用单片机实现的蓄电池远程数据采集系统
发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:511
蓄电池组是通信、信息、金融系统中最重要的后备电源保障。但是,由于蓄电池的运行状况或真实保障能力很难通过常规方法来掌握一,致使作为最后一道保险绳的蓄电池在关键时刻出现问题,给一些重要系统造成巨大损失。
本文介绍一款自行研制的,采用独特信号切换方式实现的蓄电池数据采集系统,供同行们参考。其主要特点是:电路简单、实用、可靠,由于较好地解决了蓄电池放电时珍贵数据不能及时采集的难题,因而为蓄电池的质量评估提供了科学依据。目前,该系统已在边远地区无人值守通信站点得到了很好的应用。本文重点介绍其电路部分。
一、原理简介
电路见图1。该系统主要由蓄电池取样信号切换、模数(a/d)转换及显示电路和单片机及通信接口电路等组成。
1。蓄电池取样信号切换电路
由于只采用了一个a/d转换单元,故对于电池组中二十五个取样信号采用分时接人a/d转换单元的方式进行模数转换。电路的切换元件采用具有双向导通功能的光祸u1-u25来实现。二十五只光藕分为奇数和偶数两组。它们的输人端分别接到电池组中两块电池的连接处,而每组光祸的输出端并联后通过r4、r5送人由ic2组成的a/d转换电路。这些光祸受控于单片机(ic6)po-p3口,单片机程序在每一时刻分别控制奇数组和偶数组中各一只光祸导通,这样就可以把某一块电池的电压信号接人a/d转换电路,以完成模数转换。
2.模数(a/d)转换及显示电路
采用四位半双积分a/d转换器(icl7135)作为a/d转换单元(该芯片的原理、性能及应用.许一多文章都有介绍,这里不再赘述)。模拟信号从,芯片的in十和in一输人。一方面,并行数据从d8、d4、d2、d1输出,经显示译码器(cd4511)译码、r14限流后送数码管显示。 d1-d5为显示位选控制端(d5未用),经芯片(uln2003a)放大后分别控制四位数码管的公共阴极,实现数据的扫描显示。另外,icl7135有一个重要的特点,即在进行a/d转换时,busy信号端将保存高电平,其宽度与输人的模拟信号有一一对应关系。此利用busy信号作为闸门信号送人单片机(at89c51)的into脚,并将定时器to的选通控制信号gate置‘1’_。此时,单片机定时器叨是否工作将受busy信号控制。当icl7135开始工作时,也就是busy信号跳高时,定时器to开始工作,其记录的数据与icl7135的测试脉冲存在一定的比例关系。蓄电池的模拟信号经过icl7135的a/d转换,再通过单片机to的实时工作,就可转换成单片机方便处理的数据了。图1中icl7135的run/h脚是icl7135的启动控制端,受控于单片机的p3.3脚,目的是在输人的模拟信号稳定后再启动a/d转换。
3.单片机及通信接口电路
该部分电路相对简单。多数i/0口线用于控制蓄电池取样信号切换电路中的光祸。p1.5脚由程序控制q1的实时导通,并通过d3及r12,r13为奇数组和偶数组的光藕提供具有限流性能的驱动电压。p1.7脚通过s1按钮作为手动启动测试信号输人端。本系统与上位机的通信是由单片机的串行通信口rxd和txd经max232电平转换后由rs-232c总线与modem相连,从而实现远程采集蓄电池数据的目的。
二、其他
1.本专统只有一个调整点w1.通过调整w1使acl7135的某准电压输入脚ref的电压为1.000v.该电压值与满度值(2.000v)为两倍的关系.本系设计为100v量,是通过r4,r5的衰霖实现的.
2.受icl7135的转换度所限,所以光华的切换快度不易小于0.3知.此外,为了安全起见,蓄电池组引出的信号线最好串接0.1a线式保险.
3.上位机可用超级终端访问本系统(式自行开发应用软件).将数据保存为wayd文件后处理.
蓄电池组是通信、信息、金融系统中最重要的后备电源保障。但是,由于蓄电池的运行状况或真实保障能力很难通过常规方法来掌握一,致使作为最后一道保险绳的蓄电池在关键时刻出现问题,给一些重要系统造成巨大损失。
本文介绍一款自行研制的,采用独特信号切换方式实现的蓄电池数据采集系统,供同行们参考。其主要特点是:电路简单、实用、可靠,由于较好地解决了蓄电池放电时珍贵数据不能及时采集的难题,因而为蓄电池的质量评估提供了科学依据。目前,该系统已在边远地区无人值守通信站点得到了很好的应用。本文重点介绍其电路部分。
一、原理简介
电路见图1。该系统主要由蓄电池取样信号切换、模数(a/d)转换及显示电路和单片机及通信接口电路等组成。
1。蓄电池取样信号切换电路
由于只采用了一个a/d转换单元,故对于电池组中二十五个取样信号采用分时接人a/d转换单元的方式进行模数转换。电路的切换元件采用具有双向导通功能的光祸u1-u25来实现。二十五只光藕分为奇数和偶数两组。它们的输人端分别接到电池组中两块电池的连接处,而每组光祸的输出端并联后通过r4、r5送人由ic2组成的a/d转换电路。这些光祸受控于单片机(ic6)po-p3口,单片机程序在每一时刻分别控制奇数组和偶数组中各一只光祸导通,这样就可以把某一块电池的电压信号接人a/d转换电路,以完成模数转换。
2.模数(a/d)转换及显示电路
采用四位半双积分a/d转换器(icl7135)作为a/d转换单元(该芯片的原理、性能及应用.许一多文章都有介绍,这里不再赘述)。模拟信号从,芯片的in十和in一输人。一方面,并行数据从d8、d4、d2、d1输出,经显示译码器(cd4511)译码、r14限流后送数码管显示。 d1-d5为显示位选控制端(d5未用),经芯片(uln2003a)放大后分别控制四位数码管的公共阴极,实现数据的扫描显示。另外,icl7135有一个重要的特点,即在进行a/d转换时,busy信号端将保存高电平,其宽度与输人的模拟信号有一一对应关系。此利用busy信号作为闸门信号送人单片机(at89c51)的into脚,并将定时器to的选通控制信号gate置‘1’_。此时,单片机定时器叨是否工作将受busy信号控制。当icl7135开始工作时,也就是busy信号跳高时,定时器to开始工作,其记录的数据与icl7135的测试脉冲存在一定的比例关系。蓄电池的模拟信号经过icl7135的a/d转换,再通过单片机to的实时工作,就可转换成单片机方便处理的数据了。图1中icl7135的run/h脚是icl7135的启动控制端,受控于单片机的p3.3脚,目的是在输人的模拟信号稳定后再启动a/d转换。
3.单片机及通信接口电路
该部分电路相对简单。多数i/0口线用于控制蓄电池取样信号切换电路中的光祸。p1.5脚由程序控制q1的实时导通,并通过d3及r12,r13为奇数组和偶数组的光藕提供具有限流性能的驱动电压。p1.7脚通过s1按钮作为手动启动测试信号输人端。本系统与上位机的通信是由单片机的串行通信口rxd和txd经max232电平转换后由rs-232c总线与modem相连,从而实现远程采集蓄电池数据的目的。
二、其他
1.本专统只有一个调整点w1.通过调整w1使acl7135的某准电压输入脚ref的电压为1.000v.该电压值与满度值(2.000v)为两倍的关系.本系设计为100v量,是通过r4,r5的衰霖实现的.
2.受icl7135的转换度所限,所以光华的切换快度不易小于0.3知.此外,为了安全起见,蓄电池组引出的信号线最好串接0.1a线式保险.
3.上位机可用超级终端访问本系统(式自行开发应用软件).将数据保存为wayd文件后处理.
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