【導讀】域，為獲得較高的電壓，常用多節(jié)蓄電池串聯(lián)工作方式。由于單體蓄電池特性的差異，在運行一段時間后，電池組中個別電池性能變差，進而失效，造成電池組整體性能下降，發(fā)現(xiàn)，因此有必要對蓄電池的運行狀態(tài)進行實時在線監(jiān)測。發(fā)電廠、變電站、郵電通訊系統(tǒng)、汽車、船舶、鐵路客車等各個領(lǐng)域。全、可靠和高效運行。而蓄電池組作為直流系統(tǒng)向外供電的唯一設(shè)備，為電力系統(tǒng)和通。壞直接關(guān)系到電力系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的安全可靠性。因此為了確保用電設(shè)備即使在交流電。源全部中斷的情況下也能正常安全連續(xù)運行，必須保證蓄電池組的運行狀態(tài)性能良好，BMS能夠向操作人員提供有關(guān)剩余電量的信息及電池性能接近極限狀態(tài)時的報警狀態(tài)。此BMS的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括16路單電壓通道、測量一個顯示電池溫度及環(huán)境溫。內(nèi)部電阻以監(jiān)測電池的老化趨勢。行分析，并進行管理和控制。這樣更有利于對蓄電池的維護，延長蓄電池使用

　　

【正文】 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標或字符移 0 0 0 0 0 1 S/C R/L 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F 7 置字符發(fā)生存儲器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存儲器地址 8 置數(shù)據(jù)存儲器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存儲器地址 9 讀忙標志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM或 DDRAM 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 數(shù)據(jù)修正及顯示 初始化命令 總線應(yīng)答 讀取總線數(shù)據(jù) 發(fā)送讀 ICA寄存器命令 發(fā)送 ROM 命令 結(jié)束 Y N 24 11 從 CGRAM或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602液晶顯示器的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。 1602標準字庫 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM）已經(jīng)存儲了 160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示模塊把 地址 41H中的點陣字符圖形顯示出來，就能看到字母“ A”。 顯示子程序功能及流程 顯示程序流程圖如圖 ： 圖 顯示子程序流程框圖 該系統(tǒng)的液晶顯示屏上要求顯示蓄電池的電壓，電流，溫度，剩余電量信息。這些項目是固定顯示的，而所顯示的數(shù)字信息則是按一定周期刷新的。當系統(tǒng)進入設(shè)定狀態(tài)結(jié)束 開始 判斷各顯示畫面標志位，進行相應(yīng)的顯示 顯示動態(tài)數(shù)據(jù) 置顯示標志位 將靜態(tài)顯示內(nèi)容寫到顯示緩沖區(qū) 置顯示初始化標志位 液晶模塊初始化設(shè)置 顯示標志位為 1？ 顯示初始化標志位為 1？ 狀態(tài)顯示標志位為 1？ N Y N N Y Y 25 時，屏幕的下方會出現(xiàn)相應(yīng)的設(shè)置信息畫面。系統(tǒng)使用時若不進行任何操作，默認顯示第一路的狀態(tài)；要觀察其他路電池的狀態(tài)可通過鍵盤操作完成。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)報警時，在屏幕右上角顯示報警。 串行通訊程序模塊 該蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)可以與上位機實現(xiàn)通訊。單片機有 4種串行通訊方式。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(shè)置。方式 3是 11位異步收發(fā)，波特率由定時器 l控制，在使用前要設(shè)置波特率，而且方式 3適用于多機通訊。在方式 3下，通訊時的串行幀格式為： l位起始位， 8位數(shù)據(jù)位， l位可編程的低 9位， 1個停止位。 在單片機與上位機通訊時，要遵循一定的通訊協(xié)議。通訊協(xié)議中要規(guī)定幀格式、波特率、數(shù)據(jù)差錯檢查、聯(lián)絡(luò)信號等 。當通訊協(xié)議選擇好后，通訊雙方都要遵守協(xié)議。 蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)的通訊主要是由中斷引發(fā)，但是由于系統(tǒng)的重點在于對蓄電池的狀態(tài)監(jiān)測，因而不能在中斷程序中完成所有的事情，通訊程序則設(shè)計為當上位機發(fā)數(shù)據(jù)時，單片機響應(yīng)中斷并在中斷程序中接收數(shù)據(jù)，但不馬上進行處理，在主程序中判斷是否接受了數(shù)據(jù)，若接收到數(shù)據(jù)，再進行相應(yīng)的處理。通訊程序流程圖及中斷服務(wù)程序如圖 ： 圖 通訊程序流程圖及中斷服務(wù)程序流程圖 中斷服務(wù)程序流程 開始 清除接受標志位 判斷命令內(nèi)容 完成相應(yīng)操作 是否接受了數(shù)據(jù) 主程序流程 N Y Y 置接收標志位，清通訊標志位 開始 結(jié)束 恢復(fù)現(xiàn)場 接受字符，并送緩沖區(qū)，置通訊標志位 回送本機地址 保護現(xiàn)場 接受完數(shù)據(jù)？ 接受地址符合本機地址？ N N Y 26 鍵盤輸入子程 序模塊 本設(shè)計采用行列式按鍵接口電路。由于機械原因，按鍵的斷開和閉合均伴隨著一定的抖動，為了確保 CPU對一次按鍵動作的確認，必須消除抖動的影響。通常消抖有硬件和軟件兩種方法，為了避免增加電路的復(fù)雜性，這里選用軟件消抖的方法。具體方法是在第一次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一個延時 12 ms的子程序后，再次檢測該鍵是否仍然保持閉合狀態(tài)，如仍然保持，則確認該鍵真正被按下，否則，無鍵按下，從而消除了抖動的影響。其流程圖如圖 。 圖 鍵盤子程序流程框圖 報警電路子程序模塊 報警電路采用聲光方式，當參數(shù)數(shù)據(jù)超限時，產(chǎn)生聲音報警，同時對應(yīng)的發(fā)光二極Y N Y Y 調(diào)用 6ms 延時子程序 N N 調(diào)用 12ms延時子程序 有鍵按下？ 判斷閉合鍵，鍵碼入棧保存 閉合鍵釋放否 鍵碼送累加器 返回 開始 有鍵按下？ 27 管以一定的頻率閃爍。軟件編程比較簡單，只需將與蜂鳴器連接的 I/O 口置為高電平，即可產(chǎn)生警報聲音；至于二極管的閃爍效果，只需經(jīng)過一段時間，使對應(yīng)的 I/O 端口電平取反即可。其程序模塊融合在參數(shù)信號的采集模塊中。此處不在贅述。 28 結(jié) 論 通過本次蓄電池在線系統(tǒng)的設(shè)計 ,我收獲頗多。在設(shè)計的過程中，我時時刻刻注意對每一個設(shè)計內(nèi)容的檢查，反反復(fù)復(fù)查閱相關(guān)的資料，確保制作成功。 從整體來說，本設(shè)計是一個復(fù)雜的過 程： 在硬件電路的設(shè)計過程中，要考慮使用什么器件才能實現(xiàn)該系統(tǒng)的功能，在完成這個過程之后，還要考慮所使用的芯片是否合適、流行等問題；在軟件編程過程中，要考慮所設(shè)計硬件電路，要考慮選用芯片的功能、編程方法等。最重要的是要考慮整個設(shè)計方案的可行性和實用性。 本次設(shè)計 采用單片機進行控制 ， 信號采集電路、 LCD 液晶電路、鍵盤輸入電路、聲光報警電路、與上位機接口電路、單片機最小系統(tǒng)電路等組成。用單片機作為控制器 , 通過軟件的編程和硬件電路的相互配合，完成蓄電池電壓、電流、溫度、剩余電量參數(shù)的測量，并且通過 LCD 液晶顯示電 路和上位機接口電路實現(xiàn)參數(shù)雙重顯示輸出，當參數(shù)超限時，可產(chǎn)生聲光報警。能夠較好地對蓄電池的工作狀態(tài)進行監(jiān)測。 本設(shè)計的的重點在電池參數(shù)的采集以及參數(shù)數(shù)據(jù)的輸出顯示，難點在整個系統(tǒng)軟件的設(shè)計，特別是單總線結(jié)構(gòu)芯片 DS2438 的編程，時序問題比較復(fù)雜。限于能力有限，系統(tǒng)編程未能完成， 系統(tǒng)的設(shè)計中可能還有一些不妥之處，對此我非常遺憾。 29 致 謝 本論文是在 李 老師的精心指導和親切關(guān)懷下完成的。從論文的選題、研究內(nèi)容方案的確定到整個工作的進行以及最后論文的整個撰寫過程， 李 老師都親臨指導，提出意見并指正。在論文 完成之時，特向于老師表示衷心的感謝和敬意。 在設(shè)計過程中，還得到了其他許多位老師的指點和無私地幫助，對他們的關(guān)心和熱心幫助，特別是實驗室的老師，為我們提供電腦等設(shè)備，在此表示深深的謝意。同時，在我大學的學習和生活中，得到了同班很多同學的熱心關(guān)懷和無私幫助，也向他們表示深深的感謝！ 我還要感謝我的父母，他 們一直是我堅強的后盾和信心的源泉，正是有了他們的理解、關(guān)心和大力支持，才使我得以順利完成學業(yè)；是 他們給予了我克服一切困難、不斷開拓進取的決心和動力！ 最后衷心地感謝在百忙之中來參與評閱我的論文和參加答辯的各位 老師！ 30 參 考 文 獻 1 李樹靖 .蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計 :[學位論文 ],天津大學， 2020 2 華丹 .蓄電池充放電監(jiān)測集成系統(tǒng)的研究與實現(xiàn) :[學位論文 ],南京理工大學，2020 3 Thomas James S,Edmonds Craig Noninvasive Battery Monitoring of Leadacid Storage Cells In Unattended Locations[A].IEEE International Communications and Energy Conference[C], IEEE,Piscataway 94Ch 34694:NJ, ,594601. 4 Mills,John of a battery monitoring system to VRLA batteries for Santa Barbarabus[A].Proceedings of the Annual Battery Conference on Applications and Advances[C].USA. 1998. IEEE, Piscataway, 98CH8299. NJ187190 5 Kim, Myungsoo, Hwang, Euijin. Monitoring the battery status of photovoltaic systems[J].Journal of power sources,1997,(1),193196 6 張曉冬 .國內(nèi)外蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].農(nóng)機化研究 ,2020 年 8月 ,第 3期 7 郭屹松 .基于 DS2438的智能電池監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 [J].北京石油化工學院學報 ,2020年 9月 ,第 16 卷 ,第 3 期 8 李亞梅 .動力蓄電池管理系統(tǒng) :[學位論文 ],河北科技大學 ,2020 9 郭屹松 ,李鐵香 .蓄電池工作狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng) [J].電氣應(yīng)用 ,2020 年 ,第 25 卷 ,第 7期 10 李思陽 .基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng) :[學位論文 ],大連理工大學， 2020 11 張威 ,楊建武 ,涂承媛 ,孫樹文 .基于單總線技術(shù)蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 [J].微計算機信息 (測控自動化 ),2020 年 ,第 25 卷 ,第 21 期 12 李朝青 .單片機原理及接口技術(shù) [M].北京 :北京航空航天大出版社 , 13 張毅剛 ,彭喜源 ,譚曉昀，曲春波 .MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計 [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 14 徐瑋 ,徐富軍 ,沈建良 .C51 單片機高效入門 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 , 15 張虹 .單片機原理及應(yīng)用 [M].北京 :中國電力出版社 ,2020 16 劉紅玲 ,裘訊 ,徐文彬等 .實用微機接口技術(shù) [M].北京 :中國電力出版社 ,2020 31 附錄 程 序清單 ORG 0000H AJMP START ；上電復(fù)位，開始初始化程序 ORG 000BH LJMP T0 ；定時器 T0中斷入口地址 ORG 001BH LJMP T1 ；定時器 T1中斷入口地址 ORG 0023H LJMP SERVE ；串行口中斷服務(wù)程序入口 START: MOV TMOD,＃ 20H ；定時器 T1初始化 MOV TH1, ＃ 0F3H MOV TL1, ＃ 0F3H MOV SCON, ＃ 50H ；串行口初始化 MOV PCON, ＃ 80H ； SMOD=1 SETB TR1 ；啟動定時器 T1 SETB EA ；開中斷 SETB EX0 ；外部中斷 0允許中斷 SETB ES ；允許串行口中斷 MOV DPTR, ＃ 7E00H ； MOV A, ＃ 3EH ；控制字送入 A MOVX @DPTR,A ；控制字送入控制口 *******************************鍵盤子程序 ********************************** KEY: MOV