電池快速檢測(cè)系統(tǒng)嵌入式論文

1、嵌入式系統(tǒng)期末論文題目：智能電池快速檢測(cè)系統(tǒng)1目 錄1引言12系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)12.1電量指示電路22.2報(bào)警電路32.3電池檢測(cè)電路42.4復(fù)位電路和時(shí)鐘電路43程序設(shè)計(jì)51引言 鉛酸蓄電池組是許多交通工具的動(dòng)力源或應(yīng)急電源，因此電池組的性能將直接關(guān)系到交通工具的正常運(yùn)行。為了提高蓄電池的使用壽命，保證其可靠運(yùn)行，需要經(jīng)常對(duì)蓄電池參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量，以確保蓄電池組處于最佳的工作狀況。以往，蓄電池參數(shù)的測(cè)量都是人工完成的。人工測(cè)量速度慢，測(cè)量精度不高，而且有害氣體影響人體健康。為減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障測(cè)量人員身體健康，提高測(cè)量速度和測(cè)量精度，對(duì)蓄電池參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量顯得尤為重要。電動(dòng)車采用鉛酸蓄電

2、池是從生產(chǎn)難度、成本、可靠性等多方面考慮的結(jié)果。鉛酸蓄電池其基本特點(diǎn)是使用期間不用加酸加水維護(hù)，電池為密封結(jié)構(gòu)，不會(huì)漏酸，也不會(huì)排酸霧，電池蓋子上設(shè)有單向排氣閥(也叫安全閥)，它作用是當(dāng)電池內(nèi)部氣體量超過一定值(通常用氣壓值表示)，即當(dāng)電池內(nèi)部氣壓升高到一定值時(shí)，排氣閥自動(dòng)打開，排出氣體，然后自動(dòng)關(guān)閥，防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部。閥控鉛酸蓄電池與汽車等用的普通鉛酸蓄電池相比有二個(gè)主要特點(diǎn)：一是密封；二是干態(tài)。鉛酸蓄電池在使用過程中，只是不斷將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，又將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，反復(fù)循環(huán)，對(duì)外部環(huán)境是“零排放”， 不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。2系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)智能電池檢測(cè)系統(tǒng)從功能模塊上看來包括電量指示電路，

3、報(bào)警電路，電池檢測(cè)電路，復(fù)位電路和時(shí)鐘電路以及STM32輔助部分等幾部分組成。單片機(jī)STM32顯示電路報(bào)警電路電池問題檢測(cè)電池電量檢測(cè)圖1系統(tǒng)硬件框圖開始電池檢測(cè)電量高于40%電量低于20%電量高于20%電量高于60%電量高于80%電量100%LED顯示蜂鳴器報(bào)警圖2系統(tǒng)程序框圖測(cè)取電池電量的方法有多種；1 測(cè)取電池電壓，鉛酸電池會(huì)隨著電量的減少降低電壓 其電壓降低的曲線可近似看成直線，該方法測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單對(duì)設(shè)備損害小，但誤差較大。2 測(cè)量電池內(nèi)阻，隨著電池電量的降低點(diǎn)吃的內(nèi)阻同樣會(huì)逐漸增加且電池內(nèi)阻與電池電量相關(guān)性比較大，所以該方法精度較高，但數(shù)據(jù)測(cè)取電路復(fù)雜，需要在電池兩端施加交流信號(hào)在檢測(cè)

4、電池兩端信號(hào)變化情況計(jì)算電池內(nèi)阻，該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)受電池本身電路影響。3 測(cè)量電池電液密度，電池電液密度是最接近電池電量的指標(biāo)，但電液密度的測(cè)量太復(fù)雜，所以不采取。由于電車電池在放電過程一般電流較小，電池電量的變化過程是一個(gè)緩慢的過程不需要太高的精確度所以采用直接測(cè)量電池電壓法測(cè)量電池電量。2.1電量指示電路電量指示電路如圖3所示。電量指示電路由5個(gè)發(fā)光二極管組成他們的亮與滅分別代表了蓄電池的電量消耗程度。其中D1、D2、D3、D4、D5分別代表了蓄電池的剩余電量為100%、80%、60%、40%、20%。圖3電量指示電路2.2報(bào)警電路報(bào)警電路如圖4所示。D1、D2、D3是3個(gè)發(fā)光2極

5、管，和NPN三極管、蜂鳴器組成報(bào)警電路。當(dāng)電池電量低于一定量時(shí)，系統(tǒng)經(jīng)過單片機(jī)STM32處理后，發(fā)送信號(hào)使蜂鳴器得電，蜂鳴器發(fā)出響聲提示電動(dòng)車欠壓需要充電。圖4報(bào)警電路2.3電池檢測(cè)電路電車電池大多為多塊12V鉛酸電池串聯(lián) 本設(shè)計(jì)3塊36V為測(cè)量目標(biāo)。電池的輸出電壓范圍10.5*313.5*3，STM32單片機(jī)模塊輸入電壓為03.3v。測(cè)量總電壓是電池是測(cè)取點(diǎn)的分壓比例為15：1，測(cè)量單塊電池電壓時(shí) 測(cè)取點(diǎn)的分壓比例為 13:3；所以總電壓電阻為150k和10k串聯(lián)， 單塊為130k和30k電阻串聯(lián)。圖5電池檢測(cè)電路2.4復(fù)位電路和時(shí)鐘電路圖6時(shí)鐘控制電路圖7復(fù)位電路3程序設(shè)計(jì) LED引腳配置

6、 PA0-PA7static void GPIOA_Config(void) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1| GPIO_Pin_2| GPIO_Pin_3| GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5| GPIO_Pin_6| GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OD_P

7、P;/輸出模式通用推挽 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIOA-ODR|=0x00FF； /關(guān)閉LED蜂鳴器2k pwm輸出static void TIM_Mode_Config(void)GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;RCC_APB1Peri

8、phClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; / 模式復(fù)用推挽 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); TIM_TimeBaseStruct

9、ure.TIM_Period=999; /周期為1000 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 35; /36分頻 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision= TIM_CKD_DIV1 ; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCIni

10、tStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 499; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, DISABLE);ADC1配置stati

11、c void ADC1_Mode_Config(void)ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;GPIO_InitTypeDef CPIO_InitStructure;RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);CPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;CPIO_InitStructure.GPIO_Mode

12、=GPIO_Mode_AIN;CPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &CPIO_InitStructure);ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigCon

13、v_None;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);/ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);ADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetRes

14、etCalibrationStatus(ADC1);ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1);獲取對(duì)應(yīng)通道數(shù)據(jù)static u16 GET_ADC_No_value(u16 No)u16 i=1;/No的值為10,11,12,13;ADC_RegularChannelConfig(ADC1,No,1,ADC_SampleTime_55Cycles5); ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_

15、EOC );return ADC_GetConversionValue(ADC1);主函數(shù)int main(void) u16 power1,power2,power3,power;SystemInit();GPIOA_Config();TIM_Mode_Config();ADC1_Mode_Config();while (1) power=GET_ADC_No_value(10);power1=GET_ADC_No_value(11);power2=GET_ADC_No_value(12);power3=GET_ADC_No_value(13);if(power1(u16)(44/16*40

16、96/3.3) RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIOA-ODR&=0xFFDF; ;if(power2(u16)(44/16*4096/3.3) RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIOA-ODR&=0xFFbF; ;if(power3(u16)(44/16*4096/3.3) RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIOA-ODR&=0xFF7F; ;if(power=(u16)(36/16*4096/3.3)GPIOA-ODR&