【正文】 交流電壓變換成我們所需的電壓 9V。 二個穩(wěn)壓電源模塊的組成比較類似。 電源穩(wěn)壓電路的設計 為了達到設計要求的精確度和避免測試過程中的電源之間的影響，所各個芯片或者模塊必須要用穩(wěn)壓電源經行供電?？煽毓鑼ǖ臅r間即為 20ms2T。在定時 器定時結束后才改變雙向可控硅的控制端的驅動信號，開啟可控硅。 該系統(tǒng)的核心是通過單片機控制雙向可控硅的導通角來實現調壓。經過斯密特觸發(fā)器 TC4584 整形并反相輸出到單片機外部中斷 INT1 引腳上，作為中斷觸發(fā)信號。為了精確控制可控硅的導通角，電路加入了過零檢測電路，如圖 所示，交流電 源從 V1引入并送入二片光耦，注意光耦的輸入端是反相的?？刂瓶煽毓璧膶ê完P斷。該調壓電路通過單片機控制雙 向可控硅的導通角來實現的，為了達到精確控制，整個電路包括可控硅控制電路和過零檢測電路。輸入與輸出采用光電隔離，絕緣電壓可達 7500V，觸發(fā)電流為 15mA。 該模塊用到了單片機和雙向可控硅，可控硅可以直接接在 220V 交流電路上，但是單片機采用低電壓供電，因此需要采用以一定的隔離措施，將 220V 和5V 弱點隔離，系統(tǒng)使用 MOC3051 作為弱電和強電的隔離。只有在相同的環(huán)境條件下的試驗結果才具有可比性，可重復性；另外， 在放電過程中，蓄電池將化學能轉換成電能，是放出能量，蓄電池要從環(huán)境中吸熱，蓄電池溫度下降，為避免影響化學反應的進行，需要有恒溫水浴向蓄電池補充熱能使其溫度恒定。因為蓄電池放電容量與溫度的關系密切，標準才規(guī)定177。由此可見，標準對于試驗溫度的要求 25177。 表 DS18B20 溫度數據轉換表 LS Byte Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 23 22 21 20 21 22 23 24 MS Byte Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 26 25 24 這是 12位轉化后得到的 12 位數據，存儲在 18B20 的兩個 8比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測到的數值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數值需要取反加 1再乘于 即可得到實際溫度。 123D S 18 20 G N DV C CDSR14. 7KV C CP 1. 4 圖 溫度采樣電路 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12位轉化為例 :用 16位符號擴展的二進制補碼讀數形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達，其中 S 為符號位 。 DSB8B20 的 3腳接系統(tǒng)中單片機的 口線，用于將采集到的溫度送入單片機中處理， 2腳和 3腳之間接一個 上拉電阻，即可完成溫度采集部分硬件電路。DS18B20 為 3 引腳， DQ 為數字信號輸入 /輸出端； GND為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端。 C～ +125176。這種模擬數字混合電路實現起來比較復雜，濾波消噪難度大系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，鑒于這些考慮， 本設計采用 數字式溫度傳感器 DS18B20。 Rz1KR S TCa22uFV C CG N DR E S T 圖 復位電路 溫度檢測硬件設計 溫度測量轉換部分是整個系統(tǒng)的 數據 來源，直接影響系統(tǒng)的可靠性。單片機系統(tǒng)的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位。 89 系列單片機的復位信號是從 RST 引腳輸入 到芯片 內的施密 特觸發(fā)器 中的。 安徽理工大學畢業(yè)設計 13 Y6 M HC23 3 P FC33 3 P FG N DCRYX T A L 2X T A L 1 圖 時鐘振蕩電路 為確保微機系統(tǒng)中 電 路 穩(wěn)定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。 10pF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇 40pF177。 外接石英晶體 (或陶瓷振蕩器 )及電容 C C2接在放大器的反饋回路中構成并聯振蕩電路。 主要特性 （ 1）與 MCS51兼容 （ 2） 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 （ 3）壽命： 1000寫 /擦循環(huán) （ 4）數據保留時間： 10年 （ 5）全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz （ 6）三級程序存儲器鎖定 （ 7） 128 8位內部 RAM （ 8） 32位可編程 I/O線 （ 9）兩個 16位定時器 /計數器 （ 10） 5個中斷源 （ 11）可編程串行通道 （ 12）低功耗的閑置和掉電模式 （ 13）片內振 蕩器和時鐘電路 如圖 ： 安徽理工大學畢業(yè)設計 12 P 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7R S T / V p dP 3 .0 (R X D )P 3 .1 (T X D )P 3 .2 (I N T 0 )P 3 .3 (I N T 1 )P 3 .4 (T 0 )P 3 .5 (T 1 )P 3 .6 (W R )P 3 .7 (R D )X T A L 2X T A L 1V s sV c cP 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3P 0 .4P 0 .5P 0 .6P 0 .7E A / V p pA L E / P R O GP S E NP 2 .7P 2 .6P 2 .5P 2 .4P 2 .3P 2 .2P 2 .1P 2 .0A T 8 9 C 5 1 圖 單片機管腳圖 時鐘振蕩電路 和復位電路 AT89C51 中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 AT89C51是一種高 效微控制器， AT89C2051是它的一種精簡版本。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100次。硬件電路包括溫 度采集模塊、時鐘電路、雙向可控硅控制電路、過零檢測電路、 +5V穩(wěn)壓電源電路、 +12V 穩(wěn)壓電源電路、恒流控制電路、AD轉換電路、 DA轉換電路、顯示電路、鍵盤電路、報警電路、復位電路、通信模塊以及 IO口的擴展電路等 . AT89C51 簡介 AT89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除 只讀存儲器 (FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱 單片機 。當被控對象 的結構 和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統(tǒng)控制器的 結構 和參數必須依靠經驗和現場調試來確定， 因此本次設計 應用 PID 控制技術最為 有效 。 大多數溫度控制系統(tǒng)均建立在模型上，難以滿足加工工藝要求， 運用AT89C51 單片機對電阻爐溫度實現智能控制，可以解決 上述種種不足，從而實現高精度的控制。此外微分反映的是變化率，而當輸入沒有變化時，微分作用的輸出為零。在為時間選擇合適的情況下，可以減少超調，減少調節(jié)時間。在偏差還沒有形成之前，已被微分調節(jié)作用消除。加入積分調節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應變慢，積分作用常與另兩種調節(jié)規(guī)律結合，組成 PI 調節(jié)或 PID 調節(jié)； 微分調節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預見性，能 預見偏差變化的趨勢。因為有誤差，積分調節(jié)就進行，直至無差，積分調節(jié)就停止。而三個環(huán)節(jié)在實際控制中的作用： 比例調節(jié)作用：比例反映系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現偏差，比例調節(jié)立即 產生調節(jié)作用，用于減少偏差。 PID是比例（ proportional）、積分（ intergal）和微分 (derivative)三者的縮寫。 如圖 為原理框圖。應用傳統(tǒng)的模擬電路控制方法，由于電路復雜，器件太多，往往很難達到理想的控制效果。 水浴溫度控制 PID 算法介紹 電加熱溫度控制具有升溫單向性、大慣性、大滯后性和時變性的特點。也就是說，以 25 攝氏度為基礎，溫度每下降 1攝氏度，蓄電池的放電的容量平均下降量不得低于 %，但溫度與容量下降并不是嚴格的線性關系，同時也與各個廠蓄電池的產品質量標準有關，所以在實際工作中可按下面兩種方法估算： 1攝氏度，相對容量下降 %。一般而言，在 40攝氏度以下溫度范圍內，溫度越低，蓄電池的容量也越小歐；在大于 40 攝氏度的溫度范圍內，蓄電池的放電容量會有一個峰 值，溫度高于該峰值時蓄電池的放電容量同樣趨于降低。因此要在 放電回路安徽理工大學畢業(yè)設計 8 中加入恒流放電裝置，補償降低的電壓，使電流基本恒定。 恒流放電電路的介紹 為了檢測蓄電池的容量，需要對電池進行大電流放電，并且要保持電流的基本恒定。 ） V 時終止，記錄放電持續(xù)時間 t2（ min） 。 2） 蓄電池在完全充電結束后 1 ～ 5 h 內，當電解液溫度達到 25 ℃ 177。 （ 2） 20 h 率容量試驗 1） 整個試驗期間，蓄電池均放置在溫度為 25 ℃ 177。 2 ℃ 時，以 25 A 電流放電到蓄電池電壓達（ 177。 2） 蓄電 池在完全充電結束后 l ～ 5 h 內。 （ 1） 儲備容量試驗 1） 整個試驗期間，蓄電池均放置在溫度為 25 ℃ 177。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。所以安時 Ah容量法僅能紀錄已經使用或 通過電量計的電量，而不能較為準確 地預測終點 SOC。往往采用 Ah容量法。電導測量技術雖然測試工作比較簡單，但是，由于內阻與容量安徽理工大學畢業(yè)設計 7 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。造成用戶選擇儀表困難，以及對于儀表測量結果的可信度懷疑。根據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。電導法能準確查出完全失效的電池，根據大量的實驗分析及研究結果證明，電池的容量只有降低到 50%時，內阻或者電導會有所變化，降低到 40%以后，會有明顯變化，所以，根據電池電導值或者內阻值，可以在一定程度上確定電池的性能。 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。 (內阻 )測量法 電導測試線是目前主要的日常維護儀器。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，不能準確測算電池的好壞程度及電池容量指標。大量研究實踐證明，即便是淺度放電狀態(tài)，單純通過電壓高低完全不足以判別電池性能的好壞。以前有廠家根據客戶的需求特點，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，但是除了少數情況外，一般都達不到一個很理想的效果。在放電狀態(tài)下，對蓄電池組的各單體電池的端電 壓進行巡檢，找出端電壓下降最快的一安徽理工大學畢業(yè)設計 6 只，將其確認為落后電池，再利用核對放電儀器，對該節(jié)電池進行核對放電，檢測其容量，即代表該組電池的容量。國家有關電源維護規(guī)程中的恒流 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正常的重要手段。我們會面臨兩難的選擇。全深度循環(huán)放電的次數是 有限的，所以，不宜對鉛酸蓄電池頻繁進行深放電。 (4)有損蓄電池的容量。 (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。經過數小時后，可以找出最落后的 一 到幾節(jié)電池，以落后電池到達終止電壓時的放電時間與放電電流來估算其容量，并以此容量作為整組電池的容量。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。 安徽理工大學畢業(yè)設計 4 電 池 組多 路 電 壓 電流 檢 測A / D 轉 換 電 路鍵 盤浴 池水 溫 檢 測模 塊時 鐘 電 路顯 示 電 路恒 流 電 路 控 制 模 塊光 耦 驅 動加 熱 器雙 向 可 控 硅A T 8 9 C 5 1單 片 機主 控 模 塊 圖 全自動蓄電池容量檢測的系統(tǒng)框圖 安徽理工大學畢業(yè)設計 5 2 全自動蓄電池容量檢測儀的原理簡述 電池容量檢測模塊原理簡述 蓄電池容量檢測方法 放電法 恒流 放電法即 100%C的深度放電，它具有容量測試準確可靠的優(yōu)點，因此，仍然是目前世界上檢測電池性能的最可靠方法。首先根據蓄電池的型號和容量檢測的要求計算出放電電流，然后選擇合適恒流負載器中繼電器的開關，在測量期間對多路電壓、電流的檢測，經過高速多路模擬轉換開 關和 A/D轉換器，將轉換的數字用數碼管顯