智能監(jiān)測儀，采用浮動技術測量蓄電池組中各單電池電壓，測量的參數還包括電池組電壓、Z路電流、Z路溫度。另外，在對蓄電池內阻測量的問題上，人們也進行了諸多的研究與實驗。國外蓄電池檢測系統(tǒng)研究，由于內阻與電池的性能密切相關，國際上有許多公司一起進行電池內阻測量的開發(fā)工作，以便通過內阻來有效監(jiān)測蓄電池的狀況。目前國際上主要有兩家公司在進行電池內阻測量儀器的開發(fā)工作，它們是MIDTRONICS和AVO公司。測試方法是用交流發(fā)電裝置向電池單體或蓄電池組注入一個低頻20～30HZ或60HZ的交流信號，測量通過電池的交流電流和每只電池兩端的交流電壓，則得出電池的電導或電阻值，并顯示這個值。總之兩種測試裝置都是向蓄電池注入一個交流信號，測量電池兩端的交流電壓和通過電池的電流。如果在蓄電池組上有一定量的紋波電壓，在許多情況下，必須采取離線測試或采取措施消除紋波。美國BMS(Battery Monitoring System)蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)技術發(fā)展于電力應用工業(yè)。11989年美國電力研究所與國家電能研究公司合作，共同研究了無人值守場站PWBC鉛酸蓄電池綜合在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。經過4年的研究與開發(fā)，耗資200萬美元，于1994年完成樣機的現場試驗。測定的參數包括電池組電壓、單體電壓、(浮充電)維持電流、電池內部溫度、電池組環(huán)境溫度、電解液比重、電解液液面高度以及電極利用情況等。其方法是采用安裝在每一只電池上的多傳感器電池檢測模塊(叫“電池監(jiān)測器”，是真空密封的)這種模塊通過光纜將狀態(tài)數據傳輸到蓄電池組監(jiān)測器，每一電池組監(jiān)測器可能測256個單電池。遠程控制