【正文】 電路提供TIA/EIA232F電平。10mA 儲(chǔ)存溫度…………－65℃～150℃ 3. 引出端符號(hào)：表21 CC4067引出端符號(hào)A0～A3地址端C控制端I0/O2～I(xiàn)15/O15輸入/輸出通道O/I公共輸出/輸入端VDD正電源VSS地 4. 如圖所示為CC4067管腳圖: 圖24 CC4067管腳圖 ：表22 通道邏輯表達(dá)式(a)輸入導(dǎo)通通道 CA3A2 A1A0 L L L L L L L LLLLLLLLLLLLLHHHHLLHHLL H HLHLHLHLH I0/O0←→I/O I1/O1←→I/O I2/O2←→I/O I3/O3←→I/O I4/O4←→I/O I5/O5←→I/O I6/O6←→I/O I7/O7←→I/O 表23 通道邏輯表達(dá)式(b)輸入導(dǎo)通通道CA3A2A1 A0 L L L L L L L LHHHHHHHHLLLLHHHHLLHHLLHHLHLHLHLH I8/O8←→I/O I9/O9←→I/O I10/O10←→I/O I11/O11←→I/O I12/O12←→I/O I13/O13←→I/O I14/O14←→I/O I15/O15←→I/O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)等4種封裝形式[6]。 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)。 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。 DOUT 腳，串行數(shù)據(jù)輸出端,數(shù)據(jù)由DIN輸入， 引腳輸出，此引腳用來擴(kuò)展MAX7221。ISET腳，連接到VDD的電阻連接端，用來模擬設(shè)定各段驅(qū)動(dòng)電流。 CLK 腳，串行時(shí)鐘輸入端，最高頻率10MHz，在時(shí)鐘上升沿?cái)?shù)據(jù)移位存入內(nèi)部移位寄存器，當(dāng)時(shí)鐘下降沿時(shí)，數(shù)據(jù)由 DOUT 輸出，CLK 輸入僅當(dāng)CS=0時(shí)有效。 GND 腳，接地端，4和9腳都要接地。1. MAX7221 的功能特點(diǎn)： (1) 10MHz 的串行接口； (2) BCD 譯碼/非譯碼模式選擇； (3) 耗電僅150uA的省電模式（顯示關(guān)閉）； (4) 數(shù)字和模擬雙重亮度控制； (5) SPI、 QSPI、 Micro wire等多種串行接口； (6) 顯示位數(shù)可方便地進(jìn)行擴(kuò)展；. 2. MAX7221引腳介紹（見圖23） Din腳，串行數(shù)據(jù)輸入端，數(shù)據(jù)存入內(nèi)部16位移位寄存器。采用 MSOP 封裝的16位、250ksps ADC，單 5V 電源 ，低電源電流：850Μa (典型值) ，自動(dòng)停機(jī)功能可把電源電流減小至 2μA (在 1ksps)，真正的差分輸入[5]。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LTC1864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)。LTC1864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。1．常用的A/D芯片簡(jiǎn)介常用的A/D芯片有AD0809，AD0832，LTC1864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)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU，內(nèi)存，總線系統(tǒng)等。 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位的單片機(jī)呢。模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)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。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、顯示電路、串行通信電路等組成。 (3) 串行通信能夠通過串行通信接口與上位機(jī)進(jìn)行通信，將采集到的參數(shù)值發(fā)送至上位機(jī)處理。根據(jù)實(shí)際情況，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求如下：(1) 電壓采集16路參數(shù)采集通道，能采集超級(jí)電容系統(tǒng)的單個(gè)電容的電壓值及總電壓，電壓信號(hào)采集范圍0～5V。為了便于檢測(cè)，也將超級(jí)電容的電壓檢測(cè)電路進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)[2]。第2章 超級(jí)電容電壓檢測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 超級(jí)電容電壓檢測(cè)系統(tǒng)概述由于超級(jí)單體電壓很低，為獲得較高的電壓和容量，常常將其多節(jié)串聯(lián)和并聯(lián)起來。另外對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行時(shí)域建模，有利于更好的理解超級(jí)電容各物理參數(shù)的特性，從而為更有效的應(yīng)用超級(jí)電容提供依據(jù)。如不對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，在使用過程中將對(duì)整個(gè)組件的性能造成極大的影響。這樣在大電流充放電的時(shí)候，當(dāng)分壓高的電容已經(jīng)充滿時(shí)，分壓低的單體還處于未充滿狀態(tài)。但超級(jí)電容單體額定電壓很低，因此在實(shí)際應(yīng)用中一般由多個(gè)超級(jí)電容通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式組合構(gòu)成超級(jí)電容儲(chǔ)能模塊，以滿足儲(chǔ)能容量和電壓等級(jí)需要。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[1]。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，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。 超級(jí)電容的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀超級(jí)電容是一種新型的儲(chǔ)能元件，最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，是由美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)石油公司(SOC)開始進(jìn)行商業(yè)性研究。(4) 工作溫度范圍寬。(3) 使用壽命長(zhǎng)。超級(jí)電容器的一個(gè)充放電循環(huán)時(shí)間很短，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蓄電池的充放電循環(huán)所需要的時(shí)間。超級(jí)電容器的放電電流可以達(dá)到上百安培，在大電流的應(yīng)用場(chǎng)合，超級(jí)電容器可以更好的滿足功率的要求。從發(fā)展趨勢(shì)看，超級(jí)電容主要是用來取代或部分取代電池。超級(jí)電容存儲(chǔ)的能量可達(dá)到靜電電容器的100倍以上，同時(shí)功率密度比電池高出10～100倍。最近又出現(xiàn)了分別采用電池材料和活性炭材料為兩極混合型超級(jí)電容器。由于它的儲(chǔ)能、釋放過程類似物理電容，因此其放電時(shí)的功率輸出密度很大，一般超過1KW／L，因此非常適合需要大功率應(yīng)用的場(chǎng)合。目前較為合理的觀點(diǎn)是將超級(jí)電容容器分為雙電層電容器(Electric Double Layer Capacitor，EDLC)和電化學(xué)電容器(Electrochemical Capacitor)兩大類。 超級(jí)電容分類目前，關(guān)于超級(jí)電容器的分類方法并未完全統(tǒng)一，有超級(jí)電容器(Super capacitor)，超電容器(Ultra capacitor)，電化學(xué)電容器(Electrochemical Capacitor)，超大容量電容器等名稱，也有的稱為雙電荷層電容器(Electric Double．Layer Capacitor，EDLC)或雙電層電容器(Double Layer Capacitor，DLC)。 超級(jí)電容器自面市以來，全球需求量快速擴(kuò)大，已成為化學(xué)電源領(lǐng)域內(nèi)新的產(chǎn)業(yè)亮點(diǎn)。4 第1章 超級(jí)電容概述 超級(jí)電容簡(jiǎn)介 超級(jí)電容定義 超級(jí)電容器又稱超大容量電容器、金電容、黃金電容、儲(chǔ)能電容、法拉電容、電化學(xué)電容器或雙電層電容器(英文名稱為EDLC，即Electric Double Layer Capacitors)，是靠極化電解液來存儲(chǔ)電能的新型電化學(xué)裝置。超級(jí)電容作為一種理想的新型能源器件，它在眾多的應(yīng)用領(lǐng)域里彌補(bǔ)了常規(guī)儲(chǔ)能器件的單方面缺陷。在上述特殊要求的推動(dòng)下，超級(jí)電容器(電化學(xué)電容器)逐漸成為了人們的研究熱點(diǎn)，它在新型清潔能源，頻繁起動(dòng)和制動(dòng)的城市公交車和軌道交通等領(lǐng)域有著獨(dú)特的優(yōu)越性。這不僅浪費(fèi)能量，而且也增加了站內(nèi)空調(diào)通風(fēng)裝置的負(fù)擔(dān)，并使城市軌道建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用增加。電機(jī)在制動(dòng)時(shí)由于慣性會(huì)伴隨著很大的機(jī)械動(dòng)能。電機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)必要的組成部分，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。中國(guó)人口眾多、經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對(duì)能源的需求大幅度上升，而相對(duì)匱乏的能源儲(chǔ)量已經(jīng)使得我國(guó)在能源安全方面存在著十分危險(xiǎn)的潛在危機(jī)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過程畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格