基于单片机的蓄电池电量检测系统课程设计

班级：07通信学号：0711******* 姓名：周伟

摘要:主要是基于单片机的蓄电池电量检测系统，可应用于各种蓄电池组的性能监测，系统可在线监测每节电池的电压，动态放电电流，温度，以使直流屏的电池得以及时的维护，保证直流屏的安全运行，提高供电系统的可靠性和自动化程度。系统功能按模块划分，分别分为：主机、采集模块、信号调理模块、放电模块，其中采集模块包括模拟量采集模块和开关量采集模块，信号调理模块包括：电池电压调理模块、电流调理模块、温度信号调理模块。

关键词:单片机电量检测 A/D转化

1 前言

随着21世纪社会的快速发展使人们步入了电子时代，越来越多的机器、电子设备离不开电力驱动。电源成了机器电子设备等不可或缺的保证，因此持久稳定的电源显得尤为重要，很难想象没有电力社会会是什么样子。我们知道蓄电池是电源的一种，作为后备电源，为保证电源供电的可靠性，实时监测蓄电池电量的各项参数就显得必不可少了。我们知道现在的蓄电池电量检测有基于虚拟仪器技术、单片机、数据库等等的蓄电池电量检测系统。

在这里，我主要说说基于单片机的蓄电池电量检测系统。因为这种方法有对固有系统产生的影响非常小，测量精度比较高，简单方便易于实现等等的特点。

2 蓄电池测量参数设计

电压测量

蓄电池电压有2V、6V、12V三种类型，由这三种蓄电池类型组成220V。电压是反映电池性能的重要指标，测量电压可采用充放电路中串一个阻值很小的电阻，其上有压降。当充电时，电压值为负；放电时，电压值为正。这个电压值作为后接电路的一个输入电压。通过监测这个小阻值电阻电压监测蓄电池电压。对蓄电池端电压的测量必须要有很高的精度, 电压的采样精度需为千分之一。温度测量

蓄电池的内阻值很小，电池内部产生的热量取决于电池的内阻,同样通过监测充放电同路中小阻值电阻来预判蓄电池的温度，温度精度要求需要精确到0.5度。

内阻测量

蓄电池内阻很小，一般为uΩ－Ω级，因此测量线的阻抗就变得不可忽略，为此采用四线法测量，即将驱动电流回路和感应电压电路分开。内阻四线法测量原理图如下，其中Ri为取样电阻。

测量蓄电池内阻的方法是：在蓄电池的两端施加一恒定的交流音频电流源is，然后检测电池两端电压V o，以及is和V o两者之间的夹角θ。

Z＝Vo/io

R=Zcosθ

R即为我们需要获取的蓄池内阻。

电量的检测

检测一个电池的电量时，不可以直接测量电池两端的端电压，可以通过检测蓄电池组充放电回路的电流量，来达到检测电池组电量的目的。在蓄电池组充放电同路中串一个阻值很小的电阻，其上必有压降。当充电时，电压值为负；放电时，电压值为正。这个电压值直接作为后接电路的一个输入电压，经过特定的运算处理后，可以较显著地看到充放电状态及电量的高低。

3单片机的蓄电池电量检测系统硬件设计

硬件电路主要由音频信号发生器、耦合驱动器、差动放大器、滤波网络、整流电路、相位检测电路、电压电流取样电路、温度取样电路、模拟转换开关、A ／D转换器、单片机、看门狗电路、LCD显示器及键盘等组成。

单片机这部分接口设计其中P1口用作键盘输入和外接EPROM存储器，其中PAO接存储器时钟线，PAI接存储器数据线，PA2∽PA7 接键盘。P2口用作A／D 转换和模拟开关通道选择，其中PBO PB2用作通道线，PB5 PB7连接A／D转换器对应的SPI口线。P3口用作液晶显示器数据口。P4口用作A／D中请求和液晶显示器控制口，其中PD2为A／D转换器中请求，PD5为液晶显示器片选信号，PD6为读写选择信号，PD7为使能信号。

4 电路设计电压采样电路

温度采样电路

单片机接口电路

5 软件设计

软件设计所要实现的功能

1成整个系统的初始化。’

2检测有无电流：有电流则进入电量显示的操作模块；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以何种方式唤醒单片机：若是看门狗，则进行初始化；若是有键按下，则显示电量。

4键按下时，判断键是否放开：放开则关闭显示，继续检测电流；没放开则继续显示电量。

5成A／D转换模块的初始化及A／D转换结果的累加及显示。

参考文献

[1] 何立明．单片机应用技术选编[M]．北京：北京航空航天大学出版社，1997．

[2] 马青玉．高压蓄电池组的计算机检测设计[J]．电子工程师，2002．

[3] 陈杰．智能铅酸蓄电池组性能的监控系统[J]．机电工程，1999．