[小学教育]蓄电池电压

[教育]蓄电池电压 蓄电池电压自动采集系统 摘要:本文是基于PIC16F877单片机开发的蓄电池电压自动采集系统，电压从蓄电池两端采集到后经单片机的A/D转换后，送数码管显示，同时，本系统带有四个按键操作可以实现设备的运行控制、参数设置等功能，并且具有控制精度高、性能稳定的优点。 关键词:蓄电池 电压采集 PIC 0 引言 蓄电池作为提供直流电源的常用装置，其应用越来越广泛，特别是在通信、动力及军用等领域，蓄电池电压是反映蓄电池性能的重要指标，同时也是充放电的重要判断参数，因此对电压的测量是蓄电池检测系统不可或缺的环节，传统的检测方法借助电压等工具测量出电压值后，再调整充电参数，实时性差，精度差。基于单片机的蓄电池电压自动采集系统既能够满足实时的要求，也是精度大大的提高。 1 硬件结构 1.1工作原理 交流电源经变压器整流后，输入整流桥电路进行整流后输出直流电压，经滤波后进入蓄电池，电流信号通过分流器进入单片机控制板，电压信号从蓄电池的两端提取后输入到单片机，单片机经过A/D转换后送数码管显示，当电压出现异常时发出声光报警。 蓄电池组 保险变压器 AC整流桥电流采样 U 单片机控制板I 图1 原理框图 1.2系统构成 1.2.1 处理器 PIC16F877是美国Microchip公司生产的8位RISC结构的单片机，具有高速数据处理的特性(执行速度可达120ns)，PIC16F877内部自带看门狗定时器、具有256Bytes的EEPROM、8k空间的FLASH存储器、8路10位AD转换功能、2个脉宽调制CCP模块、在线烧录调试(ISP)功能，宽电压工作，可靠性高。PIC16F877有8级深度的硬件堆栈，RAM区的每个Byte位都可以寻址，有4条专用的位操作指令和2条移位指令。 图1 PIC16f877功能图 1.2.2 电压采样电路 电压采样电路采用LM358运放，该电路可以适用于48V和80V两种不同的采样电路，通过分压电阻来实现，从蓄电池采集到的电压首先经R 。R27,R28电阻分压后进入运放的5脚，放大大概为33倍，倍数可以通过调整RW2来实现 图2 电压采样电路 1.2.3数码管显示 数码管采用7段共阴电路，数码管的DS交接C9013三极管，主要是显示当前采集到的电压值和显示报警信息，如果接入电流信号后也可以显示电流值。 图3 数码管电路 1.2.4 报警电路 当电压低于设定值和超过设定时发出声音报警 图4 报警电路 1.2.5 按键电路 本单片机设置四个按键，显示切换、启动停止、参数设置、增大和减小，显示切换按钮的主要功能是按下一次在数码管显示电压、按动第二下显示电流、按动第三下显示时间、按动第四下显示安时数、然后循环切换到第一个显示电压。启动停止的功能按一下后控制板内的接触器吸合，控制板处于运行状态，再按一下后接触器断开。参数设置的主要功能是设置报警值和电压转折值，增大和减小的主要功能增大和减少设定值。 图5 按键电路 1.3所用主要材料报表 表1 名称 规格型号 单位 数量 备注 单片机 个 PIC16F877 1 运放 个 LM358 2 数码管 7段共阴 个 4 晶振 个 12M 1 稳压管 个 LM336 1 三极管 个 C9013 7 二极管 个 4007 2 2 软件结构 开始 单片机初始化 YS1是否按下数码管显示切换键盘扫描 N Y启动继电器S2是否按下Y是否有键按下键盘子程序 N N YS3是否按下参数设置电压电流采样 N YS4是否按下参数增大和减小 A/D转换 数码管显示 结束 图6 软件图 单片机首先进行初始化，然后进行键盘扫描,采用循环扫描的方式查看是否有按键按下，如果有按键按下则响应键盘子程序，如果没有按键按下的话，进行电压和电流的采样，采样值经单片机A/D转换后送数码管显示，如果达到报警值后，单片机发出报警信息。键盘子程序主要是判断四个按键的状态，在显示切换时设置按键的权值，从而知道当前数码管显示的状态。 3、技术总结 基于PIC单片机的蓄电池电压自动采集系统，精度高，采样时间短，同时能够满足两种不同型号规格蓄电池的检测，并且具有参数设置功能，本产品已经应用到实际的控制场合，产品性能稳定，在后面的产品开发中，随着网络通讯功能的加入并结合上位机界面的开发，产品性能将会有更大的提高。 4 参考文献 [1] 周兴华 手把手教你学单片机(第2版)北京:北京航空航天大学出版社 2007 [2] 江世明 基于Proteus的单片机应用技术 北京:电子工业出版社 2009