【正文】 。同時，也一并感謝所有關(guān)心、幫助過我的老師、同學(xué)和朋友們。本文的完成離不開徐老師的指導(dǎo)和關(guān)心，借此機(jī)會向徐老師表示誠摯的敬意和衷心的感謝 ! 在論文的寫作過程中，張志海、王玉熙和孫夢雷等同學(xué)對我論文的研究工作給予了熱情幫助，在此向他們表達(dá)我的感激 之情。在畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)期間，無論是在設(shè)計的研究還是論文的寫作過程中徐老師的知道對我完成畢業(yè)設(shè)計有極大幫助。 第 35 頁 共 37 頁 參考文獻(xiàn) [1]李磊 .鋰電池的分類及優(yōu)缺點 [J].儲能 ,2020,24(5):487491. [2]王福鸞，杜軍，裴金海 .全球鋰電池市場狀況和應(yīng)用發(fā)展綜述 [J].電源術(shù) ,2020, 38(3):564568. [3]龔孝燕 .鋰電池在電動自行車行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢 [J].電動自行車 ,2020, 10):7880. [4]馬中超 .全國鋰電自行車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與未來 [J].中國自行車 ,2020,(11): 1012. [5]趙飛 .對鋰電池安全問題的風(fēng)險管理 [D].上海 :華東理工大學(xué) ,2020. [6]劉春娜 .電動汽車電池應(yīng)用與展望 [J].電源技術(shù) ,2020,35(1):1214. [7]文得仲 .鋰電池智 能充電過程及其發(fā)展分析 [J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用 ,2020,(20) :47. [8]Yang H. Application research of intelligent electronic test system[J]. Journal of Central South University,2020,3(2):3739. [9]Gee Alter,Peter Heller,Thomas Mass, cell balancing system using an isolated share bus for Liion battery management[J]. 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[26]張新生 ， 張英海，毛謙等 .磷酸鐵鋰電池 [J].電池工業(yè) ,2020,13(7):8792. 第 37 頁 共 37 頁 致謝 本文是在徐美芳老師的指導(dǎo)下完成的。 由于時間和現(xiàn)有實驗條件的限制，本設(shè)計還有許多要改進(jìn)和加強(qiáng)的方面。 通過 Qt 設(shè)計的上位機(jī)軟件，能通過串口通信接受單片機(jī)采集到的溫度數(shù)據(jù)和 SOC 數(shù)據(jù)并能在 UI 界面上顯示出來。 單片機(jī)控制的電路，采用傳感器讀取充電器的 ADC 功能采集電壓數(shù)據(jù)和選擇開路電壓法估算 SOC，能估算出電池組的電池剩余容量。同時比較了恒壓充電和恒流充電兩種充電方式，最后確定了恒壓充電。本文主要做的研究工作如下 : TL494 控制的開關(guān)電源電路為所要充電的電池組提供了恒壓輸出的直流電。對于開關(guān)電源資料、單片機(jī)資料、 Qt 開發(fā)資料的學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用，我對智能充電器的設(shè)計有了豐富的了解。在調(diào)試中，還發(fā)現(xiàn)本設(shè)計中的一些不足，比如上下位機(jī)通信過程中，單片機(jī)容易死機(jī)等問題，這有待以后去研究。此時充電器正在工作，傳感器檢測到的溫度是 25℃，檢測到學(xué)生電源輸出的 12V，在界面上顯示的的充電量時 90%。具體如圖 、圖 、圖 所示。采集到的電壓會在單片機(jī)的程序中做比較如果超出 ，單片機(jī)會控制繼電器工作，斷開充電電源。溫度檢測電路通過傳感器檢測到數(shù)據(jù)后一邊用于單片機(jī)內(nèi)比較警戒值，一邊通信給上位機(jī)，并在界面中顯示出來如圖 所示。在檢測中通過學(xué)生電源代替電池，通過調(diào)節(jié)學(xué)生電源輸出電壓來模擬電池充電。同時調(diào)節(jié) TL494 電路中的電位器能控制輸出的電壓。在進(jìn)行該模塊電路檢測時，通過連接以上電路，在輸出端串聯(lián)三個參數(shù)為 20W、 10Ω 水泥電阻，同時接上電壓表和示波器。并 進(jìn)行單獨的設(shè)計、編程和調(diào)試，最后再將各個模塊組合測試、修改，最后實現(xiàn)整個軟件設(shè)計的全部功能。以單元檢測為思想，將整個軟件部分模塊化。通過對應(yīng)的流程圖比較清晰的說明的設(shè)計思路。 圖 Get plete protocol Get plete protocol exec charger UIButton r exec protocor Read buffer Write buffer 串口信號 串口 串口 exec charger 串口中斷 Write buffer 主函數(shù) Init() Read buffer protocol protocol Qt Stm32 第 28 頁 共 37 頁 本章小結(jié) 本章主要完成了 軟件設(shè)計介紹和實現(xiàn)。 圖 串口通信界面 圖 充電工程界面 第 27 頁 共 37 頁 圖 溫度數(shù)據(jù)處理界面 上下位機(jī)的通信設(shè)計 通信協(xié)議概述 上下位機(jī)通過串口通信，通信協(xié)議代碼的具體流程圖在下面有介紹。同時還放置了兩個 LCD 部件用以顯示接受的溫度數(shù)據(jù)和將電壓數(shù)據(jù)處理為電池剩余容量的數(shù)據(jù)。串口工程界面設(shè)置了串口配置項，包括串口號、波特率、校驗位、數(shù)據(jù)位和停止位，同時放置了小的窗口部件用以顯示串口信息Charger(主工程 ) tab_serial tab_datadeal tab_charger m_protocol m_execprotocol this emit signalshow TempValue() slotGain TempValue() signalshow TempValue(msg) slotshow TempValue(Qstring) signalGainTempValue(void) Updata(emit 信號 ) Connect Connect Connect 發(fā)送數(shù)據(jù) 第 26 頁 共 37 頁 和串口發(fā)送的數(shù)據(jù)。同時該 UI 界面還顯示目前的時間和充電的時間。本軟件設(shè)計中將下位機(jī)采集到的數(shù)據(jù)通過信號與槽機(jī)制，最后在充電器界面的 LCD 模擬部件中顯示出來。本設(shè)計中設(shè)定 1s 讀Value maxV Value minV GetData() SystemInit() BeepOn、 RelayOn BeepOn、 RelayOn BeepOff、 RelayOff Y Y N 第 25 頁 共 37 頁 取一次溫度數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)進(jìn)行處理。 STM32F103 中的 ADC 功能是 12 位的，精準(zhǔn)度達(dá)到設(shè)計要求，為了使讀取的電壓數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，本設(shè)計采集 4 路電壓數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行平均，并將電壓數(shù)據(jù)以一秒為周期通信給上位機(jī)，上位機(jī)通過開路電壓法進(jìn)行計算出電池組的剩余電池容量，同時單片機(jī)中的主函數(shù)對所采集的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，作為繼電器，蜂鳴器工作的邏輯依據(jù)。要實現(xiàn)的是將采集到的數(shù)據(jù)通信給上位機(jī)，同時在單片機(jī)邏輯判斷中，要判斷溫度和電壓是否超過警戒值，如果超過就要及時報警和控制充電電源電路斷開。 單片機(jī)控制模塊初始化，創(chuàng)建各項工作任務(wù)，中斷程序處理等。硬件層的 I/O 分配表如表 ，驅(qū)動層的 API 表如表 所示，整個單片機(jī)程序的邏輯流程圖如圖 所示。 單片機(jī)程序設(shè)計 整體設(shè)計邏輯概述 單片機(jī)采用的是 STM32F103。其特點是內(nèi)含信號和槽機(jī)制，為界面和邏輯代碼層提供了便利的編寫機(jī)制。并進(jìn)行單獨的設(shè)計、編程和調(diào)試，最后再將各個模塊組合測試、修改，最后實現(xiàn)整個軟件設(shè)計的全部功能。以單元檢測為思想，將整個軟件部分模塊化。 實現(xiàn)的主要功能是 為鋰電池組提供 的穩(wěn)定直流充電電壓，能通過單片機(jī)的 ADC 功能采集電池組的電壓數(shù)據(jù)，從而根據(jù)電壓與電池容量的關(guān)系表判斷出電池組的剩余電池容量，能采集溫度數(shù)據(jù)為報警電路提供判斷依據(jù)。 第 22 頁 共 37 頁 圖 蜂鳴器電路原理圖 圖 蜂鳴器模塊實物圖 本章小結(jié) 本章主要實現(xiàn)了 對硬件 電路的設(shè)計 。 圖 DTH11原理圖 圖 DTH11實物圖 報警電路 報警電路比較簡單，具體原理圖和實物圖如下圖所示。傳感器檢測到主機(jī)的開始和延時信號后，要進(jìn)行響應(yīng)，先是響應(yīng)信號（一定時間的低電平），后是延時準(zhǔn)備輸出信號（一定時間的高電平），然后每隔固定時間的低電平（間隔信號），具體的數(shù)據(jù)是不同間隔時間的（高電平）代表 0 和 1，信號傳輸完成后， DHT11 拉低電平。設(shè)計中采用的是 DTH11傳感器，實物圖如下圖 。單體電池的電量對應(yīng)的電壓值和 ADC 值的對應(yīng)表如下表。電壓采集電路原理圖如下圖 ，實物圖如圖 。 圖 DCDC模塊圖 電壓采集電路 本設(shè)計采用開路電壓檢測法進(jìn)行電池組