基于单片机的蓄电池电量检测系统
基于STM32的蓄电池内阻测量系统设计
10.16638/ki.1671-7988.2021.02.014基于STM32的蓄电池内阻测量系统设计齐延兴，杨雪银，王增玉（临沂大学自动化与电气工程学院，山东临沂276005）摘要：文章设计了一款以STM32微处理器为核心的蓄电池内阻测量系统，采用交流阻抗法对电池内阻进行测量。
针对测量信号微弱，易淹没于噪声的特点，应用相关检测技术以检出有用信息。
调试和对比实验数据表明，该系统可实现对蓄电池内阻的在线、快速、精准测量。
关键词：STM32；蓄电池；交流阻抗法；相关检测中图分类号：U463.63+3 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)02-41-03Design of Battery Internal Resistance Measurement System Based on STM32Qi Yanxing, Yang Xueyin, Wang Zengyu( School of Automation and Electrical engineering, Linyi University, Shandong Linyi 276005 )Abstract: In this paper, a battery internal resistance measurement system based on STM32 microprocessor was designed. The internal resistance of the battery was measured by ac impedance method. Aiming at the characteristics of weak measurement signal and easy to be submerged in noise, correlation detection technology was applied to detect useful information. The experimental data show that the system can measure the internal resistance of the battery online, quickly and accurately.Keywords: STM32; Storage battery; AC impedance method; Correlation detectionCLC NO.: U463.63+3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)02-41-031 引言随着能源危机和环境污染的加剧，电动汽车的保有量快速上升，蓄电池的应用量也快速上升。
基于单片机的锂电池多功能工作系统（BMS）
基于单片机的锂电池多功能工作系统(BMS)基于单片机的锂电池多功能工作系统(BMS)根据电池的基本工作特点，介绍了一种用于手机等小型设备的锂电池的管理系统。
工作系统包括基于单片机的主控制模块、电池电量监测系统、电压检测模块、电流监测模块、温度检测模块等。
通过对电池状态的跟踪，对电池进行全面监论文格式论文范文毕业论文【摘要】根据电池的基本工作特点，介绍了一种用于手机等小型设备的锂电池的管理系统。
工作系统包括基于单片机的主控制模块、电池电量监测系统、电压检测模块、电流监测模块、温度检测模块等。
通过对电池状态的跟踪，对电池进行全面监测和控制。
该设计满足了多方面的要求，增强了锂电池的功能性，提高了可靠性和可维护性。
【关键词】锂电池管理；电量监测；温度检测；电压电流检测1、前言现在手机等小型智能设备中的电池多选用锂电池。
锂电池具有自放电率极低，放电电压平缓等优点。
然而锂电池在使用中最关键的就是充放电过程。
比如要对电量进行监控，已充多少电，还需多久充满，已用多少电量，还有多久待机时间。
其次就是电池使用的安全问题，电池温度的监测必不可少。
为此，项目组根据锂电池管理的几个必不可少的因素进行了研究和开发，旨在研究过程中优化管理系统，提高电池性能。
2、系统的硬件设计图1 系统电路图电压采样、电流采样和温度采样测量锂电池的电压、电流和温度，并通过ADC转换为数字信号输出给单片机，经过内部处理后用LCD显示。
同时，AT89S52通过采样到的三个信号值进行电量算法的计算和显示。
另外对锂电池的电压、电流和温度实施监控。
1 单片机及外围电路为了充分利用单片机的IO端口和外设并降低设计成本，系统选用了AT89S52。
该单片机是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 系统可编程Flash 存储器。
片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，完全满足系统需要。
基于MSP430单片机的蓄电池电导测试仪设计
[5]刘险峰，倪洪权，杨海峰，等.基于直接采样相移法的蓄电池内阻测量[J].电池工业，2012，17（2）：67-69.
[6]江国栋，邓荣.便携式蓄电池内阻测试仪的噪声抑制[J].电源技术，2013，37（1）：97-99.
设计的测试信号产生电路如图3所示。采用MAX038产生频率可调的正弦波，采用MSP430F169单片机片内的D/A转换器输出直流电压控制MAX038输出信号的频率，采用MAX9711对MAX038输出的信号进行功率放大。
2.4差动放大和幅相检测电路
根据取样电阻和蓄电池上的电压和求得两者的幅度比和相位差即可求得蓄电池的等效内阻和等效电容。因为蓄电池的内阻一般在量级，的幅度一般较小，所以在幅相检测之前需要对和进行放大。本文采用仪用放大器AD8235对和进行放大，然后利用幅相检测芯片AD8302检测两者的幅度比和相位差，具体电路如图4所示。。
标签：铅酸蓄电池；电导测试仪；交流注入法；幅相检测；MSP430；AD8302；
铅酸蓄电池广泛应用于潜艇动力系统，蓄电池的正常与否直接影响到潜艇的安全航行及隐身性能。现在很多常规潜艇依然是工作人员通过滑车在蓄电池舱内用密度计测量电解液的比重借以判断蓄电池的剩余容量。这种测量方式读取速度慢、测量精度不高、而且蓄电池溶液腐蚀性较强，近距离测试影响人身健康。虽然蓄电池的电导测量不能判断蓄电池的剩余容量，但却可以快速有效地发现失效电池，对于战场抢修意义重大。本文采用MSP430单片机为主控单元，设计了一种蓄电池电导测试仪，该测试仪操作简单，测量速度快，数据自动保存，具有一定应用价值。
参考文献：
[1]黄炳诚.电导测试在蓄电池测试中的应用[J].动力与电气工程，2012，（3）：123.
基于单片机的蓄电池电量检测系统设计开题报告
基于单片机的蓄电池电量检测系统设计开题报告随着科技的不断发展，电力能源的利用和管理越来越受到重视。
蓄电池是一种常见的储能设备，广泛应用于各种电力系统、通信设备、家用电器等领域。
然而，蓄电池的充放电状态是一个关键的参数，直接影响其性能和寿命。
对蓄电池电量进行检测和管理成为了一项重要的工作。
本设计拟采用单片机技术，设计一种基于单片机的蓄电池电量检测系统，以实现蓄电池电量的准确测量和状态监控。
1. 设计背景随着蓄电池的广泛应用，对电池电量的准确检测和管理愈发重要。
传统的蓄电池电量检测方法主要依靠电压测量，然而，由于电池内阻、温度等因素的影响，仅仅依靠电压测量的方法已经无法满足实际需求。
基于单片机的蓄电池电量检测系统的设计是必要的。
2. 设计目标本设计旨在设计一种基于单片机的蓄电池电量检测系统，能够准确测量蓄电池的电量，并实现对蓄电池充放电状态的实时监测。
具体目标如下：(1) 实现对蓄电池电压、电流、温度等参数的准确测量。
(2) 基于所测量的参数，计算出蓄电池的电量，并进行显示。
(3) 实现对蓄电池的充放电状态进行实时监测，并能够发出警报。
(4) 设计简单、成本低，易于实现和推广。
3. 设计原理本设计采用单片机作为核心控制器，通过采集蓄电池的电压、电流、温度等参数，利用数学模型进行计算，并结合LCD显示屏进行显示。
具体原理如下：(1) 采集电压和电流：通过传感器采集蓄电池的电压和电流信号，经过模数转换器（ADC）转换成数字量信号。
(2) 采集温度：通过温度传感器采集蓄电池的温度信号，同样经过ADC转换成数字量信号。
(3) 数据处理：通过单片机对所采集的数据进行处理，计算蓄电池的电量和温度，并进行显示。
(4) 实时监测：对计算得到的电量和温度进行实时监测，当电量过低或温度过高时，发出警报。
4. 设计方案本设计采用STC89C52单片机作为控制核心，驱动LCD1602液晶显示屏进行显示，通过MAXxxx传感器模块采集蓄电池的电压、电流和温度信号。
51单片机电池电量检测系统设计
51单片机电池电量检测系统设计1. 简介本文档描述了一种使用51单片机设计的电池电量检测系统。
该系统旨在监测电池的电量，并通过51单片机进行数据处理和显示。
该系统适用于需要监测电池电量的各种设备，如智能手表、无人机等。
2. 系统设计2.1 系统架构该电池电量检测系统由以下主要组件构成：•51单片机：作为系统的核心处理器，负责数据采集、处理和显示。
•电压测量模块：用于测量电池的电压。
•LCD显示模块：用于显示电池电量信息。
•按钮模块：用于系统操作和设置。
2.2 硬件设计2.2.1 电压测量模块电压测量模块主要由一个ADC转换器组成，用于将电池电压转换为数字量，以便51单片机进行处理。
2.2.2 LCD显示模块LCD显示模块用于显示电池电量信息。
可以使用基于液晶技术的LCD模块，通过51单片机控制显示电池电量的百分比或其他信息。
2.2.3 按钮模块按钮模块用于系统的操作和设置。
可以通过按钮模块实现电池电量的复位、设置电池类型等功能。
2.3 软件设计2.3.1 系统初始化系统初始化时，51单片机将初始化ADC转换器、LCD显示模块和按钮模块。
设置合适的ADC参考电压，配置LCD显示模块的参数，并对按钮模块进行初始化。
2.3.2 电池电量测量系统将定时读取ADC转换器的数值，转换为电池电压。
然后，根据电池的电压和电池类型进行电量计算，并将计算结果存储在内存中。
2.3.3 数据显示每次电池电量测量完成后，系统将更新LCD显示模块上的电量信息。
可以通过LCD显示百分比、图形等形式显示电池电量信息。
2.3.4 系统操作通过按钮模块，用户可以对系统进行操作，如复位电池电量计数、设置电池类型等。
3. 总结本文档描述了一种使用51单片机设计的电池电量检测系统。
通过ADC转换器测量电池电压，并使用LCD显示模块显示电池电量信息。
此系统可广泛应用于电池电量监测领域，提供方便和准确的电量监测功能。
基于STC单片机的蓄电池检测系统设计
167工业技术与实践丨学术平台丨引言1蓄电池在众多重要设备系统中起到不间断提供电源的重任，但是目前在很多场合蓄电池实际上处于一种长期完全不维护状态。
长期不维护的蓄电池组容易因漏液、过放、发热等因素导致失效，由此可能引发设备系统的重大故障。
因此，设计一种简便的方法对蓄电池进行实时监测是非常有必要的。
本检测系统利用STC 单片机作为核心控制器，结合A/D 转换电路、数据处理电路等实现对蓄电池工作状态的实时检测，利用液晶显示屏来显示蓄电池实时温度、蓄电池电压、蓄电池内阻等检测参数。
检测系统总体结构2本蓄电池检测系统由蓄电池工作电路、数据处理模块、数据采集控制模块以及显示监控模块组成，系统总体框架如下图所示。
控制器2.1 STC2C5A60S2蓄电池检测系统宜设计成手持式便携设备，应选用小型轻便的控制器来实现系统的控制要求。
STC2C5A60S2系列单片机较传统8051速度快8-12倍，是高速、低功耗、抗干扰强的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051。
除此之外，该控制器内部设备非常丰富，如内部集成MAX810专用复位电路、2路PWM、8路高速10位A/D 转换（250k/s）等，有效地降低了检测系统的设计成本及设计难度，符合检测系统简易操作及便携式低成本的要求。
数据处理模块2.2在充放电的电路中，电压经过整流器的整流，然而在实际使用过程中，电路中的电压依然存在着波动变化，将会对电压数据的采集造成一定的影响，并且在在整流电路输出电压之后仍然存在着一些谐波分量。
为了去除噪声对控制系统的干扰，提高系统的稳定性，本系统采用π型整流滤波电路对检测系统信号进行处理。
本系统采用AD620放大器对温度信号、电流信号等进行放大，其增益可达到1-10000且具有设计简单、功耗低、噪声小等优点。
数据采集控制模块2.3数据采集控制模块决定了检测系统的精度，AD 转换电路又是数据采集控制模块的核心，因此AD 芯片的选择决定了检测系统的精度水平。
基于单片机的蓄电池电量检测系统
基于单片机的蓄电池电量检测系统摘要：随着蓄电池在生产生活中的大量应用，如何实时的对蓄电池进行电量检测变得很有实际意义。
文章介绍了一种检测蓄电池电量的方法，在实际工作中取得了良好的效果。
关键词：蓄电池；剩余电量；方法文献标识码：A文章编号：1006－8937(2009)16－0122－02随着生产力和科学技术的发展，蓄电池作为一种性能可靠的化学电源，其应用价值与日俱增，日益广泛地运用在航空航天、交通运输、电力、通信、军事工业等部门的设备中，已经成为这些设备中最重要的关键系统部件之一。
蓄电池剩余电量是用户非常关心的一个问题，因为蓄电池电量的多少直接影响整个供电系统的可靠性。
而供电系统的可靠性将决定整个系统能否正常运行。
因此及时准确的检测蓄电池剩余电量变得非常重要，而检测方法的研究则很有实际意义。
蓄电池是一个复杂的电化学系统，它在不同负载条件或不同环境温度下运行时，实际可供释放的剩余电量不同；而且随着蓄电池使用时间增加，其电量也将下降。
通常用来检测蓄电池电量的方法有多种，比如根据蓄电池的电解液密度来估算剩余电量的密度法，该方法精度较低而且有很大局限性：不适合密封的蓄电池；随着蓄电池使用时间的增加，电极的损坏，更加难以准确推算出剩余电量。
同时，这种方法也难以适应目前广泛应用的VRLA蓄电池的在线检测。
近些年常用的几种蓄电池剩余容量检测方法之中，对在线使用的蓄电池来说，基于单片机的电池电量检测方法对系统产生的影响较小，并且测量精度较高，即使蓄电池电极损坏也能较为准确的检测其电量。
1电池特性蓄电池所做的有效功是电容量和电压的乘积。
蓄电池的电容量是放电电流与放电时间之积。
因此蓄电池大特性以电容量、电动势、内阻和放电效率表示，这些参数成为衡量电池性能的主要参数。
电动势是电池在理论上输出能量大小的量度之一。
电动势与反应物质性质、和有关，也与电解液的温度和浓度有关。
电池的放电电压随放电时间的平稳性表示电压精度的高低。
基于C8051F020的蓄电池充电系统的研究与设计
管 的 开 通 与关 断 ， 实 现 蓄 电池 的充 电控 制 。
２ 系统 硬 件 结构 和 原 理
Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ 主 电 路 如 图 ２所示 ， 以双 管 反 激 变换 器 作 为 充 电系 统 的 功 率 主 电路 。功 率 主 电路 由反 激 变 压 器 、原 边 功 率 开 关 管 Ｓ１和 Ｓ ２ 、 箝 位 二 极 管 Ｄ１和 Ｄ２ 、 副边整流二 极管 Ｄ ３等 组 成 。 双 管反 激 变 换 器 具 有 以下 优 点 ： １ ） 由 于两 个 功 率 开 关 管 同 时 开通 、 关断 ， 每个 功 率 开关 管 只 承 受 一 半 的关 断 电 压 ， 适 合 输 入 电 压较 高 的场 合 ； ２ ） 续 流二 极 管 Ｄ１和 Ｄ ２将 变 压 器 漏 感 能 量 回馈 到 输 入 侧 ， 有 效 的抑 制 了漏 感 引起 的关 断 电压 尖 峰 ， 省去 Ｒ ＣＤ漏 感 尖 峰 吸 收 电路 ， 并使 得 功 率 开 关 管 承 受 的 电压 应 力 仅 为 输 入 电压 。 因 此 双 管 反 激 变 换 器 适 合 本 充 电 系 统 高输 入 电压 的 要 求 ， 同 时充 电系 统 的 结构 简单 和控 制 更 为 方 便 。 如 图 ２所 示 ， Ｕ － ｎ 为 蓄 电 池充 电 系 统 的直 流 输 入 电 压 ， 驱 动 电路 输 出 两 路 相 互 隔离 的 驱 动 信 号 ＤＲ ｖ ＿ Ｇ１和 Ｄ Ｒ Ｖ — Ｇ２驱 动 功 率 开 关 管 的 导 通 与关 断 ，使 双 管 反 激 电路 的输 出 电压 或 输 出
张 琦 王文理 王会锋
（ 河北大学电子信息工程学院， 河北 保定 ０ ７ １ ０ ０ ０ ）
摘 要
针 对 蓄 电 池厂 家 对 制 造 的 蓄 电池 检 测 的 需 求 ， 设 计 了一 种 控 制 响 应 速 度 快 ， 智能化程度 高， 可 自动 记 录 和 存 储 数 据 的
基于单片机控制的汽车蓄电池电压、容量监测系统设计
10.16638/ki.1671-7988.2019.24.053基于单片机控制的汽车蓄电池电压、容量监测系统设计*宋海燕，陈继涛，宋娟（青岛黄海学院，山东青岛266427）摘要：蓄电池作为汽车的稳定电源和后备电源，是确保车载用电设备正常运行的最后一道生命线。
设计一种基于单片机的汽车蓄电池状态监测系统，能实现对汽车蓄电池的电压及容量等数据的实时监测、显示及电压超限报警，具有重要的意义。
关键词：蓄电池；电压；容量；单片机中图分类号：U463.3 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)24-165-02Design of voltage and capacity monitoring system of automobile batterybased on MCU*Song Haiyan, Chen Jitao, Song Juan（Qingdao Huanghai College, Shandong Qingdao 266427）Abstract: As the stable power supply and backup power supply of vehicle, battery is the last lifeline to ensure the normal operation of vehicle electrical equipment. It is of great significance to design a condition monitoring system of automobile battery based on single chip microcomputer, which can realize the real-time monitoring, display and over limit alarm of voltage and capacity of automobile battery.Keywords: Battery; Voltage; Capacity; MCUCLC NO.: U463.3 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)24-165-02引言现在随着汽车行业的迅速发展，汽车蓄电池的重要性也越来越受到人们的重视，蓄电池作为直流系统向外供电的唯一设备，为汽车的起动、点火、照明等提供工作电源，其性能的好坏直接关系到汽车电力系统的安全、可靠、高效运行与乘坐舒适性。
基于单片机的蓄电池电量检测系统
目前在电动汽车的应用中 ,普遍存在着蓄电池的使用寿 命不长 ,管理不当等问题 。针对以上问题 ,本文所阐述的蓄电 池检测系统 ,在结构设计上采用了单片机控制 ,对蓄电池组的 工作状态可进行实时监控 ,以期对延长蓄电池组的使用寿命 有所帮助 。
1 设计原理介绍
本文的主要内容为阐述如何用 HOLTEK单片机测量和监 控蓄电池组的充放电 ,并加以记录显示 。设计原理方面则重
图 1 运算电路
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E IC Vo .l 15 2008 No. 5 37
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该系统能够实时监测每个电池的电压 ,以便随时了解电 池的充放电状态 ;较为精确地估计出电池的剩余电量 ,并且进 行实量显示 ,从而避免电池因过充 、过放而受到伤害 。
使用该系统后 ,可以使用户了解电池的运行状态和方便 快速地维护蓄电池 。该系统可应用于各种蓄电池组的性能检 测 ,这对确保电力 、通信电源系统的可靠性具有一定的现实意 义 。此外 ,该系统最突出的优势在于低功耗设计 。当系统检测 到无电流时 ,单片机将进入休眠状态 ,此时 ,正常的工作电流 降到很低 ,这是因为系统的 RC振荡器已停止振荡从而降低了 功耗 。芯片维持现在状态直到被唤醒后继续运行 。
无电流就让单片机处于休眠状态 ,以减少能量消耗 ,达到低功 耗的目的 。
(3) 是否要唤醒单片机 ,是何种唤醒方式 :若是看门狗 ,则 进行初始化 ;若是有键按下 ,则显示电量 。
基于飞利浦51单片机的智能蓄电池巡检监控系统的设计
运行条件 ， 电池 可 以达 到 最 长 的使 用 寿命 ， 一般 采用 相 对 较 小 电
流 充 电效 果 更 好 ，充 电过 程 应 保 持 电解 液 温 度 不超 过 ４ ￣ 一 ０Ｃ，
般 温 度 升 高 ຫໍສະໝຸດ 体浮 充 电 压下 降 。 单
采 集模 块 的 功 能是 将 单 节 电池 电 压 、 电池 组 充 放 电 电 流 等 任 何 变化 快 速 准 确 地检 测 出来 。 当电 池 电 压信 号 传 送 到 采集 模
ｇｌｃｈｐ．ｎ ｓ ｆ ｅ ｉ ａ ｄ ｏｔ ｗａｒ ａｎ ｈ ｒ ｗａｒ ｄｅ ｉ ｓ ｒ ｉｔｏ ｃｅ Ｔ ｅ ｏ ｒ ｓ ｓｅｍ ｃ ｃ ｒ ｏ ｔ ｅ ｅ ｌ ｉ ｍｏｎｔ ｒ ｏ ｔｅ ｅ ｄ ａｄ ｅ ｓｇｎ ａ ｅ ｎｒ ｄｕ ｄ．ｈ ｃ ｎｔ ｏｌ ｙ ｔ ａｎ ａｒｙ ｎ ｈ ｒ ａ —ｔ ｍｅ ｉ ｔ ｈ ｏ ｍｏｎ ｍ ｅ ｃｕ ｏ ｒａｃ ｍｕｌｔ ｒｃｅｌｖ ｔ ｅ， ｃ ｌ ｎｎ ｒ ｅｓｓａｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｏ ｌ ｏｌ ａｇ ｔ ｈｅ ｅｌ ｉ ｅ ｒ ｉｔ ｃ ａ ｄ ｅｍｐｅ ａｕｒ Ａｔ ｈ ｓ ｍ ｅ ｉ ｒ ｔ ｅ． ｔｅ ａ ｔ ｍｅ， ａｎ Ｉ ｃ ｍｏｎｉ ｒ ｔｅ ａｔ ａ ｅ ｔ ｔ ｈ ｄ ａ ｃｈ ｎｇ ｏ ａ ｄ ｅ ｉｅ ｔ ｒ ｓｏ ｍ ｕｂｓａｉｎ ｏｎ － ｓａ ｃｅ ｍ ｏ ｔ ｃ ｎ ｒ ｂ ｓ ｒ ｃｏ ｍｕ ｃａｉｇ ｎ ｒ ａｌ ｈｅ ｔａｎ ｆ ｒ ｓ ｚ ｔ ｔ ｌ ｇ—ｄｉｔ ｎ ｏ ｎｉ ｏｒ ｏ ｔｏｌ ｙ ｅ ｉ ａｌ ｍ ｎｉ ｔ ｗｉ ｈ ｔｃ ｎ ｔ ｈ ｏｓ ｏｍｐｕｅｒ ｎ ｔ ｅ ｓｎ ｔ ａ ｄ ｈ ｉ—
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志斌单片机的蓄电池性能检测(终稿)修改版0
本科生毕业设计（论文）学院（系）：电子与电气工程系专业：电气工程及其自动化学生：王志宾指导教师：唐晓燕完成日期 2011 年 5 月本科生毕业设计（论文）基于单片机的蓄电池性能测试电路的设计Test Circui t of Accumulator’s Function Based on MCU总计：毕业设计（论文）27 页表格：0 个插图：18 幅本科毕业设计（论文）基于单片机的蓄电池性能测试电路的设计Test Circuit of Accumulator’s Function Based on MCU学院（系）：电子与电气工程系专业：电气工程及其自动化学生姓名：王志宾学号：097409028指导教师（职称）：唐晓燕（讲师）评阅教师：完成日期：基于单片机的蓄电池性能测试电路的设计电气工程及其自动化专业王志宾[摘要] 阀控铅酸蓄电池作为后备电源已经广泛应用于工业生产，交通、通信和军事领域。
如何高效率管理这些蓄电池，提高后备电源系统的可靠性是一个很现实的重要课题。
因此，本课题设计一基于单片机的蓄电池性能检测系统。
该系统采用精密电阻和电池构成串联电路，用交流注入法对蓄电池注入微弱正弦波信号，通过对输出响应进行一系列的放大、幅相检测、AD转换和采集，然后根据测量到的电压比来推算电池内阻。
试验结果表明：该方法能够被有效地用于铅酸电池内阻测量，测量结果稳定有效。
[关键词]幅相检测；AD转换；单片机；电池内阻Test Circuit of Accumulator’s Function Based on MCU Electrical Engineering and Automation Specialty WANG Zhi—binAbstract:Valve control of lead-acid batteries as a backup power supply has been widely used in industrial production, transportation, communications and military areas. How to efficient management these batteries, improve the reliability of backup power system is a very realistic important topic. Therefore, the subject is based on single chip design a battery performance testing system. The system adopts the precise resistance and battery constitute a series circuit, using ac injection method to inject weak battery sine wave signal, a series of output response by the amplification, amplitude and phase detection, AD transform and acquisition, and then based on the measured resistance calculation battery voltage board. Test results show that the method can be used effectively as lead-acid battery resistance measurement, the measured results stable and effective.Key words:Amplitude and phase detection; AD transform; SCM; battery resistance目录1引言 (1)1.1研究背景 (1)1.2蓄电池研究现状 (1)1.3蓄电池的性能指标 (2)1.4蓄电池性能的判断因素 (3)2测试方法研究 (4)2.1内阻参数的相对性与绝对性 (4)2.2蓄电池内阻与容量的关系 (5)2.3蓄电池等效电路 (6)2.4方案的探讨 (6)2.5交流法 (7)3硬件电路的设计 (9)3.1总体框架 (9)3.2主处理器模块 (10)3.3探测电路 (13)3.4差分放大电路 (13)3.4.1 INA321芯片简化图 (14)3.4.2 INA2321电路图 (14)3.5幅相检测电路 (15)3.5.1 AD8302介绍 (15)3.5.2 AD8302电路图 (15)3.6模数转换模块设计 (16)3.6.1 模数转换芯片AD0809 (16)3.6.2 ADC0809与单片机的接口电路 (17)3.7液晶显示 (18)3.7.1 LCD1602介绍 (18)3.7.2 LCD1602与单片机的接口电路 (21)4软件部分 (21)4.1 主程序 (21)4.2 A/D转换子程序 (22)4.3 LCD1602初始化部分 (23)结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (28)1 引言1.1 研究背景阀控铅酸蓄电池(Valve Regulated Lead Acid Battery——VRLAB)作为后备电源已经广泛应用于工业生产，交通、通信和军事领域。
基于单片机控制电源检测系统电路
基于单片机控制电源检测系统电路基于单片机控制电源检测系统电路摘要随着数字化的快速发展和生活水平的不断提高，人们对电子设备的依赖越来越高，电子设备的持续运行已经成了一种普遍现象，但是在设备持续的运行过程中，总会出现一些无法预料的意外情况发生，比如突然停电，在此过程中，一旦未能及时的做出反应往往会对服务器造成相当严重的损害，面对上述这类情况，本设计中采用了单片机技术针对一旦出现停电现象后，由单片机中的外中断接受到停电信号，并立马回馈。
将由单片机自动发送关机指令从而使服务器在安全模式下自动关机的电源监测系统。
本次设计将控制电源检测系统电路作为研究对象，以AT89C51单片机为设计核心，设计了一种在市电断电的状态下使系统自动停机的设备主要用于防止因为停电故障对系统造成不必要的损失。
本次设计中主要利用到单片机系统，接口转换电路以及服务器三大部分。
最终要求能够达到由单片机发出停机信号经过接口转换电路的输送到达服务器，使服务器安全关机，从而保护服务器。
关键词：数字时钟； DS1302； LED； AT89C51Based on the single-chip microcomputercontrol circuit power test systemABSTRACTWith the rapid development of digital and the continuous improvement of living standards, people is higher and higher dependence on electronic equipment, electronic equipment run continuously has become a common phenomenon, but in the process of continuous operation, there is always some unforeseen accident happens, all of a sudden power outage, for example, in the process, once failed to timely respond to often can cause serious damage to the server, in the face of all these this kind of situation, this design USES the single-chipmicrocomputer technology for once appear blackouts, receive the power signal by single chip microcomputer in the external interruption, and promptly feedback. Send by single chip microcomputer automatic shutdown command to the server in safe mode automatic shutdown of the power monitoring system.This will control the power supply test system circuit design as the research object, with AT89C51 as the core design, design a mains power under the state of the system of automatic stop device is mainly used to prevent because outages caused unnecessary loss to the system. Mainly used to in the design of the single chip microcomputer system and interface conversion circuit three parts and the server. To achieve the final request made by single chip microcomputer downtime after interface conversion circuit of signal transmission to the server, the server safety shutdown, thus protecting the server.Key Words: AT89C51; C++Builder; power system; Pro tel目录一、绪论随着数字化的不断进步各种电子设备已经成为人们在日常生活中不可或缺的一部分，可以这么说，要在电子时代的当下生活，离开了电子设备是寸步难行的。
基于飞利浦51单片机的智能蓄电池巡检监控系统的设计说明书
基于飞利浦５１单片机的智能蓄电池巡检监控系统的设计基于飞利浦５１单片机的智能蓄电池巡检监控系统的设计ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｔｏｒａｇｅＢａｔｔｅｒｙＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＰｈｉｌｉｐ５１Ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ汪定华张晓江（合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥２３０００９）擅要介绍基于飞利浦５１单片机（Ｐ８９Ｖ５１ＲＤ２ＢＮ）的电池巡检监控系统的设计方案及软硬件设计，该控刺系统能对串联蓄电池的单体电压、电池内阻及电池表面温度等进行实时监控，实时监测各数据的变化，并通过单片机与上位机的串行通讯实现变电站的远程监控。
关键词：单片机，电池巡检系统，串行通讯ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｄｅｓｉｇｎｐｒｏｊｅｃｔｏｆｓｔｏｒａｇｅｂａｔｔｅｒｙｐａｔｒｏｌａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄＯｎＰｈｉｌｉｐ５１ｓｉｎ·ｇｌｅｃｈｉｐ．ａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｃａｎｃａｒｒｙｏｎｔｈｅｒｅａｌ—ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｔｏｔｈｅｍｏｎｏｍｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒｃｅｌｌｖｏｌｔａｇｅ．ｔｈｅｃｅｌｌｉｎｎｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，Ｉｔｃａｎｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｄａｔａｃｈａｎｇｅａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｂｙｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇｗｉｔｈｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒａｎｄｔｈｅｓｉｎ—ｇｌｅｃｈｉｐ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ．ｓｔｏｒａｇｅｂａｔｔｅｒｙｐａｔｒｏｌａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．ｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ本系统采用高性能单片机控制，通过采集电压及放电电流等来检测电池组的状况，并设计报警功能，最后通过ＲＳ４８５现场工业总线与上位机通讯并传送数据到远程监控计算机，实现远程监控。
采用MSP430单片机完成电池电量测量系统方案
1 绪论1.1 引言锂离子电池是20世纪70年代以后发展起来的一种新型储能电池。
由于其具有高能量、寿命长、低能耗、无公害、无记忆效应以及自放电小、内阻小、性价比高、污染少等优点，锂离子电池在逐步应用中显示出巨大的优势，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机、电动汽车、储能、航天等领域[1]。
目前使用的各类电池中，锂离子电池(也称锂离子二次电池或锂离子蓄电池)是近十几年才发展起来的一种新型电源。
自20世纪90年代初日本索尼能源开发公司和加拿大莫里能源公司研制锂离子电池获得成功以来，一直是世界各国竞相研究开发和应用的热点[2]。
在第215届电化学会议中，新型电极材料仍是锂离子电池的研究热点之一，与传统正极材料LiMn204、LiCoO2、LiMnPO4相比，LiFePO4正极材料所特有的安全性能引起了人们的重视。
其中粘结剂作为非导电的活性材料在锂离子电池中的重要性开始逐渐被认识和接受。
美国劳伦斯伯克利国家实验室研究了电极循环性能与电极片机械能的关系，发现电极的机械能与长期循环性能的关系密切，电极的损坏，特别是碳负极的损坏主要源于极片力学性能的下降，指出电极材料并不是决定电极性能的唯一因素，粘结剂的性能和极片的制备方法、工艺也是必须考虑的[3]。
近年来，许多研究者不再局限于对某一材料的制备与优化，开始着眼于整个系统的匹配，优化电极片和制备方法，瞄准动力汽车的需求设计高能量电池和高功率电池，分析电池衰退的原因，开发满足动力电池需要的3000至5000次循环寿命的长寿命锂离子电池[4]。
涉及锂离子电池的研究内容和手段不断的丰富，对于锂离子电池制备工艺的提高也有很大的促进与提高。
以上所述介绍了锂电池的发展现状，进一步研究和开发锂离子电池对发展与能源密切相关的的各项产业具有非常意义，而且通过本课题的研究为我增加了很多聚合物锂电池的知识。
电池运行状态的监测主要是通过检测电池的电压、电流、温度等同电池性能密切相关的参数与时间相对应的关系，得出当前电池的运行状态信息，然后通过分析处理并和预先设定的电池性能判断标准进行比较，从而诊断出电池的当前的健康状态是否良好[5]。
基于单片机的电池容量检测系统的设计与实现
基于单片机的电池容量检测系统的设计与实现设计和实现基于单片机的电池容量检测系统通常涉及到硬件设计和软件编程两个方面。
下面是一个简单的步骤指南，以及一些可能的硬件和软件模块。
硬件设计：1. 选择单片机：根据项目需求选择合适的单片机，考虑其性能、功耗、IO口数等因素。
2. 电池接口：设计电池与单片机的连接电路，可以采用模拟电路或数字电路，具体取决于电池的输出信号类型。
3. 电流传感器：如果需要实时监测电池的充放电电流，可以集成电流传感器。
4. 电压传感器：集成用于测量电池电压的传感器。
5. 温度传感器：考虑集成温度传感器以监测电池的温度，因为电池性能与温度密切相关。
6. 显示模块：集成显示模块，可以是LCD、LED、数码管等，用于显示电池容量或其他相关信息。
7. 通信模块：如果需要与其他设备通信，考虑集成通信模块，如UART、SPI、I2C等。
软件设计：1. 编写初始化代码：初始化单片机的各个模块，包括电池接口、传感器、显示模块等。
2. 电池参数读取：编写代码以定期读取电池的电压、电流和温度参数。
3. 电池容量估算：使用读取的参数，结合电池的放电曲线和温度补偿，估算电池的实际容量。
4. 显示控制：根据估算的电池容量，更新显示模块上的信息。
5. 通信处理：如果有通信模块，编写代码以处理与其他设备的通信。
6. 异常处理：添加异常处理代码，处理电池过充、过放、温度过高等异常情况。
7. 节能优化：针对电源有限的单片机系统，考虑设计和实现节能策略，以延长系统寿命。
8. 用户界面：如果有必要，设计和实现用户界面，方便用户与系统交互。
调试和验证：1. 仿真和模拟：使用仿真工具和模拟器验证软件算法和逻辑。
2. 硬件调试：连接硬件，通过调试工具（示波器、逻辑分析仪等）检查电路的正确性。
3. 系统集成：将软件加载到单片机中，进行整个系统的集成测试。
4. 实地测试：在实际环境中测试系统性能，与实际电池进行对比验证。
5. 性能优化：根据测试结果，对系统进行性能优化和调整。
基于单片机的蓄电池电量检测
0 前言在可持续发展的新时期背景下，蓄电池由于具有循环利用、环保节约的特点，近些年被广泛的应用到各动力领域之中，但由于蓄电池是一个复杂的电化学系统，在不同环境下释放的剩余电量各有不同，为使用户更好的了解蓄电池的运行状态，方便用户更快速的维护使用蓄电池，对蓄电池电量进行准确可靠的检测十分必要，同时对环保电源系统的发展也具有重要现实意义。
1 蓄电池及单片机蓄电池电量检测原理1.1 单片机蓄电池电量检测蓄电池是一种化学能源电池，通过化学电解液的充放电转换，为供电系统提供能源动力，其中蓄电池所做的有效功是电容量与电压之间的乘积，而电动势是蓄电池理论上输出能力最小的量度，其与蓄电池内部的物质性质、电解液温度、浓度都有一定的关系，由于蓄电池内部化学系统构造复杂，在不同的负载条件及不同的温度环境下，可供释放的剩余电量各有不同，因此电容量、电动势以及内阻、放电率成为衡量蓄电池的重要参数，而蓄电池的电量对供电系统的可靠性起着直接的影响，因此为确保供电系统的稳定性，能够实时的对蓄电池剩余电量做出检测就显得十分必要[1]。
过往主要是通过电解液密度估算来检测蓄电池的剩余电量，但是此种方法不适合密封的蓄电池，同时随着蓄电池使用时间的不断延长，电极转化能力下降，就更难估测出蓄电池的准确电量。
近些年在智能化迅速发展的推动下，有研究学者发现，单片机具有编程性的特征，基于单片机的蓄电池电量检测可更加准确的估测出蓄电池的剩余电量。
1.2 四线法的内阻测量通常来讲，蓄电池的内阻大都较小，所以，可以忽略不计测量线的阻抗。
四线法进行测量，指的是将感应电路电压和驱动电流回路分开。
对蓄电池内阻的测量方法是，将恒定的交流音频电流源is 在蓄电池的两端进行施加，然后对电池两端电压Vo 进行检测，包括检查Vo 和is 的夹角。
其公式为：R=Zcos;Z=Vo/io，所以R 为所需蓄电池的内阻。
1.3 蓄电池等效模型蓄电池欧姆电阻R 对电池的荷电程度进行了表征，为了对测量进行简化，应将纯电阻R0、R1、R2从纯电阻中分离出来，同时，由于R 和R0之间具有线性关系，因此，对电池荷电程度用R 接地进行表征。
基于STM8L系列单片机的电量显示系统设计_杨镇遥
2． Shanghai Instrument Ｒesearch Institute，Shanghai 200082，China）
Abstract：With the continuous depletion of the fossil energy，more and more people will shift their attention to the
（4） 灯亮起显示当前剩余电量，3 s 后单片机断 电，灯灭，系统关闭。
（5） 当处于充电工作 模 式 下 时，不 用 考 虑 低 功 耗，所以在充电器接上的时候系统就开始工作。
（6） 系统工作后 3 只绿色 LED 灯实时显示剩余 电量，直到充电器取下才关闭系统，灯灭。
（7） 无论两种工作状态的任何一种情况下，当检测 到温度超过 45 ℃，则红色 LED1 灯亮起，警告温度过高。 4． 2 电量显示不同状态表
tire system is in a low power state． This circuit with the power display system has been successfully used in a 36 V lithi-
um battery charger．
Key words：MCU； power display； battery； low power state
当电池组接上充电器进行充电时：单片机 10 脚置 高，并使 D3 二极管导通，因此电源可以为单片机持续 供电，单片机持续工作不会自动停止（ 此时不必考虑 低功耗问题） ，3 只绿色 LED 灯常亮实时显示当前电 量值。红色 LED 则在温度超过 45 ℃ 时会亮起。
4 系统软件的实现
4． 1 电量显示程序功能描述 （1） 本电量检测系统分为两种工作方式：a． 正常
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基于单片机的蓄电池电量检测系统
崔秋丽1，2(1.苏州大学电子信息学院，江苏苏州 215006;2.苏州工业职业技术学院，江苏
苏州215104)
作者简介：崔秋丽（1978-），硕士研究生，讲师，主要研究方向：电子应用技术。
摘要：随着蓄电池在生产生活中的大量应用，如何实时的对蓄电池进行电量检测变得很有实
际意义。
本文介绍了一种检测蓄电池电量的方法，在实际工作中取得了良好的效果。
关键词：蓄电池；剩余电量；方法中图分类号：TM912
随着生产力和科学技术的发展，蓄电池作为一种性能可靠的化学电源，其应用价值与日俱增，日益广泛地运用在航空航天、交通运输、电力、通信、军事工业等部门的设备中，已经成为
这些设备中最重要的关键系统部件之一。
蓄电池剩余电量是用户非常关心的一个问题，因为
蓄电池电量的多少直接影响整个供电系统的可靠性。
而供电系统的可靠性将决定整个系统能
否正常运行。
因此及时准确的检测蓄电池剩余电量变得非常重要，而检测方法的研究则很有
实际意义。
蓄电池是一个复杂的电化学系统，它在不同负载条件或不同环境温度下运行时，实际可供释
放的剩余电量不同；而且随着蓄电池使用时间增加，其电量也将下降。
通常用来检测蓄电池
电量的方法有多种，比如根据蓄电池的电解液密度来估算剩余电量的密度法，该方法精度较
低而且有很大局限性：不适合密封的蓄电池；随着蓄电池使用时间的增加，电极的损坏，更
加难以准确推算出剩余电量。
同时，这种方法也难以适应目前广泛应用的VRLA蓄电池的在
线检测。
近些年常用的几种蓄电池剩余容量检测方法之中，对在线使用的蓄电池来说，基于
单片机的电池电量检测方法对系统产生的影响较小，并且测量精度较高，即使蓄电池电极损
坏也能较为准确的检测其电量。
1电池特性
蓄电池所做的有效功是电容量和电压的乘积。
蓄电池的电容量是放电电流与放电时间之积。
因此蓄电池大特性以电容量、电动势、内阻和放电效率表示，这些参数成为衡量电池性能的
主要参数。
电动势是电池在理论上输出能量大小的量度之一。
电动势与反应物质性质、和有关，也与电解液的温度和浓度有关。
电池的放电电压随放电时间的平稳性表示电压精度的高低。
电压随放电时间变化的曲线，称
放电曲线。
电池工作电压的数值及平稳程度依赖于放电条件。
高速率、低温条件下放电时，
电池的工作电压将降低，平稳程度下降。
2 BQ2301型单片机检测蓄电池容量的原理介绍及工作流程图
BQ2301是TI系列的专用芯片，为优化铅酸蓄电池的充电性能而设计。
它有灵活的脉宽调制
调节器，PWM调节器的频率可由外接电容来方便灵活的设定。
所以BQ2031能以恒压、恒流
或恒流脉冲等方式对蓄电池进行充电。
因其采用开关模式设计，使得即使在大电流充电情况下，本身的损耗非常小，对整个工作系统影响很小。
BQ2301内部结构框图如图2所示, 从图中可以看出它主要由温度补偿电压基准、通电复位电路、最长充电时间定时器、充电状态控制器、PWM调节器、振荡器和显示控制电路等几部
分组成。
当加到Vcc上的电源大于最小允许值时,通电后首先激活电池温度监视器。
BQ2301将对加在
管脚TS和SNS之间的电压(VTEMP)进行采样，与设定值相比较,以监控温度。
如BQ2301发现
电池温度超出设定范围(或温度传感器缺失),则进入充电等待状态。
在这种状态下,所有的定时
器都停止,充电电流由MOD控制并保持在极低水平上。
当温度在允许的范围时,BQ2301检测是否加有电池。
如果管脚BAT和SNS 之间的电压(VCELL)在低压关断门限电压(VLCO)和高压关断门限电压(VHCO)之间, BQ2301则认为电池存在,在延时500ms(典型值)后,开始预充电测试过程。
如果VCELL小于VLCO或大于VHCO , BQ2301 则认为没有接入电池,BQ2301进入故障状态并使管脚MOD保持为低。
BQ2301只有在
VLCO≤VBAT≤VHCO时才会脱离故障状态。
如果温度在允许范围内并检测到电池后,BQ2301将加在电池组的电压调节为VFLT+0. 25V(VFLT 为温度补偿浮充电压),此时BQ2301的监视电流ISNS(充电电流)应升高到ICOND= I2MAX/5。
如果充电电流在定时器定时期间不能升高到这一水平,BQ2301则进入故障状态,同时使管脚MOD 输出变为低电平以关断充电电流并使BQ2301保持这种状态直到一个新的充电周期开始。
我们称这个过程为测试过程1。
如果测试过程1顺利通过,则可进行下面的测试，我们称之为测试过程2。
此时BQ2301需将电池组的电压升高到VMIN(开始快速充电的最低电压)。
如电压在定时期间不能升高到这一水平,系统将进入故障状态。
否则将开始快速充电过程。
通过恒压/恒流选择脚和快速充电终止选择脚的不同连接,BQ2301可以采用两阶段恒压限流充电方式、两阶段恒流充电方式和脉冲恒流充电方式这三种快速充电方式。
BQ2301的管脚作用：TMTO(超时时基输入)：输入集的最大充电时间；FLOAT(控制输出)；BAT(电池电压输入)；VCOMP(输入电压环路补偿):电压环路稳定性；ICOMP(输入电流环路补偿):稳定现有的环路；IGSEL(电流增益选择输入):调控电路中的电流；SNS(充电电流)；TS(温度感觉输入)：是一个外部电池温度监测热敏探针。
一个外部电阻分压器网络设置上，下限温度阈值。
TPWM(梯形波脉宽调制调节时基输入)；LED3/QSEL(电荷选择输出3/电荷调节选择输入)；COM(共同输出)；VSS(系统接地)；VCC(5.0V，±10％功耗)；MOD(电流开关控制输出)；LED1/TSEL(电荷选择输出1/电荷运算选择输入1)；LED2/DSEL(电荷选择输出2/显示选择输入2)。
3硬件电路框图
4电路元器件清单
1、12V17AH的小型铅酸免维护蓄电池；
2、蓄电池外部接口一对；
3、轻触式开关一个；
4、显示电量的LED四个（三绿一红）；
5、蓄电池及外部接口的联系部分；
6、电路板一块。
5电路原理图
6 PCB电路板实物图
7结语
基于单片机的蓄电池电量检测，为用户使用蓄电池提供了方便可靠的依据。
由于蓄电池的广泛应用，该方法的使用对于实时地在线检测蓄电池剩余电量，有着重要意义。
参考文献：
[1]孙津平.数字电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
[2]崔玮.Protel 99 SE电路原理图与电路板设计教程[M].北京:海洋出版社社,2005.
[3]王慧玲.电路基础[M].北京:高等教育出版社,2004.
[4]胡宴如.模拟电子技术[M].北京:高等教育出版社,2000.。