基于单片机的便携式蓄电瓶快速检测仪

ByElmer1

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5 I5 }( C, \. m+ g摘要:提出了蓄电瓶快速检测方法,并采用多功能单片机PIC16C74等技术，完成了便携式蓄电瓶快速测试
仪的软件和硬件实现.

关键词:单片机: EEPROM: PWM

0 Z) N8 z2 I6 ?' Q& a0 l; |8 R- Z在生产实践中，大容量蓄电瓶有着极其广泛的应用,例如铁路系统的机车启动电源和通信系统的备用电源等,为保证设
; a" N6 W; R$ j备运行高效安全，对大容量蓄电瓶的保有容量进行实时检测显得十分重要.传统的检测方法测试周期长,检测设备体积大、不
# w9 j8 K/ I+ w- P! r8 o3 P" e, C: `便于携带,不能快速高效的检测蓄电瓶的保有容量及故障状态,因此便携式蓄电瓶快速检测仪的研制和开发有着重要的现实
意义和实用价值.蓄电瓶快速检测的原理是:利用各种蓄电瓶正常情况下，在恒流放电时蓄电瓶的端电压和保有容量具有的
6 t: {: v  X; @( x特定对应曲线关系,在该曲线上某点的电压值可以对应为此电瓶该时刻的保有容量值.因此可以将电瓶以某--电流值进行恒
1 w6 V4 i! v  H0 g# s流放电时的端电压与保有容量的全程对应曲线保存起来,检测时仍以该电流值进行短时间恒流放电,检测得到此时的电瓶端
电压，将此电压与已存储的全程曲线标准值进行比较，就可以得到对应的电瓶保有容量值.
7 j0 A4 N; C5 ]* @' _: V便携式蓄电瓶快速测试仪主要实现了蓄电瓶保有容量的快速检测、电瓶端电压与保有容量全程对应曲线标准数据的采
集、存储和管理多组测量的数据、测试时的电极反接报警功能、液晶屏完成系统信息、测试状态、数字时钟显示等功能.
1系统硬件设计
* n4 x+ @, J4 T3 G) j0 `6 u: V根据该系统功能的需要,选择了PIC16C74A单片机作为系统的CPU,该单片机具有33个I/0端口,其中多个I/0端口具
" F8 T2 W6 J- J- f有多种功能，如:AD转换端口;片选和读写控制的端口；PWM端口;串行通信端口等;另外该单片机内部还有多个定时计数器
和随机读写存储器.因此它可以很好的完成系统要求的各项功能并具有良好的加密性能.由于该系统的主要功能是检测蓄电
. w2 O6 w& u" e6 [瓶的保有容量,因此按前面所述的保有容量的测试原理，系统硬件的设计，-是要测量蓄电瓶的端电压,二是要实时采集蓄电
9 p3 @, v. y2 p  }) f+ Q& ]瓶的放电电流,三是控制对负载的放电电流使其按设定值恒流放电,四是测试数据的保存和显示，最后是操作键盘和系统电
源的设计".
要完成蓄电瓶端电压和放电电流的采集并将其送至AD转换端口,需将被测参数调理到AD转换端口的满量程值(即0~
& k/ s! W. g- Q1 J3 |' Y5V),系统设计用集成运放组成的电压变换器来完成这一工作[2].蓄电瓶的恒流放电是由单片机输出的高精度PWM脉冲经
' Z0 t( t) g1 u& {9 N变换产生的模拟电压，控制场效应管完成恒流放电,即由单片机完成的采集、运算、控制的闭环系统.反极报警功能设计采用
  j/ g) r+ _% }4 I9 \由运放组成的负电压比较器来完成,当测试端子接反时,输入电压低于比较器的负比较电压，于是产生报警信号.数字时钟的
$ K; q+ w) P+ y! x$ j' e6 k3 x设计采用了12887时钟芯片来完成:而数据的保存采用了电可擦写的串行EEPROM芯片2404(当然可根据保存数据的多少来
选择2408等不同容量的芯片) ;系统的所有信息显示是由一40 x4的字符形黑白液晶显示器来完成，该液晶屏由单片机直接
5 o' U6 l, D  E; C1 T控制;系统各种功能的实现由八个按键来操作完成,键盘设计由单片机B口实现:为了减小系统体积便于携带,系统的电源设
计为由5节充电电池完成,即1.2 V x5=6 V,由于系统中的负压比较器和场效应管控制电压的产生分别需要-3 V和+12 V
+ t3 t! h$ K) @* q1 Y2 _  o+ w( V电压，因此必须由+6V产生+12V和-3 V电压，故采用ADP3000- 12正电压变换电路和ADP3605 -3负电压变换电路完成
9 ]( j+ \4 F8 l9 \: |电源转换工作.系统还设计了由集成运放组成的检测电路,当电池电压过低时产生报警信号.

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PIC16C74A单片机作为系统的CPU,该单片机具有33个I/0端口