(完整版)基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计本科1毕业论文
基于51单片机锂电池电压电流及容量检测设计论文
采用ST公司的STC89C52单片机作为主控制器，STC89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。该单片机功耗低、接口丰富，成本低廉，完全能满足本设计要求。
方案三
采用单片机芯片控制MSP430单片机是美国德州仪器（TI）推出的一种16位超低功耗的混合信号处理器（Mixed Signal Processor），主要是针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”混合信号处理的解决方案。MSP430F149是一个16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机，具有可靠性高、功耗低、扩展灵活、体积小、价格低和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、专用设备智能化管理及过程控制等领域，有效地提高了控制质量与经济效益，已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。然而其成本太高，故舍弃。
改善环境污染。目前，动力锂电池已完全在电动自行车上使用，而且发展情况良好，因此，锂电池在电动汽车上面应用研究也提上日程，虽然技术还尚未成熟，但市面上已经出现了纯电动的汽车和双能源汽车。另外，国防、航空航天领域也对锂电池的应用非常看好，可作为军事装备中的电源。
在航天事业中，锂电池可与太阳能电池联合组成供电电源，这个电源不管是从外形还是性能方面，都要优于镍镉电池或者锌银电池组成的联合供电电源，而且它的小型化对航天器件的应用非常重要的。国内外一些小卫星项目上已经开始应用锂电池组作为蓄电池。随着微电子技术的不断发展壮大，小型化的设备日益增多，对供电电源的要求也在不断提高。锂电池已进入了大范围的实用，例如，最早出现在心脏起搏器中的能源就是锂亚原电池，因其自放电率极低，放电电压十分平缓，让起搏器植入人体长期使用不再是想象。另外，广泛用于集成电路的电源是锂锰电池，它有高于3.0V的标称电压，广泛用于计算机、计算器、手表中。现在，锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、航灯、家用小电器、电动车上，可以说是最大的应用群体。
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。
基于单片机的电量检测论文
山东理工大学电气与电子工程学院课程设计说明书设计题目基于单片机的电量检测设计（一）专业班级学生姓名学号指导教师起止日期随着电力系统电量的日益扩大和电压运行等级的不断提高，传统的电量检测系统暴露出越来越多的缺点，难以满足现代电网向自动化、数字化发展的需要。
本文首先系统的阐述瞬时无功功率理论计算方法，其中由瞬时有功功率和无功功率、瞬时有功电流和无功电流和瞬时无功功率理论和传统功率理论比较三部分组成；其次概述了霍尔传感器的工作原理和各项工作技术指标；最后，简单介绍本次设计硬件系统的设计方案，其中包括控制电路、单片机AT89C51的选择、ADC0809模数转换部分、独立式按键键盘输入部分、LED静态显示部分方面的设计。
由于本人能力有限没能很好的完成软件部分的设计以及仿真，这成为本次设计的一个很大的遗憾。
关键词瞬时无功功率理论霍尔传感器 AT89C51 ADC0809With the growing electricity power system and the increasing level voltage operation, the traditional power detection system exposes more and more shortcomings, it is difficult to meet the modern grid automation, digitization development needs. This article first systematic exposition of the instantaneous reactive power theory calculation method in which the instantaneous active and reactive power, the instantaneous active current and reactive current and instantaneous reactive power theory and the traditional theory of comparative power of three parts; followed by an overview of the Hall sensor works and technical specifications of the work; Finally, a brief introduction of this design of the hardware system design, which includes a control circuit, chip microcomputer AT89C51 choice, ADC0809 analog-digital conversion part, stand-key keyboard input section, LED static display some aspects of the design. Since I could not very well limited ability to complete the software part of the design and simulation, which became this design a lot of regret.Keywords Instantaneous reactive power theory Hall sensor AT89C51ADC0809目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 绪论 (1)2 瞬时无功功率理论 (2)2.1瞬时有功功率和无功功率 (2)2.2瞬时有功电流和无功电流 (4)2.3瞬时无功功率理论和传统功率理论比较 (5)3 霍尔电量传感器…………………………………………… 7酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
基于MSP430的锂电池电量检测系统设计_陈飞宇
—— 科协论坛 ・ 2011 年第 11
衡， 平衡电路以最低容量的的那组电池作为参照， 哪组电池相 比与它大于某一阈值， 则接通大功率电阻进行放电， 以实现所 有电池组的平衡。 为了将单片机的串行通信 TTL 电平转换成 RS485 协议电平， 还需要有通信电路部分， 然后再将 RS485 转 RS232 和计算机通信。 为了实现电信号隔离， 采用光耦实现光 电隔离， 从而保障电池电源管理电路的稳定性。 3 系统的软件设计与分析 3.1 软件设计分析 软件设计方法应从上位机和单片机两部分考虑，上位机 软件是用于计算机与单片机之间的通讯，它通过计算机串行 口经 RS232 转 RS485 转换器来传递数据， 计算机通过上位机 软件来读取单片机内保存的数据或者向单片机发送命令数据。 可依靠 Visual C++6.0 来开发基于对话框的界面程序。 单片机 程序的开发采用专用于 MSP430 单片机的开发集成工具 IAR Workbench, 它能很方便的用 JTAG 口调试和监控单片机内程 序的运行状况， 该软件工具需要一个 JTAG 调试硬件的支持， 可购买利尔达公司的 MSP430 Flash Emulation Tool 硬件调试 工具来得以实现。 3.2 软件驱动层设计 软件驱动层设计主要包括模数转换， 电量平衡， 串口操作 及串口通信协议， Flash 模拟 EEProm 操作几大部分的驱动设 计， 其中模数转换驱动须实现硬件多路开关选择控制， 以实现 对电压， 温度信号的切换， 另外还要有模数转换的中断服务程 序， 是转换的结果在中断的驱动下保存到相应的内存空间。 电 量平衡功能的实现需要相关的驱动程序使单片机控制功率电 阻接通引脚输出高或者低电平，来控制平衡电路的开启和切 断。在软件驱动层编写为经组织层分析和调用。串口操作中 断服务程序把串口接收到的内容保存并检查是否符合通信协 议规定， 在软件驱动层里编写为一个中断服务函数， 由中断驱 动调用。由于 MSP430 单片机本身不含 EEProm， 某些需长期 保存并数次刷新的信息只能通过 FLASH 模拟 EEProm 操作 进行。 3.3 软件组织层设计 电量软件算法分为充电电量算法和放电电量算法。基于 目前电池的充电方法通常是先进行恒流充电再进行恒压充电， 当充电电流到达某一设定值则切断电源，因此充电电量算法 比较简单， 利用电流积分法即可算得电量。 参考文献： [1] Yevgen Barsukov,Bernd Krafth fer.采用自适应算法进行便 携式电池电量的计量[J].电子设计应用,2004,10:P1. [2] 张建, 陈立铭,倪光正.基于 CAN 总线电动汽车电池组监控 2006,14(10):P1. 系统设计[J].计算机测量与控制， [3] 李翼,王小海.电动汽车用锌空电池电量预测方法的研究[J]. 浙江大学学报(理学版),2004,31(5):P1. [4] M.Doyle T.F.Fuller and J.S.Newman.Modeling of Galvanostatic Charge and Discharge of Lithium/Polymer/Insertion Cell[J].Electrochemical Soc,vol.140,June 1993:P1526-1533. 图 2 1 倍率放电电流下温度， 电压与电量关系图 对于放电电流的算法设计， 依据不同温度下放电电流， 电 压与电量的关系曲线图。电池 0.5 倍率和 1 倍率放电电流下 温度， 电压与电量的关系图分别如图 1， 2 所示。 (1)通过电流积分， 我们引入三个计算模型： 剩余电量= （总 容量-电流积分容量） /总容量。因为不同温度下电池放电总容 量不同， 总容量是某一特定温度下的值。(2) 根据电压电流电 (3)电量值根据 量关系图， 电量值 0.5 倍率下关系图查表求得。 1 倍率放电状态下查表求得。 根据三种模型， 电池电量有如下 四种计算方法： 算法 1： 算法 1 即是模型 1 的计算公式。算法 2： 剩余电量= （2*电量代数值） *模型 1 电量值+ （100%-2*电量 代数值） *模型 2 与模型 3 较小电量值。算法 3：剩余电量= （100%-2*电量代数值） *模型 1 电量值。 算法 4： 此算法是当电 池电量较低时， 此时电量由 0.5 倍率与 1 倍率放电下电量电压 关系图查表决定， 取较小值。 引入了三种模型和四种算法之后， 将 0.5 倍率和 1 倍率放 电下电压电量关系编制成供 C 语言使用的表格。对电池电压 进行分区间处理， 在对电量百分比转换时获得对电量 0 到 255 的八位数据表示的区间，通过对区间的分别处理就可以获得 准确的电量值。 4 结束语 电池剩余容量 SOC 是电池管理中最为重要的参数， 也是 最不容易获得精确值的参数， 要想得到精确的 SOC 就需要对 电池的参数进行全面的测量。本设计的电量算法采用了电流 法与电压法相结合，并考虑温度的校正。根据电池不同的工 作状态， 根据放电电流的变化， 灵活的调整各计算因子的权重， 使电池剩余电量预测的准确度得到很大的提高。
锂电池充放电系统的设计毕业设计1 精品
题目：锂电池充放电系统的设计所在院系：信息与通信技术系专业：电气工程及其自动化摘要随着电子技术的快速发展使得各种各样的电子产品都朝着便携化和小型轻量化的方向发展，也使得更多的电气化产品采用基于电池的供电系统。
目前为止，较多使用的电池有镍镉、镍氢、铅蓄电池和锂电池。
由于不同类型电池的充电特性不同，通常对不同类型，甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器，但这在实际使用中有很多不便。
本设计是一种基于单片机的锂离子电池充电器，在设计上，选择了简洁、高效的硬件，设计稳定可靠的软件，说明了系统的硬件组成，包括单片机电路、充电控制电路、电压转换及光耦隔离电路，并对充电器的核心器件MAX1898充电芯片、AT89C2051单片机进行了较详细的介绍。
阐述了系统的软硬件设计。
以C 语言为开发工具，进行了设计和编码。
保证了系统的可靠性、稳定性、安全性和经济性。
该充电器具有检测锂离子电池的状态；自动切换充电模式以满足充电电池的充电需求；充电器短路保护功能；充电状态显示的功能。
在生活中更好的维护了充电电池，使电池更好被运用到生活中。
关键词：单片机、MAX1898、AT89C51AbstractElectronic technology's fast development causes various electronic products develops toward portable and the small lightweight direction, It also causes the more electrification products to use based on battery's power supply system. At present, the many use's batteries have the nickel cadmium, the nickel hydrogen, the lead accumulator and the lithium battery. Their respective characteristic had decided they will coexist in a long time develop. Because the different type battery's charge characteristic is different, usually to different type, even different voltage, capacity rank battery use different battery charger, but this has many inconveniences in the actual use.This topic design is one kind lithium ion battery charger which is based on Single Chip, in the design, it has chosen succinctly, the highly effective hardware, the design stable reliable software, explained in detail system's hardware composition, including the monolithic integrated circuit electric circuit, the charge control electric circuit, the voltage transformation and the light pair isolating circuit, and to this battery charger's core component - MAX1898 charge chip, at89C2051 monolithic integrated circuit has carried on the detailed introduction. Elaborated system's software and hardware design. Take the C language as the development kit, has carried on the detailed design and the code. Has realized system's reliability, the stability, the security and the efficiency.The intelligence battery charger has the examination lithium ion battery's condition; The automatic cut over charge pattern meets when rechargeable battery's charge needs; Battery charger has short circuit protection function; The charge condition demonstration's function. The battery charger has made the better maintenance rechargeable battery in the life，and lengthened the rechargeable battery’s service life.Key words: SCM,STC89c51, MAX1898目录引言 (5)第1章绪论 (6)1.1课题研究的背景 (6)1.2课题研究的主要工作 (7)第2章电池的充电方法与充电控制技术 (9)2.1电池的充电方法和充电器 (11)2.1.1 电池的充电方法 (11)2.1.2 充电器的要求和结构 (15)2.1.3单片机控制的充电器的优点 (16)2.2充电控制技术 (16)2.2.1 快速充电器介绍 (16)2.2.2 快速充电终止控制方法 (17)第3章锂电池充电器硬件设计 (20)3.1单片机电路 (20)3.2电压转换及光耦隔离电路 (23)3.3电源电路 (24)3.4充电控制电路 (26)3.4.1MAX1898充电芯片 (26)3.4.2充电控制电路的实现 (30)第4章锂电池充电器软件设计 (32)4.1程序功能 (32)4.2主要变量说明 (32)4.3程序流程图 (32)结论与展望 (35)致谢 (35)参考文献 (36)附录A 电路原理图 (37)附录B 外文文献及其译文 (38)附录C 主要参考文献的题录及摘要 (40)附录D 主要源程序 (42)引言电池是通过能量转换获得电能的一种器件，电池可以分为一次电池与二次电池，一次电池是一次性的，二次电池可以反复循环使用。
基于单片机的电量检测系统设计
基于单片机的电量检测系统设计摘要随着电力系统电量的日益扩大和电压运行等级的不断提高，传统的电量检测系统暴露出越来越多的缺点，难以满足现代电网向自动化、数字化发展的需要。
本文首先概述了WB系列交流电量传感器的工作原理和各项工作技术指标，并做了硬件系统的设计，包括控制电路、模块转换部分、键盘输入部分、LED显示部分方面的设计。
然后介绍了ADC0809和74HC595中电子接口的各项特性，同时对单元的结构原理和功能划分进行了分析和研究，选择了合适的各种数据转换软件按。
通过分析和研究，提出了软件系统方面的设计方案，最关键的问题是A/D转换程序的设计、主程序和子程序的流程方案关键词A/D转换器LED显示器ADC0809 74HC595单片机POWER DETECTIO SYSTEM BESEDON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTWith the growing power system capacity and the increasing level voltage operation, the traditional amount of power detection system weaknesses exposed more and more difficult to meet the modern power grid to the automation, digital development.This paper outlines the WB series AC power sensor working principle and the work of technical indicators, and made the hardware system design, including control circuits, modules conversion component, keyboard part, LED showed that some aspects of the design. Then introduced the ADC0809 and the 74HC595 in the electronic interface properties, while the structural principles and functions of cell division was analyzed and studied, the suitable range of data conversion software by. Through analysis and research, the design of software systems, the most critical issue is A / D conversion process of design, the main program and subroutine program flow.KEYWORDS A/D conversion chip 74HC595SCM ADC0809 LED display chip目录中文摘要............................................................................................... 错误！未定义书签。
毕业设计(论文)--基于单片机蓄电池检测系统设计[管理资料]
![毕业设计(论文)--基于单片机蓄电池检测系统设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/828571d8915f804d2a16c132.png)
毕业设计（论文）--基于单片机蓄电池检测系统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。
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 AT89S52 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 suitablefor 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.目录1 绪论1概述 1课题的意义 235蓄电池的工作原理 5当前蓄电池的主要检测方法 5铅酸蓄电池检测系统 663系统硬件设计888AD转换器件TLC549 1112141416系统总体电路设计204系统通信电路设计22参考文献25致谢26中英文翻译271 绪论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。
基于单片机控制的矿用锂电池组状态监测系统设计
第３５卷第４期V o l ．３５,N o ．４滨州学院学报J o u r n a l o f B i n z h o uU n i v e r s i t y ２０１９年８月A u g．,２０１９基于单片机控制的矿用锂电池组状态监测系统设计收稿日期:２０１９０５２３作者简介:邵明琛(１９７８ ),男,山东滕州人,讲师,硕士,主要从事机电控制研究.E Ｇm a i l :１１４２１６９６９９＠q q ．c o m 邵明琛(枣庄科技职业学院招生就业处,山东枣庄２７７０００)㊀㊀摘㊀要:针对矿用电机车的工作要求完成了锂电池组状态监测系统的功能设计,包括充放电信号监测㊁温度信号监测㊁放电维护以及对应的保护功能.在结构上,采用分布式的单片机控制方案,每个单电池具有独立的控制子单元,通过C A N 总线实现数据传输.测试结果表明,该系统所检测的电压信号与万用表测量结果之间的偏差低于１％.㊀㊀关键词:单片机;监测;系统设计;总线㊀㊀中图分类号:T P２４９㊀文献标识码:A㊀D O I :１０．１３４８６/j．c n k i ．１６７３２６１８．２０１９．０４．０１１０㊀引言随着新能源技术[１]的发展,锂电池在各个行业和领域内的应用越来越广泛.锂电池属于典型的蓄电池,具有显著的集成性和精密性特点,相比于传统的铅酸电池[２],在状态监测和智能控制管理方面有一定的优势.由于锂电池的充放电特性受温度㊁湿度等外界环境条件的影响较大,若无法及时监控蓄电池的充放电状态,将存在较大的安全和故障隐患[３４].本文以矿用电机车磷酸铁锂蓄电池组为研究对象,基于单片机控制对其工作状态进行监测和管理.对于电池组而言,若某个单电池出现故障(过充㊁过放和过热),将直接或间接地导致整个供电系统出现异常,这就要求监测系统具备对每个单电池和电池组的监测能力.１㊀系统整体设计方案１．１㊀功能设计为满足矿用电机车锂电池状态监测系统对可靠性和安全性的最优化设计要求[５],电池组的工作参数有特定的要求:备用电源的容量应小于６０A h ;在达到额定工作状态条件时,电池表面温度不可超过６０ħ;突发事件出现后,整个监测系统对电池组保护时间不低于９０h ;各个串联的单电池初始的技术参数与规格应该一致;充放电的响应时间不得超过１s .根据以上基本要求,确定整个系统的基本功能为充放电信号监测㊁温度信号监测㊁放电维护和充电均衡等[６].系统的功能分布如图１所示,其保护功能主要包括:电池充/放电过程中的电压和电流过载保护㊁各种工况下的短路保护㊁温度过载保护㊁信息采集系统的开路保护等.其中,过充和过放是电机车最常见的故障问题,也是诱发安全事故的主要因素.根据电机车的功率计算可知,满足电池组工作参数的前提要确保额定容量不小于５００A h ,额定工作电压不低于２４V .因此,系统设定当模块电压低于２２．４V 或单电池的电压低于２．７V 时,自动进入保护状态,此时将电池组的放电状态阻断,若没有相应的控制指令将保持该状态,避免过放故障.１７滨州学院学报第３５卷１．２㊀结构设计系统的总体结构如图２所示,为更好地实施功能设计,采用分布式控制方案,将硬件系统分为总控端㊁单电池分控端㊁显示端㊁通讯端等.系统采用C A N通讯方案[７],既可以有效地将所有功能模块结合成整体,又能实现单电池的参数信号监测.此外,还要求系统具备维护㊁保护和预警能力.为便于提升模块之间通讯的效率和质量,在整体控制过程中,采用局部隔离法[８]连接分块控制器与总控制器.图１㊀系统功能分布图２㊀电池组监测系统总体结构２㊀系统硬件设计２．１㊀主控制器和充放维护电路设计为提高系统的可开发性,便于后期功能改进和结构设计,采用S T M３２F１０３R B T６型处理器作为总成控制器的核心.在主控器工作时,首先对单电池的相关参数信号进行采集,该过程基于C A N１总线方案实现;然后对采集信息进行识别,根据数据发送相关控制指令,包括监测㊁保护和控制等.在隔离控制方面,选用WD５２４型隔离电源完成主控器对总线的隔离,在各个控制节点位置增设电压转换器７８０５,可将电压变为稳压５V,为C A N１网络提供电能.由矿用电机车的运行要求可知,若电池组充满后长时间不工作,需要定期对其进行一次充放电.在该系统中,主要基于继电器实现自动放电,其维护电路如图３所示.端口P２为充电设备接入端,P３为锂电池组的输入/输出端口.充电设备的工作状态由光耦确定,若充电设备故障,但仍需要继续充电,该过程可通过D１和D１８共同实现控制.K１和K３分别表示控制继电器和中间继电器,是实现电路维护的主要器件.当光耦检测到电池组正常放电工作时,R e l a y_C T L１接口将保持低电平状态,K３继电器常开触点断开,不动作.当执行充电工作时,R e l a y_C T L１接口将保持高电平状态,K３继电器随着K１继电器的动作而工作,执行放电维护任务.电路中的D１和D１８选用M B R２０１００器件,其主要工作参数为:I F＝１０A,I F S M＝１５０A,V R R M＝１００V.控制继电器K１选用了S O N G L E系列,其主要工作参数为:线圈电压为２４V D C㊁触头电压为２４V D C㊁触头电流为１A.中间继电器K３选用了施耐德系列,该类型的继电器具有插式结构,其主要的工作参数为:线圈电压为２４V D C㊁触 ２７第４期邵明琛㊀基于单片机控制的矿用锂电池组状态监测系统设计头电压为１９．２~２６．４V D C ㊁触头电流为１２A.图３㊀维护放电电路图４㊀传感器接线图２．２㊀电信号监测模块设计锂电池的工作状态以电信号的监测为依据,综合考虑煤矿装备的安全性和性价比要求,选用霍尔传感器作为电信号监测的关键器件,型号为T B C ０６D S ５系列,接线图如图４所示,最终通过L MV ３２４四路低电压轨至轨输出运算放大器输出电信号.该系列传感器可有效地隔离功率母线,其主要的工作参数为:供电电压＋５Vʃ５％,失调电压＋２．５Vʃ０．５％,可监测电流范围ʃ１２A ,初级电感值０．０１３μH ,初级电阻０．１８m Ω;可绝缘电压２．５k V ,带宽值２００k H z ,最大响应时间低于５００n s ,信号检测最大误差０．７％,信号线性度低于０．１％F S ,额定工作温度范围－４０~８５ħ.电信号监测所采用的传感器由S T M ３２系列单片机控制,采集信号范围为V R E F －ɤV I N ɤV R E F ＋.若需要获取最大的采样电流,需要将V R E F －置为０㊁V R E F ＋置为３．２V .２．３㊀温度信号监测模块设计除了充放电信号外,温度信号是状态监测系统最重要的采集信号.为了确保系统的安全性,对每一个单电池连接一个温度传感器D S １８B ２０(其内部结构如图５所示),实现多温度监测.图５㊀１８B ２０内部结构图该传感器在电池组温度检测的智能识别和传输方面有着良好的可靠性,能够根据传感器本身不同的３７滨州学院学报第３５卷序列号进行分布式数据处理.每个传感器的R OM 内部都集成了６４位序列号,可实现与单电池的一一对应.对于数据的读取,采用搜索式工作方式,即只有完全对应了相应序列号才能够执行后续操作.图６㊀１８B ２０温度检测电路为了简化整个温度检测系统的电路,设计传感器的连接结构如图６所示.系统将温度传感器D S １８B ２０的D Q 端口与主控器的I /O 端口直接相连,利于系统的直接控制.此时,每个传感器的接入电压为３．３V .文中系统的电池组由８个单电池组成,因此需要连接８个对应系列号的温度传感器.由于传感器的读数准确,工作可靠,因此无须再单独设计维护电路.２．４㊀通讯模块设计在通讯方面,系统采用C A N 总线传输方式,控制核心选用P C A ８２C ２５０系列芯片.该芯片可直接与物理总线连接,因而可有效地判定总线的工作位置以及工作状态.系统中C A N 总线通讯的隔离电路(如图７所示),能够实现良好的共模信号抑制效果,此外,保护功能也非常显著.该控制模块选用的高速光耦为６N １３７系列,抗干扰能力较强,在信号接收和发送时均能通过L E D 等显示工作状态.图７㊀C A N 总线通讯的隔离电路２．５㊀系统调试与测试为进一步确保并验证所设计锂电池组状态监测系统的工作性能和稳定性,将各个硬件模块进行接线和调试.在调试和测试过程中,通过不同的信号采集器进行信号收集,并通过信号处理模块得出电压波形;对于电路电压的对比测试,采用高精度万用表.最终将系统所采集的信号与万用表获得的结果进行比较,结果表明,系统监测信号与万用表采集信号之间的平衡偏差低于１％,由此可见,该系统具有非常高的检测精度和可靠性,适用于矿用电机车锂电池组的智能控制.３㊀结论对于矿机车而言,锂电池的充放电以及安全性能是决定工作能力的关键指标之一.文中所设计的锂电池组状态监测系统不但完全满足煤矿生产要求,而且体现了可靠性和性价比特点.该系统基于单片机控制,在设计中充分考虑充放电信号监测㊁温度信号监测㊁放电维护和充电均衡等.系统的调试和测试结果,表明了系统的高精度和可靠性.４７第４期邵明琛㊀基于单片机控制的矿用锂电池组状态监测系统设计参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀欧阳明高．中国新能源汽车的研发及展望[J]．科技导报,２０１６,３４(６):１３２０．[２]㊀张浩,曹高萍,杨裕生．炭材料在铅酸电池中的应用[J]．电源技术,２０１０,３４(７):７２９７３３．[３]㊀李革臣．实现 本质安全性 才能有效消除锂电池安全隐患[J]．人民公交,２０１１(２):１０８．[４]㊀袁弘,张明江,李建祥,等．基于云服务的电动汽车电池安全预警系统设计[J]．计算机应用与软件,２０１４(９):６３６６．[５]㊀魏军英,李士阳．现代设计理论和方法在煤矿机械设计中的应用[J]．煤矿机械,２００７,２８(４):２３２４．[６]㊀邱斌斌,王智弘,李程,等．电池组用荷电状态均衡充电模糊控制策略[J]．电源学报,２０１５,１３(２):１１３１２０．[７]㊀姚立权,刘永刚,沈佳昱,等．基于C A N总线的智能乳化液泵站控制系统研究与开发[J]．煤炭工程,２０１５,４７(２):１３３１３５．[８]㊀柯文瑞,欧少贤,阮顺添,等．低压线路防洪自动隔离控制系统的研发与应用[J]．中国科技信息,２０１５(５):１７５１７７．D e s i g no fM i n eL i t h i u mB a t t e r y S t a t u sM o n i t o r i n gS y s t e mB a s e do n M C UC o n t r o lS H A O M i n gＧC h e n(A d m i s s i o n a n dE m p l o y m e n tD e p a r t m e n t,Z a o z h u a n g V o c a t i o n a lC o l l e g eo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,Z a o z h u a n g２７７０００,C h i n a)A b s t r a c t:A c c o r d i n g t o t h ew o r k i n g r e q u i r e m e n t so fm i n i n g l o c o m o t i v e,t h e f u n c t i o nd e s i g no f l i t h iＧu mb a t t e r y c o n d i t i o nm o n i t o r i n g s y s t e mi s c o m p l e t e d,i n c l u d i n g c h a r g e a n dd i s c h a r g e s i g n a lm o n i t o r i n g, t e m p e r a t u r e s i g n a lm o n i t o r i n g,d i s c h a r g em a i n t e n a n c e,c h a r g ee q u a l i z a t i o na n dc o r r e s p o n d i n gp r o t e c t i o n f u n c t i o n s．I n s t r u c t u r e,a d i s t r i b u t e dM C Uc o n t r o l s c h e m e i s a d o p t e d．E a c h s i n g l e c e l l h a s i t s o w n c o n t r o l s u bＧu n i t,a n dd a t a t r a n s m i s s i o n i s r e a l i z e db y C A Nb u s．T h em a i nh a r d w a r e d e s i g no f t h e s y s t e mi s c o mＧp l e t e d,i n c l u d i n g t h em a i nc o n t r o l l e r,c h a r g e a n dd i s c h a r g em a i n t e n a n c e c i r c u i t,m o n i t o r i n g m o d u l eo f eＧl e c t r i c a l s i g n a l a n d t e m p e r a t u r e s i g n a l,c o m m u n i c a t i o nm o d u l e a n ds oo n．T h ed e b u g g i n g a n d t e s t i n g r eＧs u l t s s h o wt h a t t h e d e v i a t i o nb e t w e e n t h e v o l t a g e s i g n a l d e t e c t e db y t h e s y s t e ma n d t h em e a s u r e m e n t r eＧs u l t s o f t h em u l t i m e t e r i s l e s s t h a n１％．K e y w o r d s:M C U;m o n i t o r i n g;s y s t e md e s i g n;b u s(责任编辑:贾晶晶)５７。
锂离子电池性能检测系统的设计
0引言研发低排放、低油耗的新能源车辆作为如今车辆产业界的重要使命，而混合动力车辆就是一种新型的节约能耗和环保的车辆类型。
因为混合动力车辆的驱动条件繁琐，电池的使用期限受到非常大的影响。
改进混合动力汽车的当务之急是处理电池问题，这使得电池的检测设计条件变得更严格。
1锂离子电池的相关性能锂离子电池结构图如图1所示，是现如今能量密度最高的电池。
它相对于其它电池，有许多优势。
高工作电压3.2V 左右，这说明当应用于电力汽车能大大降低电池串联数量。
如今由于嵌入式系统的快速发展，锂电池管理系统和电池管理系统的充放电保护已发展非常成熟。
锂电池的应用范围也越来越广泛。
锂离子电池中锂的原子量（6.94）是元素周期表金属元素中最小的，比重量小（0.534g/cm 3，20°C ）、电化学当量最小（0.26g/（A.K ））、电极电势最低（-3.045V ）。
锂电池放电时的电压平稳，适用的领域大而且利用期限长。
这种电池的原理是：锂金属氧化物在阳极形成锂离子，然后在阴极完成充放电过程。
电池充电的时候，阳极上会形成锂离子，形成的锂离子通过电解液挪动到阴极，阴极的碳层有很多的微孔，将到达阴极的锂离子吸入微孔，吸入的锂离子越多，充电的容量就越高。
同理，放电过程也是如此。
（图2）2检测系统设计的基本原则2.1系统硬件设计①性能标准。
确保符合所需机能指标是其主要目的，要使系统的机能指标达到标准，重点分析性质，例如幅值锂离子电池性能检测系统的设计赵力学;宫金朋;薛冰（燕京理工学院，廊坊065201）摘要:因环境污染和石油资源缺乏，混合动力汽车作为21世纪汽车工业的发展新方向，同时也得到了各地汽车生产方的重点关注。
对于混合动力汽车来说，检测电池在有差别前提下的利用机能，确保电动电池安全性、提升其续驶里程以及开拓更优质混合动力车辆的电动设备拥有重要的实际意义和投入应用价值。
本文依据锂离子电池的相关性能，成立了一个混合动力车辆电池的性能参数监测平台，对混合动力车辆电池的各方面机能展开了系统的监测。
基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计论文
A
Compared with other types of batteries, the lithium-ion battery have many advantages, becoming an indispensable part of our daily lives. I believe that in the process of using lithium-ion battery, we often consider the question of how much power is left, but they can not find a good power detection method. for the requirements, we design a lithium-ion battery detection system based on MCU, the detection system can meet the demand for lithium-ion battery detection in our daily lives , in order to fully grasp the charge status of the lithium-ion battery.
Lithium-ion battery detection system design based on MCU
总计 毕业设计（论文）34页
表 格7个
插 图15幅
摘 要
锂离子电池与其他种类的电池相比有着诸多优势，已经成为我们日常生活中必不可少的一部分。相信在使用锂离子电池的过程中，我们常会考虑还剩多少电量的问题，但是又找不到好的电量检测方法，针对该要求，本文设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统可以满足我们日常生活中对锂离子电池电量检测的需求，以全面掌握锂离子电池的电量状态。
开题报告——基于单片机的锂离子电池电量检测系统毕业设计论文
开题报告——基于单片机的锂离子电池电量检测系统毕业设计论文(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)南昌工程学院09 级毕业（设计）论文开题报告机械与电气工程学院系（院）电气工程及其自动化专业题目基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计学生姓名纪炜焕班级09电气工程及其自动化（1）班学号指导教师饶繁星日期2013 年 1 月 4 日南昌工程学院教务处订制题目：基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计一、选题的依据及课题的意义随着手机、数码相机、摄像机、手提电脑、音频视频播放器等便携式电子设备的迅猛发展，由于其便携性的特点，便携式设备必须由电池来进行供电。
目前，便携式仪表的主流供电电池有铅酸电池，镍镉电池，镍氢电池，锂电池和锂聚合物电池等。
与其它主流可充电电池相比，具有高单体电池电压、高功率密度、长循环寿命、无记忆效应、低自放电率等优点。
锂电池是指以锂为负极材料的化学电池的总称，大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。
锂离子电池不含有金属态的锂，该类电池具有较高能量质量比和能量体积比。
为了提高电池的使用率及全面掌握电池的状态，大多数设备在应用场合需要显示电池组的剩余电量信息，以供使用者明确电池组的工作状态，及时对电池组进行充电。
在电池放电过程中，电池电压与剩余电量、工作时间之间并不是线性关系，所以并不能简单地采用电压采样、函数计算剩余电量。
针对该要求，设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统的设计对全面掌握锂离子电池的电量状态，提高其利用率具有现实意义。
本设计的研究成果若能广泛应用于便携式电子产品，为人类日常生活和生活质量的提高有着深远的意义。
二、研究概况及发展趋势综述锂电池常用的电量检测方法有两种，一种是利用库仑计，根据电池工作的电流与时间进行计算出电池的实际容量，此种检测方法是最准确的检测方法，一般用的芯片有TI，美信等电池管理芯片，但是成本太高，调试复杂。
另一种方法是利用电池工作的电压曲线来分析出电池的容量，这种方式比较简单，成本也低，由于直接采用比较器如LM339，LM324等，检测精度低，检测相对很不准确，温漂大，功耗大。
基于单片机技术的电池检测系统的设计与实现
基于单片机技术的电池检测系统的设计与实现张晶【摘要】为了满足大型工业企业的生产目标,需要及时对单片机电池系统进行检测,以便发现系统存在的故障,在检测的过程中,要采用单片机做主控单元,利用主控功能对温度开始检测和采集数据,主要介绍单片机在锂离子蓄电池充放电过程中温度检测的应用,并结合电压发电流对温度控制影响,从温度控制的模块中,找到系统的工作原理,并根据具体的要求编写了适合本设计的软件程序。
基于此,本文探讨了基于单片机技术的电池检测系统的设计与实现。
【期刊名称】《电子技术与软件工程》【年(卷),期】2014(000)014【总页数】1页(P145-145)【关键词】单片机技术;电池检测系统;设计;实现【作者】张晶【作者单位】四川省夹江县云吟职业中学,四川省乐山市614100;【正文语种】中文【中图分类】TM912随着我国综合经济水平的不断提高，人们对高科技技术的需求越来越大，为了实现工业自动化的控制生产模式，技术人员逐渐加大了对技术研发的力度，形成了集中测控系统、过程控制、机电一体化设备为一体的单片机技术。
工业企业的不断发展，使得传统的单片机技术已经不能满足生产和加工的需求，电池检测系统也不能根据温度、电压、电流的变化，掌握到技术应用的技巧。
所以要通过实时在线监视、检测、数据采集等处理的过程，来设计检测系统，使检测系统可以根据单片微型计算机技术的应用情况，明确系统完善的方式。
1 单片机电池检测系统的硬件设计1.1 电量的检测当单片机检测到一个电池电量时，要求技术人员要通过检测锂离子蓄电池充放电回路的电流，进而明确电池组的端电压，在锂离子蓄电池组充放电回路中放入一个阻值很小的电阻，确保电阻的阻值不会影响到电池组的端电压，当为电池组充电的过程中，电压值为负；放电时，电压值为正，并把这个电压作为电路的输入电压。
通过这种电量检测的方法，可以更加准确的了解到电池组的实际运行情况，以及两端的端电压，技术人员也可以根据检测的结果，制定出系统优化的方案。
基于单片机的智能充电器设计毕业(论文)设计说明书
毕业设计说明书基于单片机的智能充电器设计学生姓名：王世恩学号：********** 学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程指导教师：***2017年6月基于单片机的智能充电器设计摘要随着全球经济的发展，锂电池对于人们生活的影响越来越大。
锂电池具有储能密度高，寿命长等优点，在当前社会应用范围极广。
目前锂电池应用的领域很广泛，尤其是电动自行车领域。
随之，对于锂电池的充电方案的研究也越来越多。
对于各种电子产品出现的电池充电爆炸事件，人们对于锂电池充电安全极其重视。
针对人们对充电产品的需求，本说明文进行了相关的研究。
本论文先介绍了课题研究的背景、目的及意义，之后介绍了国内外对于锂离子电池充电器的研究进展。
介绍了充电器的重要组成模块，如充电电源模块、电压数据检测模块、温度数据检测模块和通信模块。
介绍了设计所要实现的功能。
提供了充电方案和充电方法的选择的依据。
说明书对硬件设计的各个模块进行了阐述。
分别论述了充电电源电路、报警电路、电压检测电路、温度检测电路和单片机电路的具体设计。
同时详细的画出了单片机与上位的通信数据流向图。
在软件程序设计部分，论文介绍了整个充电器设计的软件程序设计。
包括单片机的程序设计和上位机中Qt软件程序设计。
最后对整个系统进行了调试和实践。
经过调试后，设计的电路能可靠工作、程序逻辑合理、上下位机能正常通信。
关键字：STM32；TL494；Qt；SOC；串口通信The design of Intelligent charger based on MCUABSTRACTWith the development of the global economy, lithium battery is more and more important for people's lives. Lithium batteries have some advantages like high energy storage density, long life etc, so they are widely applied. Lithium battery are widely used in the applications field, especially in the electric bicycles field. Subsequently, many countries have stepped up efforts to support the research.For a variety of battery explosion of electronic products happened, people pay great attention to the safety of lithium battery charging.In view of the demand for charging products, firstly, this article has carried out the related research. This paper introduces the background, purpose and significance of the research then analyzes the current research status of the lithium-ion battery charger. This paper introduces the important components of the charger. The function discussed is need to achieve. It provides the basis choices of charging scheme and charging method.Secondly, the paper describes the various modules of the hardware design. The design of charging circuit, alarm circuit, voltage detection circuit, temperature detection circuit and MCU circuit are discussed respectively. At the same time it introduces a detailed picture about the communication. The paper introduces the software design of the whole charger design. Including the programming of the MCU and the Qt software program design.Finally, The debugging and testing results show that the the design of the circuit can work reliably, and the program logic is reasonable. The PC and MCU can communicate normally.Keywords: STM32；TL494；Qt；SOC；Serial communication目录1 绪论 (1)1.1课题研究的背景、目的及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (2)1.3研究内容与章节安排 (5)2 方案比较和选择 (6)2.1总体设计框图 (6)2.2电源模块 (7)2.2.1电源方案的选择 (7)2.3充电方法 (8)2.3.1锂电池的充电特性 (8)2.3.2充电方案的选择 (9)2.4 SOC估算方法 (10)2.4.1 SOC估算方法的选择 (10)2.5通信方式 (11)2.5.1 通信方式的选择 (11)2.6本章小结 (12)3 硬件设计与实现 (13)3.1单片机电路 (13)3.2充电电源电路 (16)3.2.1变压电路 (16)3.2.2整流、滤波电路 (17)3.2.3 TL494脉宽调制电路 (17)3.2.4 DC-DC电路 (19)3.3电压采集电路 (19)3.4温度采集电路 (21)3.5报警电路 (21)3.6本章小结 (22)4 软件设计与实现 (23)4.1软件开发环境 (23)4.1.1 Qt5.4集成开发环境 (23)4.2单片机程序设计 (23)4.2.1 整体设计逻辑概述 (23)4.2.2 电压、温度数据采集 (24)4.3上位机软件程序设计 (25)4.3.1 整体设计概述 (25)4.3.2 程序逻辑流程图 (25)4.3.3 UI界面 (25)4.4 上下位机的通信设计 (27)4.4.1 通信协议概述 (27)4.4.2 上下位机通信流程图 (27)4.5 本章小结 (28)5 调试与分析 (29)5.1充电电路检测 (29)5.2温度电路检测 (30)5.3电压电路检测 (31)5.4充电器运行检测 (32)5.5 本章小结 (33)6 总结与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1 绪论如今随着人们物质生活水平的提高，人们的出行越来越离不开电动交通工具，尤其是锂电池电动自行车。
基于单片机的电池电压检测方案设计
基于单片机的电池电压检测方案设计【摘要】本文基于单片机设计了一种电池电压检测方案，通过引入硬件设计、软件设计、系统测试、数据分析和性能评价五个方面展开。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细阐述了硬件设计的实现过程、软件设计的编写方法、系统测试的结果分析、数据分析的过程以及性能评价的方法。
最后在对整个方案进行了总结，并展望了未来的发展方向，提出了相关的建议。
通过本文的研究，提供了一种基于单片机的电池电压检测方案，为相关领域的研究和应用提供了参考和借鉴。
【关键词】单片机、电池、电压检测、硬件设计、软件设计、系统测试、数据分析、性能评价、结论、展望、建议、研究背景、研究目的、研究意义。
1. 引言1.1 研究背景电池电压检测是电子设备中常见的功能之一。
在很多应用场景下，需要对电池的电压进行实时监测，以确保设备正常工作并避免电池过放或欠放等问题。
传统的电池电压检测方案大多采用模拟电路或专用芯片进行实现，但这些方案存在成本高、性能有限、可靠性不足等问题。
随着单片机技术的发展，基于单片机的电池电压检测方案逐渐受到关注。
单片机具有成本低廉、灵活性高、易于集成等优点，可以通过编程实现电池电压检测功能，从而降低系统成本、提高性能和可靠性。
基于单片机的电池电压检测方案可以实现多个通道的电压监测、精确的电压测量、实时数据传输等功能，适用于各种电池供电设备，如电子产品、医疗设备、智能家居等。
开展基于单片机的电池电压检测方案设计研究具有重要意义，可以推动电子设备的智能化发展，提升用户体验，实现能源的有效利用和循环利用。
本文旨在探讨基于单片机的电池电压检测方案设计及其在实际应用中的效果和性能表现。
1.2 研究目的本文旨在设计一种基于单片机的电池电压检测方案，以实现对电池电压的准确监测和实时反馈。
具体目的包括：通过硬件设计和软件设计实现一个可靠的电压检测系统，确保系统能够准确、稳定地检测电池电压值，并能够及时报警或记录异常情况；进行系统测试和数据分析，验证系统的性能和准确性，进一步完善系统的功能和稳定性；通过性能评价，对设计方案进行评估和比较，为后续的系统优化和改进提供参考。
基于单片机的锂离子电池充电系统设计毕业设计
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.济南大学泉城学院毕业设计题目基于单片机的锂离子电池充电系统设计学院工学院专业电气工程及其自动化班级1301班二〇一七年五月十六日摘要近几年来，便携式电子设备日益趋向轻量小型化，其中主要原因之一是锂离子电池的广泛应用。
随着锂电池在各个市场的迅速发展，其充电与保护的问题也随之而来。
常见的锂离子电池充电设备存在充电模式单一、充电过程指示模糊、保护功能缺失等问题。
针对上述问题，本设计进行了相应研究与实践。
本次课题设计的是一种基于AT89C51单片机的锂离子电池智能充电和保护系统。
选择了高效简洁的硬件设计和稳定可靠的软件设计。
硬件组成包括单片机模块、充电控制模块、充电保护模块、信号采集模块、声光报警模块等。
并结合MAX1898充电芯片，C51高级语言编程软件设计，使系统具有检测锂电池充电状态，根据各个阶段自动切换充电模式，显示充电进度，充电器短路保护，充满电后自动关断等功能。
通过Proteus进行仿真，效果良好，提高了手机电池的使用效率，延长了电池的使用寿命，充分保证了锂离子电池充电过程的安全性，实现了智能充电。
仿真实物制作为锂电池充电器的研发提供了依据。
关键词：单片机；传感器；锂离子电池；智能充电ABSTRACTIn recent years, portable electronic devices are becoming lightweight and smaller, and one of the main reasons is the widespread use of lithium-ion batteries. With the rapid development of lithium batteries in various markets, the problems of charging and protection come along. The charging device of common lithium-ion battery has such problems as single charging mode, unclear indication of charging process and lack of protection function. In view of the above problems, this design has carried on the corresponding research and the practice.This topic is based on the design of a single chip AT89C51 lithium-ion battery intelligent charging and protection system. We chose the highly efficient and simple hardware design , the stable and reliable software design. The hardware includes MCU module, charging control module, charging protection module, signal acquisition module, sound and light alarm module and so on. Combined with the charging chip MAX1898, C51 programming language software design, the system has the detection of lithium battery charging status, automatically switching the charging mode according to the various stage, display charging progress, charger short-circuit protection, automatic shutdown after full charge and other functions. Through the Proteus simulation , the effect is good, the utility model improves the service efficiency of the mobile phone battery, prolongs the service life of the battery, ensures the safety of the charging process of the lithium ion battery, and realizes the intelligent charging. The production of the simulated object provides the basis for the research and development of lithium battery charger.Key words: SCM；sensor；lithium-ion battery；intelligent charging目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本文研究内容 (2)2 锂离子电池充电原理及特性 (4)2.1 锂电池的结构及特点 (4)2.2 锂电池的充电原理 (5)2.3 锂电池的充电特性 (6)2.3.1 锂电池的工作电压 (6)2.3.2 锂电池的充电电流 (7)2.3.3 锂电池的最佳工作温度 (7)2.3.4 锂电池的循环使用寿命 (7)2.4 锂电池的充电方式 (7)2.4.1 线性充电方式 (8)2.4.2 开关充电方式 (8)2.4.3 脉冲充电方式 (8)2.5 锂电池充电时应注意的安全问题 (9)3 硬件设计 (10)3.1 系统硬件总体设计 (10)3.2 单片机最小系统 (10)3.3 充电电路 (11)3.3.1 MCU的选择 (11)3.3.2 充电电路设计 (12)3.4 A/D采集电路 (13)3.5 液晶显示电路 (13)3.6 保护电路 (14)3.7 报警电路 (14)4 软件设计 (16)4.1 Keil (16)4.2 主程序设计 (16)4.3 子程序设计 (17)4.3.1 信号采集模块 (17)4.3.2 短路保护模块 (17)4.3.3 LCD液晶显示模块 (18)4.3.4 定时器中断模块 (19)4.3.5 报警模块 (19)5 系统的仿真与制作 (21)5.1 系统仿真 (21)5.2 PCB板的设计 (21)5.3 电路板制作 (22)5.4 系统的调试 (23)6 结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录一：电路原理图 (28)附录二：PCB图 (29)附录三：实物图 (30)附录四：元器件清单 (31)附录五：主要源程序 (32)1前言1.1研究背景和意义近年来，便携式电子产品的迅猛发展，加快了电池技术更新换代的速度。
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]。
基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计(本科毕业论文)
南昌工程学院毕业设计(论文)机械与电气工程学院系（院）电气工程及其自动化专业毕业设计（论文）题目基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计学生姓名纪炜焕班级电气工程及其自动化（1）班学号2009100106指导教师饶繁星完成日期2013 年 5 月20 日基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计Lithium-ion battery detection system design based on MCU总计毕业设计（论文） 34 页表格 7 个插图 15 幅摘要锂离子电池与其他种类的电池相比有着诸多优势，已经成为我们日常生活中必不可少的一部分。
相信在使用锂离子电池的过程中，我们常会考虑还剩多少电量的问题，但是又找不到好的电量检测方法，针对该要求，本文设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统可以满足我们日常生活中对锂离子电池电量检测的需求，以全面掌握锂离子电池的电量状态。
本文主要叙述了基于单片机的锂离子电池电量检测系统的研究和设计，该系统主要由模拟量采集、锂离子电池检测模块、单片机模块、以及LED驱动显示电量等相应的部分组成，介绍了锂离子电池的特点、电池电量检测原理、系统的结构及性能，重点介绍了该系统的软硬件设计等。
考虑到检测系统的复杂程度、精确性、可靠性等各个方面，本文介绍的设计方案能够满足我们对锂离子电池电量检测的要求。
关键字：锂离子电池BQ2040 电池检测单片机LED显示AbstractCompared with other types of batteries, the lithium-ion battery have many advantages, becoming an indispensable part of our daily lives. I believe that in the process of using lithium-ion battery, we often consider the question of how much power is left, but they can not find a good power detection method. for the requirements, we design a lithium-ion battery detection system based on MCU, the detection system can meet the demand for lithium-ion battery detection in our daily lives , in order to fully grasp the charge status of the lithium-ion battery.This paper describes the research and design of lithium-ion battery detection system based on MCU The system consists of a Analog acquisition module, battery detection module, MCU module and LED drive power display modules. the article describes the characteristics of the lithium-ion battery, the battery detection principle, structure and performance of the system,, focusing on the system hardware and software design.Taking into account the complexity of the detection system, accuracy, reliability, and other aspects, the article describes the design can meet the requirements of our lithium-ion battery detection.Key words：Lithium-ion battery BQ2040 Battery detection MCU LED display目录摘要.............................................................................................................................................. Abstract ........................................................................................................................................ 第一章绪论.. 01.1 本课题研究的目的及意义 01.2 本课题研究内容 01.3 锂离子电池的放电及温度特性 (1)1.4 锂离子电池电量检测系统的发展方向 (2)第二章系统总体结构设计 (3)2.1 系统总体结构框图 (3)2.2 单片机的选择 (4)2.2.1 W78E365A40PL引脚说明 (4)2.2.2 W78E365特性介绍 (5)2.3 电池电量检测芯片BQ2040 (6)2.3.1 BQ2040 引脚说明 (6)2.3.2 BQ2040的检测原理 (7)2.4 LED驱动控制芯片TM1629 (8)2.4.1 TM1629引脚说明 (8)2.4.2 TM1629特性介绍 (9)2.5 数据传输存储芯片24C64 (10)2.5.1 24C64概述 (10)2.5.2 24C64引脚说明 (10)2.5.3 24C64特性介绍 (11)2.6 时钟芯片DS1302 (11)2.6.1 DS1302概述 (11)2.6.2 DS1302引脚说明 (11)第三章硬件系统设计 (13)3.1 单片机与时钟电路部分 (13)3.1.1 W78E365概述 (13)3.1.2 电路图设计 (13)3.2 BQ2040部分 (14)3.2.1 BQ2040概述 (14)3.2.2 电路图设计 (15)3.3 TM1629驱动控制LED显示部分 (15)3.3.1 TM1629概述 (15)3.3.2 LED数码管 (15)3.3.3 电路图设计 (16)第四章软件系统设计 (17)4.1 程序设计流程 (17)4.1.1 初始化 (17)4.1.2 主程序流程图 (18)4.1.3 A/D转换与中断服务 (19)4.2 BQ2040总线时序 (20)第五章系统测试 (22)结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)第一章绪论1.1本课题研究的目的及意义锂离子电池自问世以来，到现在已经发展成为我们每个人众多生活必需品当中的一部分，是如今人们在日常生活中使用极其广泛的一种电池。
基于单片机技术的电池检测系统的设计与实现探析
基于单片机技术的电池检测系统的设计与实现探析【摘要】将单片机技术作为基础的电池检测系统是一种对电压、温度、电流进行实时在线的检测、监视、数据处理、数据采集、数据输出、控制等环节功能而设计出来的检测系统。
当超大规模集成电路技术发展到一定程度时，单片微型计算机便诞生出来了，且具备功能强、体积小以及性价比高等特点，能够达到温度检测与采集的要求。
对此，本文对基于单片机技术的电池检测系统的设计与实现进行了研究与探讨，旨在进一步探析其实用价值，推动其更好更快地发展。
【关键词】单片机技术;电池检测系统;锂电子蓄电池引言在蓄电池组维护中，人们越来越重视其对单体电池的温度监测。
因为当蓄电池内部发生点解液或者过充电等异常变化，极有可能造成电池的温度过高，出现电池损坏等现象。
同时，如果没有及时发现的话，只要电网出现停电现象，蓄电池便难以达到预期的供电效果。
值得注意的是，在所有的环境因素中，对电池充电性能影响最大的就是温度。
基于此，对基于单片机技术的电池检测系统的设计与实现进行研究与探讨，具有非常重大的意义。
1.单片机电池检测系统的软件设计与实现1.1 数字滤波程序的设计在设计与实现单片机技术的电池检测系统中，设计数字滤波程序的目的就是要将程序的抗干扰性与高精度性彰显出来，让其能够有效的提升检测的效率。
根据干扰信号的频率特征，系统程序会对系统的同频带予以确定，并在分析数学模型时将其融入进来，从而将滤波程序的线性离散方程制定出来[1]。
按照方程的计算结果，可以对程序监控的效果进行明确，同时也能够更加真实地将检测到的温度变化规律检测出来。
1.2 键盘模块的设计在检测的过程中，单片机可以通过中断式的扫描形式，采集好键盘输入的信号。
因此，在输入信息数据时，技术人员必须要对数据信息的真实性与完整性予以保障，让其能够将电池温度变化的情况明确体现出来。
直接的控制系统就是中断信号，只要按下了键盘，那么一个低电平信号便会从单片机的外部中断信号中产生出来，而后技术人员需要按照低电平信号的类型对检测系统的电量与电压进行判断，从而让单片机能够进入中断的服务程序中。
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3.1.2电路图设计14
3.2 BQ2040部分15
3.2.1 BQ2040概述15
3.2.2电路图设计16
3.3 TM1629驱动控制LED显示部分16
3.3.1 TM1629概述16
3.3.2 LED数码管16
3.3.3电路图设计17
第四章软件系统设计18
4.1程序设计流程18
Taking into account the complexity of the detection system, accuracy, reliability, and other aspects, the article describes the design can meet the requirements of our lithium-ion battery detection.
第二章 系统总体结构设计4
2.1系统总体结构框图4
2.2单片机的选择5
2.2.1W78E365A40PL引脚说明5
2.2.2W78E365特性介绍6
2.3电池电量检测芯片BQ20407
2.3.1 BQ2040引脚说明7
2.3.2 BQ2040的检测原理8
2.4 LED驱动控制芯片TM16299
2.4.1 TM1629引脚说明9
关键字：锂离子电池BQ2040电池检测单片机LED显示
A
Compared with other types of batteries, the lithium-ion battery indispensable part of our daily lives. I believe that in the process of using lithium-ion battery, we often consider the question of not find a good power detection method. for the requirements, we design a lithium-ion battery detection system based on MCU, the detection system can meet the demand for lithium-ion battery detection in our daily lives , in order to fully grasp the charge status of the lithium-ion battery.
2.4.2 TM1629特性介绍10
2.5数据传输存储芯片24C6411
2.5.1 24C64概述11
2.5.2 24C64引脚说明11
2.5.3 24C64特性介绍12
2.6时钟芯片DS130212
2.6.1 DS1302概述12
2.6.2 DS1302引脚说明12
第三章硬件系统设计14
3.1单片机与时钟电路部分14
Key words：Lithium-ion batteryBQ2040Battery detection MCtractII
第一章 绪论1
1.1本课题研究的目的及意义1
1.2本课题研究内容1
1.3锂离子电池的放电及温度特性2
1.4锂离子电池电量检测系统的发展方向3
This paper describes the research and design of lithium-ion battery detection system based on MCU The system consists of aAnalog acquisition module,battery detectionmodule,MCU module and LEDdrivepower display modules. the article describes the characteristics of the lithium-ion battery, the battery detection principle, structure and performance of the system,, focusing on the system .
本文主要叙述了基于单片机的锂离子电池电量检测系统的研究和设计，该系统主要由模拟量采集、锂离子电池检测模块、单片机模块、以及LED驱动显示电量等相应的部分组成，介绍了锂离子电池的特点、电池电量检测原理、系统的结构及性能，重点介绍了该系统的软硬件设计等。
考虑到检测系统的复杂程度、精确性、可靠性等各个方面，本文介绍的设计方案能够满足我们对锂离子电池电量检测的要求。
河 南 科 技 学 院
毕业设计(论文)
机电学院系（院）电气工程及其自动化专业
毕业设计（论文）电动汽车电池电量显示系统
学生姓名张友轩
班级电气工程及其自动化102班
学号
指导教师宋长源
完成日期2014年5月20日
电动汽车电量显示系统
总计 毕业设计（论文）34页
表 格7个
插 图15幅
摘
锂离子电池与其他种类的电池相比有着诸多优势，已经成为我们日常生活中必不可少的一部分。相信在使用锂离子电池的过程中，我们常会考虑还剩多少电量的问题，但是又找不到好的电量检测方法，针对该要求，本文设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统可以满足我们日常生活中对锂离子电池电量检测的需求，以全面掌握锂离子电池的电量状态。
4.1.1初始化18
4.1.2主程序流程图19
4.1.3 AD转换与中断服务20
4.2 BQ2040总线时序21
第五章系统测试23
结 论24
参考文献25
致 谢26
附 录27
第一章
1.1
锂离子电池自问世以来，到现在已经发展成为我们每个人众多生活必需品当中的一部分，是如今人们在日常生活中使用极其广泛的一种电池。我国通讯、电力电子等相关行业的飞速发展，使人们对锂离子电池的利用率和维护工作的重视程度不断提高，锂离子电池电量检测的市场需求随之越来越大。然而现在的实际情况却是由于国内目前的一些检测设备的检测方法不精确等原因，使其不能完全满足我们对锂离子电池电量检测的需求，同时国外的同类检测设备虽然性能较好，但是价格太高，不适合我们日常检测使用。微处理器技术的发展与电池电量检测方法的不断改善，为提高锂离子电池电量检测系统的性能和降低其制造成本提供了可能。针对该要求，本文设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统的设计对全面掌握锂离子电池的电量状态，提高其利用率具有现实意义。本设计的研究成果如果能够得到大家的一致认同，以致今后被广泛应用于我们的日常生活当中，比如应用于生活中常用的或常见的便携式电子产品领域，这必将提高人们的日常生活质量，并且还能起到提高锂离子电池利用率的作用，从另一方面看，这也是从某种程度上响应了国家“节能减排”政策。