【正文】 VDD 正電源 VSS 地 4． 如下圖所示為 CC4067 管腳圖 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 24 CC4067 管腳圖 5． 邏輯表達(dá)式： 表 21 通道邏輯表達(dá)式 (a) 表 22 通道邏輯表達(dá)式 (b) 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 由上述邏輯通道可以很容易判斷出所選的通道，及你要檢測(cè)的電壓。 CC4067 提供了 24 引線多層陶瓷雙列直插（ D） 、熔封陶瓷 雙列直插（ J） 、塑料雙列直插（ P）和陶瓷片狀載體（ C） 4 種封裝形式。 CC4067 是 16 通 道開關(guān)，有四個(gè)二進(jìn)制輸入端 A0～ A3 和控制端 C，輸入的任意一個(gè)組合可選擇一路開關(guān)。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 CC4067 是數(shù)字控制模擬開關(guān)，具有低導(dǎo)通阻抗，低截止漏電流和內(nèi)部地址譯碼的特征。 顯示器件的選擇 本次設(shè)計(jì)中有顯示模塊，設(shè)計(jì)要求顯示最后電壓的數(shù) 字值并且要精確到。在本設(shè)計(jì)中，我們的目標(biāo)是設(shè)計(jì)高精度的電壓表，因此在此，我們選擇精度為 16 位的 TLC1864 芯片。它有高速的轉(zhuǎn)換，通用的控制能力，具有簡(jiǎn)化比率轉(zhuǎn)換，刻度以及模擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離，耐高溫等特點(diǎn)。 TLC1864 是 16 位開關(guān)電容逐次逼近 A/D 轉(zhuǎn)換，每個(gè)器件有四個(gè)控制輸入端，片選，輸入 /輸出時(shí)鐘以及地址輸入端。 AD0832 也是 8 位逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器，可支持致命傷個(gè)單端輸入通道和一個(gè)差分輸入通道。 多路開關(guān)可選通 8個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 1．常用的 A/D 芯片簡(jiǎn)介 常用的 A/D 芯片有 AD0809， AD0832， TLC1864 等幾種。 下圖所示為 89C51 管腳排列圖 : 圖 22 AT89C51 引腳排列 模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換芯片的選擇 在本設(shè)計(jì)中，模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換模塊是一個(gè)重要的模塊，它關(guān)系到最后數(shù)電壓表電壓值的精確度。 本設(shè)計(jì)中選用 51 系列的 AT89C52，它是低電壓、低功耗、高性能的CMOS8 位單片 機(jī)，片內(nèi)含 8KB 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器和 256B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 32 個(gè) I/O 口線， 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，并與 MCS51 系列單片機(jī)兼容。 應(yīng)用最廣的 8 位單片機(jī)還是 Intel 的 51 系列單片機(jī)。 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有一個(gè)完整洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件： CPU，內(nèi)存，總線系統(tǒng)等。 微 處 理 器8 9 c 5 1顯 示 模 塊通 信 模 塊A / D 轉(zhuǎn) 換 模 塊1 6 路 電 壓 采 樣電 路 超 級(jí) 電 容 模塊 圖 21 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖 各個(gè)模塊中心器件的選擇 單片機(jī)的選擇 在這一設(shè)計(jì)中，我們涉及到了一個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)模塊 —— 單片機(jī)系統(tǒng)模塊，而目前單片機(jī)的種類是很繁多的，主要有主流的 8 位單片機(jī)和高性能的 32位單片機(jī)，結(jié)合本設(shè)計(jì)各方面因素， 8 位單片機(jī)對(duì)于本設(shè)計(jì)已經(jīng)是綽綽有余了，但將用哪一種類 8 的單片機(jī)呢。模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 換芯片將被測(cè)量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后通過對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟件編程，使單片機(jī)系統(tǒng)能按規(guī)定的時(shí)序來(lái)采集這些數(shù)字信號(hào)，通過一定的算法計(jì)算出被測(cè)量電壓的值。由于單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)成熟，利用單片機(jī)系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合，可以組裝出許多的應(yīng)用電路來(lái)。因此，本文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)控制的超級(jí)電容測(cè)試系統(tǒng)，主要由單片機(jī)控制電路、采樣電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、鍵盤與顯示電路、串行通信電路等組成。 超級(jí)電容測(cè)試系統(tǒng)是對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行研究的基礎(chǔ)部分，系統(tǒng)的主要作用是采集與電容特性有關(guān)的狀態(tài)值，比如電壓、電流、溫度等，為接下來(lái)的研究工作提供詳細(xì)、可靠的數(shù)據(jù)。為方便裝配，一般將超級(jí)電容多節(jié)裝成一組 (如上海奧威公司一般 20 節(jié)串聯(lián)裝成一箱 )，組之間再進(jìn)行串并聯(lián)。 本課題的研究將為超級(jí)電容在能量回收系統(tǒng)中的應(yīng)用提供有利支持，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。 本課題的研究理論意義在于對(duì)超級(jí)電容的單體電壓檢測(cè)方案的設(shè)計(jì)，可以對(duì)超級(jí)電容電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，為后續(xù)的電壓均衡提供依據(jù)。經(jīng)過多次循環(huán)后，各個(gè)單體將處于相差很大的狀態(tài)。然而受制造工藝影響，同一型號(hào)的超級(jí)電容單體之間的容量、等效并聯(lián)內(nèi)阻等參數(shù)各不相同，并且各個(gè)參數(shù)隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生變化。但超級(jí)電容單體額定電壓很低，有機(jī)電解液雙電層超級(jí)電容器額定電壓只有 2． 5 伏左右168。美國(guó)國(guó)防部和能源部非常重視超級(jí)電容的開發(fā)和應(yīng)用，其中 Maxwell 公司生產(chǎn)的 Power Cache 超級(jí)電容器，已由通用汽車公司 Allison Transmission Division 組成并聯(lián)混合電源系統(tǒng)和串聯(lián)電源系統(tǒng)用在貨車和汽車上。 1991 年，俄羅斯 Fecund 公司和 ELIT 公司開發(fā)出可用于車輛起動(dòng)的超級(jí)電容，其容量達(dá)到 300F。 1985 年以來(lái)，日本的 NEC／ Tokin 公司、松下公司生產(chǎn)的產(chǎn)品占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)，超級(jí)電容由此得到了迅速的發(fā)展，進(jìn)入商業(yè)化的應(yīng)用規(guī)模。 70 年代247。超級(jí)電容器可以在一 45～ 105℃的溫度范圍內(nèi)正常工作，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通蓄電池的高溫和低溫性能。超級(jí)電容器的循環(huán)壽命可達(dá) 10 萬(wàn)次以上，比蓄電池壽命高 100 倍以上。這可以很好的滿足機(jī)車啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)的時(shí)間要求。 2．充放電速度快。與電池相比，超級(jí)電容具有許多電池?zé)o法比擬的優(yōu)點(diǎn)： 1．非常高的功率密度。與靜電電容器相比其優(yōu)點(diǎn)是能量密度非常高，容量可達(dá)數(shù)千法拉，但是它的耐壓較低，受制于電解液的分解電壓；漏電較大；容量隨頻率顯著降低，所以可用作低頻容性元件使用。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 超級(jí)電容的特點(diǎn) 作為介于傳統(tǒng)物理電容器和電池之間的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)，超級(jí)電容兼具前兩者的優(yōu)點(diǎn)，逐步為各國(guó)科研工作者所關(guān)注。而法拉第準(zhǔn)電容器是通過特殊的電化學(xué)過程儲(chǔ)能的峰 1。其中，雙電層電容器以活性碳等多孔介質(zhì)為電極活性材料，充電時(shí)依靠在介質(zhì)表面吸附的電荷進(jìn)行電能儲(chǔ)存，放電時(shí)釋放全部被吸附的電荷 V1。 有些稱謂從某種意義上說(shuō)有些欠妥。超級(jí)電容器在汽車、鐵路、電力、電子、通信、國(guó)防等眾多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)潛力，被世界各國(guó)所廣泛關(guān)注。它是近十幾年隨著材料科學(xué)的突破而出現(xiàn)的新型功率型儲(chǔ)能元件，其批量生產(chǎn)不過幾年時(shí)間。除此外它還具有內(nèi)阻小、充電速度快、充放電效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)污染等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它是一種電容器件但與常規(guī)電容器不同，其容量可達(dá)到法拉級(jí)甚至數(shù)萬(wàn)法拉而且能在電極端電壓超過額定電壓的過充電狀態(tài)下不被擊穿。如果能將電機(jī)制動(dòng)能量回收再利用，將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且有利于節(jié)約能源消耗，減少環(huán)境污染，將為我國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)做出巨大貢獻(xiàn)。像目前國(guó)內(nèi)地鐵機(jī)車在制動(dòng)時(shí)牽引電機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)能量除了一定比例通過回饋到電網(wǎng)被其他相鄰列車吸收利用外，剩余部分采用電阻能耗的方式消耗掉。在許多場(chǎng)合下要求電機(jī)頻繁的啟動(dòng)和制動(dòng)，尤其是城市軌道交通中更加頻繁。新能源和節(jié)能技術(shù)的開發(fā)已經(jīng)成為我國(guó)科技工作者的當(dāng)務(wù)之急。目前人類正面臨著前所未有的能源危機(jī)。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成 果。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。s top priority. Energy saving technology of lootive brake energy recovery system is now one of the hot spots， Studies of supercapacitor voltage detection scheme and on timedomain model of super capacitor, supercapacitor voltage balancing of electrical parameter analysis of programmes and Super capacitors to provide support, so as to control strategy provides the theoretical basis for the entire energy recovery system. Therefore these two studies will be throughout the core content of the paper. This article uses a modular design concept, put forward a new voltage detection scheme taking into account the pressure. In the area of software design, software architecture analysis on voltage detection system, with Proteus and Maxdriven functions package design friendly PC software monitoring interface. KEY WORDS: super capacitor, voltage detection, proteus 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲 明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。在軟件設(shè)計(jì)方面，對(duì)電壓檢測(cè)系 統(tǒng)的軟件架構(gòu)進(jìn)行分析，利用 proteus 和 max 驅(qū)動(dòng)函數(shù)包設(shè)計(jì)了友好的上位機(jī)軟件監(jiān)控界面。因此以上兩方面的研究將是整篇論文的核心內(nèi)容。而機(jī)車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)外節(jié)能技術(shù)方面研究的熱點(diǎn)之一。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 超級(jí)電容測(cè)試設(shè)計(jì) 摘 要 近年來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，世界能源消耗速度急劇增加。因此，新能源和節(jié)能技術(shù)的開發(fā)已經(jīng)成為世界各國(guó)科技工作者的當(dāng)務(wù)之急。對(duì)超級(jí)電容電壓檢測(cè)方案的研究和對(duì)超級(jí)電容時(shí)域模型的研究，將為超級(jí)電容的電壓均衡方案和超級(jí)電容的電參數(shù)分析提供支持，從而為整個(gè)能量回收系統(tǒng)的控制策略提供理論依據(jù)。 本文采用模塊化的設(shè)計(jì)理念，提出了一種兼顧均壓的新型電壓檢測(cè)方案。 關(guān)鍵詞 ：超級(jí)電容，電壓檢測(cè)， proteus 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Supercapacitor test system ABSTRACT In recent years, with the rapid development of industry and agriculture, world energy consumption rate increased dramatically. Therefore, the development of new energy and energysaving technology has bee a science and technology workers of the world39。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授 權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律