【正文】 性能穩(wěn)定、更重要的是 考慮到它的價格低廉，因而適合在此設計中應用 。一般的整流有全波整流、單相半流整流、橋式整流、及 變 壓整流。 整流電路將交流電壓變成單向脈動的直流電壓；濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成份，合之成為平滑的直流電壓。 變壓部分其實就是一個變壓器，變壓器作用是將 220V的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(jīng)行供電。可控硅導通的時間即為 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(xiàn)調(diào)壓。經(jīng)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(diào)壓電路通過單片機控制雙向可控硅的導通角來實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，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(shù)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(shù)值需要取反加 1 再乘于 。 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(shù)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 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(shù)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(shù)字混合電路實現(xiàn)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(shù)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(shù)據(jù) 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(nèi)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(lián)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(shù)據(jù)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(nèi)部 RAM （ 8） 32位可編程 I/O線 （ 9）兩個 16位定時器 /計數(shù)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(nèi)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(nèi)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(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)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(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定， 因此本次設計 應用 PID 控制技術最為 有效 。 大多數(shù)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(xiàn)智能控制，可以解決上述種種不足，從而實現(xiàn)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(diào)，減少調(diào)節(jié)時間。在偏差還沒有形成之前，已被微分 調(diào)節(jié)作用消除。加入積分調(diào)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(diào)節(jié)規(guī)律結合，組成 PI 調(diào)節(jié)或 PID 調(diào)節(jié)； 微分調(diào)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(diào)節(jié)就進行，直至無差，積分調(diào)節(jié)就停止。而三個環(huán)節(jié)在實際控制中的作用： 比例調(diào)節(jié)作用：比例反映系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)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 。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(chǎn)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(nèi)，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(nèi)，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(nèi)，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(nèi)。 （ 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(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。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(nèi)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(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。電導法能準確查出完全失效的電池，根據(jù)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(nèi)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(jù)電池電導值或者內(nèi)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(nèi)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(jù)，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(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。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(chǎn)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(shù)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(jīng)過數(shù)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，