89C51在蓄电池恒流放电中的应用.docx

89c51 在蓄电池恒流放电中的应用西安电子科技大学 (710071)许铭陈健摘要文章介绍了 89c51 单片机在蓄电池恒流放电中的应用 ,讲述了利用单片机实现恒流放电的方法 ,重点阐述了单片机对 a/ d 转换器 、d/ a 转换器的控制时序 ,及彼此之间的接口电路 。关键词恒流放电89c51a/ d 转换d/ a 转换蓄电池恒流放电功用在使用蓄电池的过程中 ,需要及时了解蓄电池 的容量 ,以便于及时充电来维持蓄电池的正常使用 。 蓄电池容量测试中 ,传统上采用电池内阻2容量对应 法 ,简称内阻法 。它首先用某一标准设备测出一组 蓄电池内阻和容量的对应关系 ,把它存入 rom 中 , 在测试容量时先计算出其内阻 ,再根据内阻查表得 出容量 。因为内阻和容量之间不存在一一对应关 系 ,这种方法有着一定局限性 。当内阻较大或较小 时 ,测出的结果并不准确 。为此 ,采用对蓄电池进行恒流放电 ,利用电池电 压2容量对应法来估计电池容量 ,简称恒流放电法 。 它同样首先利用标准设备测出蓄电池恒流放电时电 压与容量的对应关系 ,在测试容量时先计算出蓄电池两端的电压 ,再根据电压与容量的关系求出电池 容量 。这种方法有较高的准确性 ,但难点在于要求 保持蓄电池恒流放电 。本文通过采用 mc51 单片机 来控制放电电流 ,使蓄电池恒流放电 。从而准确求 出蓄电池容量 。1图 1 恒流放电原理图l m324 加外围电路构成 。原理框图如图 2 所示 。图 2 中 , in ( t ) 为 输 入 信 号 , 经 反 向 放 大 器(l m324 ( u 2c) , y ( t ) 为 输 出 ) 、跟 随 器 ( l m324 ( u 2d) , z( t ) 为输出) 、滤波器 (l m324 ( u 1b) ) 后输出 ou t ( t ) 。3 . 2 d/ a 转换器在本系统中采用 ad7541a 。ad7541a 是低损 耗 、高性能 12 位单片乘法 d/ a 转换器 。它接口简 单 ,易于使用 。但片内不含锁存器 ,需外界锁存器来 控制其 a/ d 转换 ,它也没有片选信号 ,数据线上一旦有信号就进行 d/ a 转换 。它与单片机的接口电 路如图 3 所示 。图中 ,单片机的数据线为 8 位 ,而 ad7541a 的 数据线为 12 位 ,所以需要对其数据线的高 8 位和低4 位分别进行锁存 。328 译码器的输出和 w e ( 写有效信号) 进行或非运算后作为锁存器的片选信号 。 在 d/ a 转换时 ,单片机先通过 328 译码器选通y6 ,进而使能 cs1 ,从而高 8 位数据送给 ad7541a , 再选 通 y7 , 把 低 4 位 数 据 送 入 ad7541a 。此 时 ad7541a 的输出端 aou t1 经滤波放大后输出正确的模拟电压值 。在选通锁存器时 ,必须把 w e 和 328 译码器的 输出进行或非运算后作为锁存器的片选信号 。否则 可能产生时序问题而导致无法锁存正确的数据 。单片机给 ad7541a 送数的程序如下 :da :mov d p tr , # 0 e000 h ;0 e000 h 为高 8 位锁存器的地址 此指令选通该锁存器恒流放电原理恒流放电原理如图 1 所示 ,电池正端接晶体管 射集 ,负端接地 。系统通过电流电压转换器来获取 蓄电池放电电流 , 经反向放大 、跟随器 、滤波器 , 及 a/ d 转换后送入单片机 。单片机检测电池放电电 流是否保持恒定 。若不恒定则调整输出电压 ,输出 电压在 d/ a 转换后经跟随器 、反向放大 ,去控制晶 体管的基极电压 ,进而调整蓄电池的放电电流 ,实现 恒流放电 。与此同时 ,蓄电池电压也经反向放大 、跟 随器 、滤波器后 ,由 a/ d 转换输入单片机 ,使得单片 机可同时监测电压的变化情况 。2系统模块实现33 . 1反向放大器 、跟随器 、滤波器图 2 反相放大 、跟随器 、滤波器原理框图图 3 ad7541a 与单片机接口原理框图mov a , r0mov d p tr ,amov d p tr , # 0 f000 h mov a , r1mov x d p tr ,aret3 . 3a/ d 转换器; r0 中存放高 8 位数据;锁存高 8 位数据;选通低 4 位锁存器; r1 中存放低 4 位数据;d/ a 转换开始;d/ a 转换结束本系 统 中 采 用 ad974 作 为 a/ d 转 换 器 。ad974 是 4 通道 , 16 位串行 a/ d 转换器 。它的采 样速率可为 200 ksps 。它所允许的输入电压范围可为 :04v 、05v 及 10v 。ad974 根据时钟类型的不同 , 可分为内部时钟模式和外部时钟模式 。 外部时钟模式又可分为外部连续时钟模式和外部非 连续时钟模式等 。本系统采用外部非连续时钟模式 ,并在转换结束后利用同步信号 s yn c 读取数据 ,输入电压范围04v 。它与单片机的接口原理框图如图 4 所示 。 图 4 中 , r/ c 引脚用于表示 ad974 的 工 作 状态 。它为高时表示 ad974 处于读状态 ,此时可把数 据输入单片机 。它为低时表示处于转换状态 。da ta 引脚用于向单片机输入数据 。da tacl k 为 ad974 外部时钟输入端 。图 4ad974 与单片机接口s yn c 引脚为 ad974 同步端口 , 在 ad974 输出数据之前一个时钟周期 ,s yn c 端输出一高脉冲 ,利用此高脉冲可以同步数据传输 。a0 、a1 为 模 拟 输 入 选 通 端 , 与 单 片 机 地 址 线 a0 、a1 相接 ,其值为 00 时选通 1 通道 ,01 选通 2 通 道 ,10 选通 3 通道 ,11 选通 4 通道 。v1a 、v1b 、v2a 、v2b 为模拟输入端 。ex t/ in t 为时钟选择端 , 其值为高时使用 外 部时钟 ,反之使用内部时钟 。pwrd 为转换控制器 , 其值为低时禁止转换 ,所以它要接高电平 。b u s y 为转换标志信号 ,它为低时表示 ad974正在转换 ,为高时则表示转换完成 。在本系统中未 使用此引脚 。cs 为 ad974 片选信号 ,其值低时有效 ,在本系 统中把它直接接地 。ad974 中引脚 b ip 、r ef 、ca p 用于选择模拟端 的输入范围 ,本系统中采用的输入范围为 04v 其 相应引脚的接法如图 5 所示 。or g 000 hlj m p main or g 0100 h ma in :mov sp , # 0080 h mov r5 , # 95 h mov a ,r5mov r0 ,amov r1 , # 00 h l call da par t;恒流放电电流;控制电压初始化mov d p tr , # 0b001 h ;选择 ad;读取初始电流;保存l call adl call sav emov d p tr , # 0c000 h l call adl call sav e a ga in :l call d el a ymov d p tr , # 0c001 h l call adcom p :mov r4 ,20 h;读取初始电压;保存;再次读取电流图 5 ad974 模拟输入范围选择ad974 转换时序流程如图 6 所示 。在时钟脉 冲 0 到达之前先把 r/ c 位清零 , 使 ad974 进入转 换状态 ,转换结束后再置位 r/ c , 从而进入读取状 态 。在脉冲 1 到来后即可检测到 s yn c 信号为高 电平 ,此后 ,在脉冲 2 到来后即可依次读取 16 位数 据 。在 系 统 中 , 用 单 片 机 p1 . 5 口 的 输 出 作 为 ad974 的外部工作时钟 ,来控制数据的读取 。根据 图 6 的时序流程 ,得单片机控制 ad974 获取采样数 据的程序流程如图 7 所示 。;比较两次电流大小 ,控制输出电压mov a , r0cl r c subb a , r4j c incr easej z sav ea ga in aj m p d escen tend;a r4 ,降低输出控制电压结束语本文主要介绍了 89c51 单片机在蓄电池恒流 放电中的应用 。论述了恒流放电的原理 ,重点讲述 了 单 片 机 和 a / d 转 换 器 ( ad 9 7 4 ) 、d / a 转 换 器5恒流放电的实现恒流放电的实现原理上已阐述 ,这里不再重复 。 下面给出单片机控制恒流放电的部分程序 :4图 6 ad974 转换时序图多单片机系统及分组式交通信号灯控制器五邑大学 ( 529020)刘焕成刘智勇摘要文章详述了多单片机控制系统的工作原理 ,并在此基础上 ,设计了一种基于多单片机的分组式交通信号灯控制器 ,同时给出了软 、硬件技术及实现方法 ,解决了现有交通信号指示方式的歧 义性问题 。关键词分组式交通信号控制机单片机 ( m pu)通信式交通信号控制 ,从以上分析这种控制方式的确可消除交通信号的歧义性 。概述计算机技术的飞速发展 ,促进了道路交通控制 技术的长足进步 。随着我国公路交通规模的发展壮 大 ,社会对公路交通安全 、舒适 、快速 、准时的要求愈 来愈强 ,而安全是第一位的 。道路交通控制是实现 上述目标的保证 ,而其交通信号的控制 ,则成为实现 这一目标的关键 。因此 ,一方面交通部门对交通信 号控制系统的质量提出更高的要求 ,另一方面在交 通法规日趋完善的同时 ,对交通控制的形式不断改 善以求达到更好的控制效果 。例如 ,某些城市的交 通灯 ,红灯和绿灯的箭头灯同时亮 ,而且这些信号灯 的排列是在同一行或同一列中的 。人们对这种控制 形式提出异议 ,认为这种信号指示方式具有歧义性 , 可能造成驾驶员的犹豫不决而引发交通事故 。为明 确交通信号灯的意义而提出改进方案 : 交通信号灯 按方向分组 , 并按一定的顺序排列 ( 如左 、直 、右) 。 每一方向的信号灯均由红 、黄 、绿三色组成 ,且一组 信号灯的红 、绿灯不能同时亮 。这就是所谓的分组1多单片机控制系统设计的引出真正意义的分组式交通信号灯控制器 ,要求在 硬件上将各组信号分开 ,以保证可靠性 。一般的十 字路口 ,控制 8 个灯组的交通信号灯控制器已可以 满足需要 ,能控制 16 个灯组的交通信号灯控制器 , 基本上可满足所有单路口的需求 。单路口分组式交 通信号灯控制器设计任务如下 :(1) pc 部分 : 生成控制方案 、绿冲突表以及交2通信号灯控制器的管理 。良好的图形界面 、易操作 。通过 rs2232 通信接口与交通信号灯控制器交换信息 。(2) 路口信号灯控制器部分 : 它是系统的核心 , 承担 16 个灯组的功率输入 、输出指示 、绿冲突检测 , 对绿冲突的反映时间不大于 0 . 5 s ,即 : 48 路功率输 出 、48 路指示输出 、48 路检测输入 。具有现场控制 方案查询 、调整及手动控制功能 。(ad7541) 的接口及单片机对 a/ d 转换 、d/ a 转换的控制 。最后给出了利用单片机实现恒流放电的部 分程序 。参考文献张端等 . 实用电子电路手册 ( 数字电路分册) . 高等教育出版社 ,1992 ,672瞿生辉 ,冯毛官 . 单片机原理与应用 . 西安