基于单片机的蓄电池在线状态监测系统

毕业设计题目基于单片机的蓄电池在线状态监测系统专业电气工程与自动化班级08级3班学生左远正指导教师殷时蓉重庆交通大学2010 年前言蓄电池作为稳定电源和主要的直流电源, 历史悠久, 使用广泛, 与我们的社会生活息息相关。

作为后备电源, 蓄电池是确保设备正常运行的最后一道生命线, 如果听任其长期处于状态不明的情况下运行, 那么将存在严重隐患。

随着时间的推移, 电池使用年限的增加, 由电池引起的中断事故将防不胜防。

因此, 合理可靠地对电池进行管理和维护, 才能够保证电池有较长的使用寿命,从而达到保证设备拥有不间断电源。

在电源系统的维护中, 蓄电池的维护管理占据非常重要的地位。

怎样才能延长蓄电池的使用寿命, 保证蓄电池有足够的容量, 充分发挥蓄电池作为后备电源的作用, 确保通信、电力、应急等系统的正常运行。

这对各个行业电源及后备电源维护有着非常重要的意义。

蓄电池组是许多设备的动力源或应急电源，因此电池组的性能将直接关系到设备的正常运行。

为了提高蓄电池的使用寿命，保证其可靠运行，需要经常对蓄电池参数进行严格测量，以确保蓄电池组处于最佳的工作状况。

以往，蓄电池参数的测量都是人工完成的。

人工测量速度慢，测量精度不高，而且有害气体影响人体健康。

为减少工人的劳动强度，保障测量人员身体健康，提高测量速度和测量精度，对蓄电池参数进行自动测量显得尤为重要。

在多个单体电池串联组成的系统中，单个电池故障就会影响到整个系统，因此要对电池的充电和放电过程进行系统的检测，在线实时检测蓄电池冲放电的每个阶段的电池的电压，电流，电池体的温度等。

及时找出损坏的和性能显著降低的电池，可以提高整个电池系统的安全性和稳定性。

由于受环境限制，要求系统简小、实用，可以每个电池配备一个单独的系统，通过LED显示单独的电压和电流的变化，方便对单一电池进行维修和日常的维护。

在现今这个以工业为主的社会中，铅酸蓄电池的应用越来越广泛了，如今的交通工具大都装有蓄电池，诸如各式各样的飞机、船舶、火车和汽车等，还有通信行业的后备电源，金融行业的后备电源等等。

这些场合都是要求蓄电池的要求很高的，要求它的运行绝对可靠，这样一来就对蓄电池的检测和维护提出了很高的要求。

如果这些领域在蓄电池方面出现了故障，没有及时发现和解除，那么造成的严重后果是无法估量的。

因此蓄电池检测仪表对蓄电池的正常运行，提高蓄电池的使用寿命，减少应用领域事故发生，降低财产损失有着重要的意义，应用前景广阔。

目录前言 (2)摘要.....................................................................................................................I ABSTRACT........................................................................................................................................................... I I 第一章绪论 .. (1)1.1 蓄电池的工作原 (1)1.2 蓄电池的发展现状 (1)1.3 蓄电池检测在国内外的发展 (2)1.4 当前蓄电池的主要检测技术 (4)1.5 蓄电池在线监测的课题意义 (4)第二章芯片部分的介绍 (6)2.1单片机89C51 (6)2.2A/D转换器TLC549 (8)2.3 温度传感器DS18B20 (9)第三章设计的主要思路 (12)3.1在线监测的主要任务 (12)3.2单片机最小系统设计 (12)3.3系统框图 (13)第四章系统采样部分电路设计 (12)4.1电压采集部分......................................... 错误!未定义书签。

4.2电流采集部分 (16)4.3温度采集部分 (18)第五章 LCD显示部分及通信电路设计 (21)5.1LCD原件简介及接线 (21)5.2通信部分电路设计 (24)第六章总电路图及程序流程图 ............................................................................... 错误!未定义书签。

7.1总电路图 (27)7.2程序流程图 (27)第七章总结与体会 (33)谢辞 (34)参考文献 (35)附录 (36)2012届电气工程与自动化专业毕业设计摘要蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使用。

它的工作原理就是把化学能转化为电能。

它用填满海绵状的铅板作负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用22～28％的稀硫酸作电解质。

在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。

其充放电都有严格的电压、电流、温度的要求，所以必须设计它的检测系统。

蓄电池种类很多，有铅酸蓄电池、铅酸胶体蓄电池、镍氢电池、锂离子电池、锌空气电池和燃料电池等目前常用的蓄电池主要是铅酸蓄电池分别为普通蓄电池、干电荷蓄电池和免维护蓄电池。

铅酸蓄电池一般是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成。

蓄电池组是许多设备的动力源或应急电源，因此电池组的性能将直接关系到设备的正常运行。

为了提高蓄电池的使用寿命，保证其可靠运行，需要经常对蓄电池参数进行严格测量，以确保蓄电池组处于最佳的工作状况。

以往蓄电池参数的测量都是人工完成的。

人工测量速度慢，测量精度不高，而且有害气体影响人体健康。

为减少工人的劳动强度，保障测量人员身体健康，提高测量速度和测量精度，对蓄电池参数进行自动测量显得尤为重要。

本监测系统是以AT89C51单片机为核心，它含有8K字节快擦写可编程/擦除只读存储器(EEPROM)，具有8k的内部RAM;3个16位定时记数器;32个可编程的1/0口线;6个中断源;可编程的串行编口，还具有空闲和掉电方式，它的集成度高、速度快、功耗低，特别适合于多路数据采集的控制系统中。

本系统可以测量蓄电池端电压、电池温度、蓄电池充放电电流等，数据采集电路采用模块化设计。

测量数据在LCD上的显示、存储、上传PC机等功能。

关键词:单片机;蓄电池;智能检测;硬件设计。

左远正：基于单片机的蓄电池在线监测系统ABSTRACTEnergy can be changed in various forms of energy, one of them, the chemical energy into electrical energy conversion device called chemical batteries, the general referred to as batteries, battery cells and batteries are the original division. Discharge can not be used after the manner of charging the internal regeneration of active substances called primary cells, also known as a one-time battery. Can be used after discharge rechargeable internal activity of the establishment of renewable material, the energy stored as chemical energy, the need to discharge the chemical energy to electrical energy is converted to the battery, called the battery, also known as secondary batteries.The lead-acid storage battery group is the drive power supply or contingency power supply for many machines. So the performance of the storage battery group is directly related to the normal running of many device. It is necessary to measure batteries’ parameters accurately and frequently in order to enhance their lives.The monitor system is to take AT89C51 as the core, its chip adopt the craft of CMOS and faces to monolithic machine with memory structure. It implies the quick cleaning of the 8 inside the break source. The programmable string goes to weave, still having the spare time and dropping to give or get an electric shock the way. Its integrated degree is high, the speed is quick the power consumed is low specially suitable for the control system of many methods, data collection. This system can measure 10 roads or 20 roads the electric voltage of electric current etc.Key words: single-chip computer; battery; detection.KEYWORDS：Microcontroller ; battery ; Intelligent detection; hardware design;2012届电气工程与自动化专业毕业设计第一章绪论1.1蓄电池的工作原理蓄电池的放电的化学反应是依靠正极板活性物质(二氧化铅)和负极板活性物质(海绵状纯铅)在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行，放电时，正极板由二氧化铅变成硫酸铅，负极板也由铅变成硫酸铅，充电时，正极板上的硫酸铅还原成二氧化铅，负极板上的硫酸铅还原成纯铅。