【正文】 同時，在我大學(xué)的學(xué)習(xí)和生活中，得到了同班很多同學(xué)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(xué)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(xué)位論文 ],天津大學(xué)， 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(xué)位論文 ],南京理工大學(xué)，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(xué)院學(xué)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(xué)位論文 ],河北科技大學(xué) ,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(xué)位論文 ],大連理工大學(xué)， 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(xué)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 。在論文 完成之時，特向于老師表示衷心的感謝和敬意。 29 致 謝 本論文是在 李 老師的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的。 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。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(dāng)參數(shù)超限時，可產(chǎn)生聲光報警。最重要的是要考慮整個設(shè)計方案的可行性和實用性。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。此處不在贅述。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。其流程圖如圖 。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。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(biāo)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(biāo)志位，清通訊標(biāo)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(biāo)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。當(dāng)通訊協(xié)議選擇好后，通訊雙方都要遵守協(xié)議。 在單片機與上位機通訊時，要遵循一定的通訊協(xié)議。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。單片機有 4種串行通訊方式。若是出現(xiàn)報警時，在屏幕右上角顯示報警。系統(tǒng)使用時若不進行任何操作，默認(rèn)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。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。 1602標(biāo)準(zhǔn)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?dāng)?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”。 1602 指令說明 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，見表 。 讀取總線數(shù)據(jù) 發(fā)送讀電流寄存器命令 發(fā)送 ROM 命令 結(jié)束 Y Y N N 結(jié)束 讀取總線數(shù)據(jù) 初始化命令 總線應(yīng)答 發(fā)送 ROM 命令 發(fā)送讀電壓 /溫度寄存器命令 開始 初始化命令 總線應(yīng)答 發(fā)送轉(zhuǎn)換電壓 /溫度命令 發(fā)送 ROM 命令 Y 開始 23 圖 剩余電量檢測流程圖 在讀取寄存器的值時，為防止讀取錯誤，先要檢查 DS2438是否正在修改寄存器的內(nèi)容，這可通過對狀態(tài) /標(biāo)志寄存器中的 NVB位加以判斷。 ICA寄存器的值是由DS2438定時自動測量電池電流后更改的，存放的是流入、流出電池總電流的凈累加值， 無需對其進行控制，只需單片機讀出 ICA寄存器的值，然后將讀出的值代入公式，剩余電量 =ICA/(2048*RSENS)（式中 RSENS的單位為 Ω ），便可得到電池的剩余電量。 2)剩余電量檢測 為了能 夠功能更加準(zhǔn)確和科學(xué)的表征蓄電池的剩余電量，通常用荷電狀態(tài)來表征蓄電池的剩余容量，即 SOC(State Of Charge)，它是對蓄電池剩余容量狀態(tài)的重要參數(shù)，SOC不能直接通過測量獲得，它可用電流積分累加 (ICA)寄存器的值求得。 系統(tǒng)對蓄電池各參數(shù)的檢測 1）電壓、電流、溫度參數(shù)測量 DS2438采集到的數(shù)據(jù)參數(shù)均存放在蓄電池寄存器中， 單片機通過單總線 實現(xiàn)對該參數(shù)寄存器讀取操作即能實現(xiàn)參數(shù)采集 。實現(xiàn)字節(jié)數(shù)據(jù)的讀寫后，我們就可以發(fā)送控制指令或內(nèi)存指令了。發(fā)送字節(jié)命令可以通過多次調(diào)用這四種基本時序來實現(xiàn)。 圖 單片機與 DS2438通訊流程圖 單總線通信時，每次傳送的數(shù)據(jù) 或命令都由一系列時序信號組成。 DS2438與單片機通訊 21 通常主機與單總線器件的通信都是通過初始化、寫 0、寫 讀 0、讀 1時序來的完成的。當(dāng)發(fā)送 O時，從機在該時隙結(jié)束后釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至空閑高電平狀態(tài)。在主機發(fā)起讀時隙之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送 O或 1。所有讀時隙至少需要 60μ s，且在兩次獨立的讀時隙之間至少需要 1μ s的恢復(fù)時間。如果在此期間采樣為高電平，則邏輯 1被寫入該器件；如果為 0則寫入邏輯 0。產(chǎn)生寫 1時隙的方式：主機在拉低總線后，接著必須在 15μ s之內(nèi)釋放總線，由上拉電阻將總線拉至高電平：產(chǎn)生寫 0時隙的方式：在主機拉低總線后，只 需在整個時隙期間保持低電平即可 (至少 60μ s)。所有寫時隙至少需要 60μ s，且在兩次獨立的寫時隙之間至少需要 1μ s的恢復(fù)時間。 單總線通信協(xié)議中存在兩種寫時隙：寫 0和寫 1。無論是讀時 隙還是寫時隙，它們都以主機驅(qū)動數(shù)據(jù)線為低電平開始，數(shù)據(jù)線的下降沿使從機觸發(fā)其內(nèi)部的延遲電路，使之與主機同步。 在寫時隙期間，主機向單總線器件寫入數(shù)據(jù)；而在讀時隙期間，主機讀入來自從機的數(shù)據(jù)。在單總線器件 (從機 )檢測到上升沿后，等待 15μ s～ 60μ s，接著通過拉低總線 60μ s～ 240μ s以產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。接著，主機釋放總線，并進入接收模式。單總線通信協(xié)議中不同類型的信號都采用一種類似于脈 寬調(diào)制的波形表示，邏輯“ 0”用較長的低電平持續(xù)周期表示，邏輯“ 1”用較長的高電平持續(xù)周期表示。所有這些信號（除了應(yīng)答脈沖以外）都由主機發(fā)出同步信號。 表 DS2438的功能命令集 命令 功能描述 命令代碼 單總線上響應(yīng) 存儲器命令 讀暫存器 讀第 XX頁 9個字節(jié)數(shù)據(jù)信息 (該頁 8字節(jié)與 1字節(jié) CRC校驗碼 ) BEH（ page00H07H） 傳送 9字節(jié)信息至主機 寫暫存器 向第 XX頁寫入 8字節(jié)數(shù)據(jù)信息 4EH（ page00H07H） 主機傳送 8字節(jié)信息至DS2438 復(fù)制暫存器 將暫存器中第 XX頁數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM中 48H（ page00H07H） 無 20 回讀EEPROM 將 EEPROM中第