單片機(jī)在干電池放電性能檢測(cè)中的應(yīng)用

1、單片機(jī)在干電池放電性能檢測(cè)中的應(yīng)用賀力克湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系摘要：本系統(tǒng)為單片機(jī)控制，對(duì)于電池實(shí)施自動(dòng)加載、自動(dòng)檢測(cè)、循環(huán)采樣、自動(dòng)分析處理采樣結(jié)果，記錄電池的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，記錄電池達(dá)到特定電壓值所經(jīng)歷的時(shí)間，并根據(jù)這些參數(shù)繪制出放電曲線，當(dāng)放電回路出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)立即發(fā)出故障示警訊號(hào)，加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。關(guān)鍵詞：干電池 單片機(jī)控制 數(shù)據(jù)采集 放電性能中圖分類號(hào)：0概述干電池放電性能檢測(cè)是分析電池內(nèi)在質(zhì)量的重要手段。以前往往采用人工操作，從電池引線焊接，加負(fù)載，定時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到匯總計(jì)算，最后繪制成各種報(bào)表及放電曲線，工作繁雜瑣碎，由于人工讀數(shù)誤差大，測(cè)試精度難以保證。隨著單片機(jī)技術(shù)應(yīng)

2、用的發(fā)展，可大大提高干電池檢測(cè)中的自動(dòng)化程度，為質(zhì)量分析提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。本文著重介紹單片機(jī)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、程序流程的設(shè)計(jì)。1技術(shù)要求單片機(jī)采用8951系列，A/D轉(zhuǎn)換芯片采用AD574，由斷電器控制電池的放電回路，采樣通道由多個(gè)CD4051構(gòu)成模擬開(kāi)關(guān)組合，可同時(shí)對(duì)40個(gè)電池樣品進(jìn)行循環(huán)采樣。記錄每個(gè)電池的開(kāi)路電壓，負(fù)荷電壓，每天的開(kāi)始電壓，結(jié)束電壓。記錄每個(gè)電池的特定電壓的時(shí)間，即達(dá)到1.5V、1.4V、1.3V、1.2V、1.1V、1.0V、0.9V時(shí)的時(shí)間。電壓達(dá)到0.9V，放電即告結(jié)束,記錄達(dá)到0.9V時(shí)的時(shí)間。2系統(tǒng)原理放電試驗(yàn)中所測(cè)量的基本參數(shù)是電池加載后電池兩端

3、的負(fù)荷電壓和放電時(shí)間，跟蹤記錄電池達(dá)到終止電壓0.9V時(shí)的時(shí)間，并描繪出整個(gè)放電過(guò)程中負(fù)荷電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系，從而準(zhǔn)確反映出電池的容量特性。系統(tǒng)工作時(shí)，首先由CPU發(fā)出指令，經(jīng)過(guò)外部接口8255控制電池放電回路中的繼電器吸合，使被測(cè)電池加上負(fù)載，同時(shí)，由外部接口8255控制電池電壓，采樣通道中的模擬開(kāi)關(guān)組合逐個(gè)選通被測(cè)電池樣品，使該電池兩端的負(fù)荷電壓送入A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換芯片將電池電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換圖一為數(shù)字信號(hào)后，再經(jīng)CPU處理保存并記錄采樣時(shí)間。CPU每隔一段時(shí)間發(fā)出采樣指令，跟蹤記錄電池電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系，直到電壓達(dá)到設(shè)定的終止電壓或設(shè)定的終止時(shí)間，CPU發(fā)出指令，控制

4、放電回路中的繼電器釋放，此次放電周期結(jié)束。3硬件結(jié)構(gòu)3.1放電回路圖二放電回路繼電器觸點(diǎn)閉合，電池經(jīng)過(guò)負(fù)載電阻構(gòu)成回路，開(kāi)始放電，負(fù)載電壓送入模擬開(kāi)關(guān)組合電路。3.2繼電器控制電路圖三采樣系統(tǒng)共分五個(gè)組，每組八個(gè)放電回路。8255輸出高電平，經(jīng)反相器使光電隔離管工作，三極管導(dǎo)通，繼電器被吸合，+24V電壓經(jīng)吸合后的繼電器使放電回路中的繼電器工作，電池加載開(kāi)始放電。3.3采樣通道模擬開(kāi)關(guān)組圖四模擬開(kāi)關(guān)組由6片CD4051組成，1-5片接5個(gè)電池組，每組8個(gè)放電回路。8255輸出信號(hào)PB0-PB5控制4051每次從40個(gè)模擬輸入信號(hào)中選通1個(gè)信號(hào)輸出給A/D轉(zhuǎn)換電路。4051為8選1的模擬開(kāi)關(guān)，由

5、PB0-PB4或PB5控制每次只能有一路開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。采樣時(shí)，由CPU發(fā)出指令，8255輸出控制信號(hào)于PB0-PB4，控制上一級(jí)4051的輸出作為下一級(jí)4051的輸入，再由PB5控制信號(hào)選通一個(gè)模擬電壓送入A/D轉(zhuǎn)換電路。3.4A/D轉(zhuǎn)換電路在單片機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，使用了高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片AD574，其主要特性如下：分辨率為12位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為25us，轉(zhuǎn)換精度為0.05%。AD574芯片中的CS、A0、及R/C的狀態(tài)，由地址鎖存器74LS373鎖存，以確定AD574的轉(zhuǎn)換方式及輸出格式，并保證在轉(zhuǎn)換過(guò)程和讀出過(guò)程中，A0的狀態(tài)不變。CPU的WR、RD經(jīng)與非門(mén)后送入AD574的CE端，確保AD574在

6、被啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和讀出結(jié)果的操作時(shí)，CE有效，12/8直接接地，使輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)格式采用高8位和低4位兩次讀取的方式。圖五完成一次A/D轉(zhuǎn)換的程序如下： MOV R0，#1FH ；選中AD574，并令A(yù)0=0MOVX R0, A ；啟動(dòng)AD574轉(zhuǎn)換MOV R7, #10H ；延時(shí)等待轉(zhuǎn)換結(jié)果LOOP: DJNZ R7, LOOP MOV R1, #7FH ；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果低4位 MOVX A, R1 ；低4位送R2 MOV R2, A MOV R1, #3FH ；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果高8位 MOVX A, R1 ；高8位送R3MOV R3, A .4程序流程圖4.1初始化初始化的執(zhí)行是進(jìn)行放電狀態(tài)的過(guò)程

7、中自動(dòng)完成的，它包括放電回路檢查，關(guān)閉空載電池組，數(shù)據(jù)區(qū)刷新，設(shè)置必要的標(biāo)志等功能。圖六4.2采樣這部分包括測(cè)量開(kāi)始電壓、負(fù)荷電壓、開(kāi)始電壓、當(dāng)前電壓及故障檢查。其中開(kāi)路電壓、負(fù)荷電壓是原始數(shù)據(jù)，開(kāi)始電壓每天更新，當(dāng)前電壓是指每分鐘采樣時(shí)的電壓。故障檢查分三次進(jìn)行，第一次是在系統(tǒng)準(zhǔn)確狀態(tài)下進(jìn)行，利用繼電器吸合前后的電壓差來(lái)判斷放電回路的好壞。第二次是在每個(gè)采樣周期中比較前后兩次當(dāng)前電壓值應(yīng)在正常的下降勢(shì)范圍內(nèi)，否則認(rèn)為有故障。第三次是在退出放電狀態(tài)時(shí)，利用釋放繼電器前后兩次的電壓差來(lái)判斷故障。圖七4.3數(shù)據(jù)處理跟蹤記錄電池電壓達(dá)到終止電壓所經(jīng)歷的時(shí)間，跟蹤記錄電池電壓達(dá)到特定電壓值(1.5V、

8、1.4V、1.3V、1.2V、1.1V、1.0V、0.9V)所經(jīng)歷的時(shí)間。圖八參 考 文 獻(xiàn)1 穆蘭.單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)2 張振榮等 MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)3 林言端等 WJX-1型微機(jī)控制干電池檢測(cè)系統(tǒng)THE APPLICATION OF THE SINGLE SHIP COMPUTER IN THE DISCHARGE CAPABILITY CHERK OF DRY BATTERYHE LI-ke(Electricity Engineering Dsp. Of Hunan Industry Polytechnic,Changsha ) Abstract: The sys

9、tem is controlled by the single chip computer, for the battery, automatic loading, automatic measuring, cycle sampling, automatic analyzing and dealing with sampling result, noting a kind of the battery parameters and guidelines, noting times that the battery reached special voltage, and protracting the discharge curves based on these parameters. When the discharge loop appears abnormally, the system has a screw loose and sends warning mark at once to reinforce, security of the system