【正文】 在老師和同學們的大力幫助下，我最終完成了畢業(yè)設計以及畢業(yè)論文。對于蓄電池的設計和制造者同樣如此。從電化學的角度，不能對于使用者提供更多的內部的信息。針對目前的實際情況，就蓄電池制造廠家、蓄電池測試技術研究機構，以及廣大蓄電池維護人員而言，都在積極探索一種快速、準確、可靠、安全的蓄電池測試技術。八段管顯示碼DELAY: MOV R6,1 。關所有數(shù)碼管MOV P1,71H 。顯示小數(shù)點 MOV 72H,A 。,DISPLAYLED:MOV A,51H MOV DPTR,LEDMAP MOVC A,A+DPTR 。表51 共陰極七段LED顯示字型編碼表顯示字符共陰極段選碼顯示字符共陰極段選碼03FHB7CH106HC39H25BHD5EH34FHE79H466HF71H56DHP73H67DHU3EH707HR31H86FHY6EH96FH8.FFHA77H不顯示00H開始查表顯示碼送緩沖輸出段碼數(shù)據(jù)，選通第二位數(shù)碼管，選通一位數(shù)碼管關所有數(shù)碼管延時關數(shù)碼管輸出段碼數(shù)據(jù)延時，選通第三位數(shù)碼管關數(shù)碼管輸出段碼數(shù)據(jù)延時返回圖53 3位數(shù)碼管顯示子程序框圖程序框圖如圖53。開外中斷1POP ACCRETA/D轉換結束中斷處理程序：ADINT1: PUSH PSW 。外中斷1定義為跳變觸發(fā) MOV DPTR,87FFH 。程序框圖如圖52所示[14]。(3)等待A/D采樣完成(等待1個tAD時間)。 主程序設計首先將程序所需用的A／D轉換、Ah計算、Ah累加及十進制(BCD)碼轉換、顯示制成模塊，確定其出口條件和入口條件，以方便調用。開始初始化啟動ADAD轉換完數(shù)據(jù)輸出清標志位否是開中斷中斷入口讀A/D轉換結果置讀數(shù)標志位中斷返回返回圖52 A/D轉換子程序和中斷服務程序由于數(shù)據(jù)存儲器的容量問題，將累加值的高八位存入82H，低八位存入81H。積分運算是通過求和運算來實現(xiàn)的。 電流 (52a) (52b)式中： —A／D轉換IN0輸入端的8位輸出； —IN0輸入端的模擬電壓值； I —蓄電池放電的電流值。ADC0809作為單片機的一個外部擴展并行I/O口，口地址為BFFFH。ALE端信號的頻率是單片機時鐘頻率的1/6。采用中斷方式不浪費CPU的等待時間，但如果A/D轉換時間較短，也可以用程序查詢方式和等待延時方式。下降沿啟動 A/D轉換，之后EOC輸出信號變低，指示轉換正在進行。 GND：地。CLK：時鐘脈沖輸入端。 START： A/D轉換啟動信號，輸入，高電平有效。 IN0～IN7：8路模擬量輸入端。 (6)工作溫度范圍為40～＋85℃。 (2)具有轉換起停控制端。AT89C51單片機內無A/D轉換器，要外接A/D，這里選用8位的模數(shù)轉換器ADC0809。動態(tài)顯示的亮度與導通電流有關，也與點亮時間和間隔時間的比例有關[10]。所謂動態(tài)顯示，就是單片機定時地對顯示器件掃描。電路元器件的參數(shù)[9]:RL ：(Emin3)/IL，其中Emin為蓄電池的放電終止電壓，IL為放電電流。 原理圖圖42b 恒流放電電路原理圖 工作原理若由于輸入電壓Ei的減小而使負載電流減小，則取樣電壓必然減小，從而使取樣電壓Us與基準電壓E的差值(Us—E)減小?？烧{電源提供基準電源，輸入信號Ei為蓄電池的電壓。隨著放電的進行，蓄電池的電壓必然要降低，如不加入恒流放電裝置而是進行定電阻放電，則放電電流也會隨著電壓的降低而降低。為了提高準確性，應小電流放電，即放電電阻應為大電阻，電阻RR7選用1K的小功率電阻，由于電阻阻值存在較大的誤差，R8選用1K左右的電位器[6]；電流采樣，應進行大電流放電，放電電阻RL為小阻值的大功率電阻。所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產(chǎn)品技術條件的要求。用戶也可以采用外部時鐘。外接石英晶體(或陶瓷振蕩器)及電容CC2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。/VPP：當保持低電平時，則在此期間為外部程序存儲器(0000HFFFFH)，不管是否有內部程序存儲器。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 T1(記時器1外部輸入) T0(記時器0外部輸入) (外部中斷1) (外部中斷0) TXD(串行輸出口) RXD(串行輸入口) 備選功能當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。片內振蕩器和時鐘電路 管腳說明VCC：供電電壓。兩個16位定時器/計數(shù)器全靜態(tài)工作：0Hz24Hz與MCS51兼容 該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。這里需要著重說明的是：電池電解液密度的提高僅對正極有利，對負極則不然，特別是在大電流低溫放電時這種差異更為顯著，這時負極可能成為限制電池容量的因素[4]。密度太低，不僅極板孔內電解液密度下降太多，造成內阻增加，容量下降，而且還會造成電極附近電解液擴散困難而導致容量減少。溫度低時，電解液粘度增大，離子運動受到較大阻力，電解液擴散能力降低，濃差極化急劇增加；同時溫度低時，電解液的歐姆電阻也增大，導致電化學極化和歐姆極化也增加，容量同樣減小。而且這樣的小電流過放電，容易形成大的PbSO4結晶或者在電極深處生成PbSO4，它們在充電時不易復原成金屬鉛，造成極板損傷。鉛酸蓄電池的放電終止電壓，指的是蓄電池在一定的電流密度下放電時，放電到不宜再繼續(xù)放電時的電池電壓值。反之，當采用較小電流密度放電時，不僅電化學極化和濃差極化減小，而且由于鉛離子的過飽和度減小，生成的硫酸鉛層將是粗大而疏松的。 蓄電池使用時的因素對電池容量的影響對于同種規(guī)格和數(shù)量的極板制成的蓄電池來說，放電電流密度大時，放電容量減小。說到電解液量對電池容量的影響，就需要引入另一個和極板中心距密切相關的概念：極板面間距，它指的是一個電池中不同極性的相鄰極板之間的距離。此外，真實表面積還與孔的大小有關，把一個大孔分成幾個小孔，盡管總孔體積不變，但是真實表面積卻增大了。因為對于含活性物質的極板來說，活性物質粒子越小，表面積就越大。需要注意的是，不僅要注意孔率，還要注意孔的大小及其分布。孔率對放電容量的影響具有兩重性，一方面孔率大了，擴散容易，容量提高；另一方面，孔率大了，活性物質總量就會減少，容量反而減少，并且孔率過大，還會縮短電池的壽命。當然極板也不能太薄，這樣不僅會影響電池的循環(huán)壽命，電池容量的增加也不會太明顯。這是因為在活性物質總量相同的前提下，要么增加極板片數(shù)，要么增加單極板的表面積。一般情況下，在常溫及放電電流不太大時，電池的實際容量都受正極容量的限制，在低溫及放電電流比較大時，電池容量通常受負極容量控制。而如果談電池的實際放電容量，則包括的因素最為全面，不僅包含對理論容量的影響因素，甚至連對額定容量的影響因素也包含在內了，下面著重談一下各種因素對鉛酸蓄電池實際容量的影響。理論容量是假設電池中活性物質放電時能夠全部參加反應，并結合電池的反應方程式和各成份的電化學當量數(shù)值，按照法拉第定律計算求得的；實際容量是指在一定的放電條件下電池實際放出的電量，它總是低于理論容量；額定容量是設計和生產(chǎn)電池時，規(guī)定或保證電池在規(guī)定的放電條件下應該放出的最低限度的電量。 放電中的溫度當電池過度放電，內部阻抗即顯著增加，因此蓄電池溫度也會上升。 測定鉛蓄電池之電解液比重為得知放電量的最佳方式。 若欲延長使用時間，則在冬季或是進入冷凍庫前，應先提高其溫度。 (A)電解液不易擴散，兩極活性物質的化學反應速率變慢。 用于起重時電瓶電壓之所以比用于行走時的電壓低，乃是由于起重用之油壓馬達比行走用之驅動馬達功率大，因此放電流大，則上式的IR亦變大[3]。 充電中的化學變化由于放電時在陽極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸，鉛及過氧化鉛，因此電池內電解液的濃度逐漸增加,亦即電解液之比重上升，并逐漸回復到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質已還原到可以再度供電的狀態(tài)，當兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質時，即等于充電結束，而陰極板就產(chǎn)生氫，陽極板則產(chǎn)生氧，充電到最后階段時，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會減少，此時應以純水補充之。構成鉛蓄電池之主要成份如下[2]： 陽極板() 活性物質陰極板() 活性物質電解液(稀硫酸) + 水 .H2O電池外殼 隔離板 其它()鉛蓄電池內的陽極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中，兩極間會產(chǎn)生2V的電力，這是根據(jù)鉛蓄電池原理，經(jīng)由充放電，則陰陽極及電解液即會發(fā)生如下的變化： (陽極) (電解液) (陰極) PbO2 + 2H2SO4 + Pb主要創(chuàng)新點是系統(tǒng)采用恒流放電，該電路由集成運算放大器構成，結構簡單，調整方便。采用恒流放電技術，使放電電流基本恒定，對電流和時間進行積分，也就是對放電電流進行求和運算，最終得到放出的容量值。退一步說，使用非線性元器件的組合，可以等效蓄電池的內部結構，也僅適用于特定的電池和特定的條件。即使對于同一個廠、同期生產(chǎn)的、同型號的蓄電池也是如此，無法避免。由于化學反應不完全可逆。對于使用者來說，從外部來看，密封蓄電池是一個“黑箱”，至少是一個“灰箱”。蓄電池的放電過程是化學能轉變?yōu)殡娔艿倪^程，蓄電池的充電過程是電能轉化變?yōu)榛瘜W能的的過程。所以安時Ah容量法僅能紀錄已經(jīng)使用或通過電量計的電量，而不能較為準確地預測終點SOC。電導測量技術雖然測試工作比較簡單，但是，由于內阻與容量是非線性的，所以，測試結果不能很好地反映蓄電池的真實健康狀況。根據(jù)國家有關電源維護規(guī)程以及蓄電池維護效果要求，電池組荷電容量達不到80%便應整組淘汰。交流法電導測量是向蓄電池兩端加一個已知頻率和振幅的交流電壓信號，測量出與電壓同相位的交流電流值，其交流電流分量與交流電壓的比值即為電池的電導。不過最大的缺點還是測試精度低，只能作為電池落后狀態(tài)判定依據(jù)，不能準確測算電池的好壞程度及電池容量指標。以前有廠家根據(jù)客戶的需求特點，推出一系列在線測試電池容量的設備與儀器，即在線檢測儀或在線巡檢儀，但是除了少數(shù)情況外，一般都達不到一個很理想的效果。國家有關電源維護規(guī)程中的核對放電試驗目前仍是唯一被公認的測試剩余容量的最有效方法，它是衡量蓄電池在關鍵時刻能否發(fā)揮作用，確保通信暢通與生產(chǎn)正常的重要手段。全深度循環(huán)放電的次數(shù)是有限的，所以，不宜對鉛酸蓄電池頻繁進行深放電。(2)進行核對性放電試驗，必須具備一定條件，首先，盡可能在市電基本保障的條件下進行；其次，必須有備用電池組。傳統(tǒng)的核對放電設備普遍采用電阻絲進行核對放電，并且是人工操作，程序繁瑣，存在一定的人身危險，這種傳統(tǒng)的核對放電試驗方式正在逐步被淘汰。務必使試驗溫度保持在標準要求范圍內，才能減少系統(tǒng)誤差，得出精確數(shù)據(jù)，真實反映產(chǎn)品的質量水平。2℃范圍較為精確，且規(guī)定電池、水浴之間的距離，使之在反應過程中不會相互影響。主要應用在交通運輸、通訊、電力、鐵路、礦山、港口、國防、計算機、科研等國民經(jīng)濟各個領域，是社會生產(chǎn)經(jīng)營活動和人類生活中不可缺少的產(chǎn)品。關鍵詞：鉛酸蓄電池 容量檢測 恒流放電AbstractThe design is battery measurement system, of which AT89C51 micro controller as the core, through the software programming of AT89C51 SCM can achieve the following basic requirements: 1, battery capacity measurement by battery discharge。該恒流放電電路，保證了放電電流的基本恒定，從而保證了容量檢測的準確。四、本次設計預計達到的效果設計出一個以單片機為核心的鉛酸蓄電池容量測試系統(tǒng)，通過放電可測試其容量，并且實時顯示電池電壓與容量，測量結束后有報警提示。阻抗法是利用蓄電池充電過程中阻抗值升高，放電過程中阻抗值降低的特性，從被測量電池的頻率響應數(shù)據(jù)預示電池的容量。它是模擬啟動機啟動時的負載，測出蓄電池在大電流放電時的端電壓，根據(jù)端電壓變化來判定蓄電池的技術狀態(tài)。通過測量電解液的密度可判斷蓄電池的充放電程度。鉛酸蓄電池行業(yè)大有可為。鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)是二十一世紀最有發(fā)展前途和應用前景的新型綠色能源體系，同時關系到國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)。第5周~第8周 繪制原理圖，制作板圖。四、應收集的資料及參考文獻51單片機方面的知識及其接口技術。三、主要技術指標放電電流為3~。 實時顯示電池電壓（V）。 設計硬件電路。軟件編程。實時顯示電池容量（安時）。