基于单片机控制的充电电池容量测试电路的设计

第 l9卷 第4期 2006年 12月 宁波 大 学 学 报 (理 工版 ) JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY(NSEE) Vl01l9 No．4 Dec． 2006 文章编号：1001．5132(2006)04．0490．03 基于单片机控制的充电电池容量测试电路的设计 阴家龙 (淮安信息职业技术学院，江苏 淮安 223001) 摘要：随着电子技术的发展，镍镉和镍氢等充电电池的使用愈来愈多，购买和使用充电电池时， 电池容量(Ah)成为人们关注的指标．本文采用一种基于 AT89C2051单片机制作的电池容量测试 电路，可对镍镉和镍氢等充电电池的客量进行自动测试，并以数字形式显示其测试结果，测量 范围为0 01—9．99Ah． 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了电路硬件与软件设计实现，具有一定的实用价值． 关键词：电池容量；单片机；硬件；软件 中图分类号：TM912 文献标识码：A 电池容量通常可根据它在某种电子产品上的 使用时间来粗略估计其大小，简易的测试方法是将 电池进行叵定电流放电，在放电的同时监测电池的 端电压，当端电压下降到一定值时停止放电，记录 放电时问，放电电流与放电时间的积就是电池的容 量．因其放电时间较长(一般需 10—24 h)，靠人工 监测与计时既繁琐又不便，且易出现失误．本文采 用一种基于单片机AT89C205 1制作的电池容量测 试电路，可对镍镉和镍氢等充电电池的容量进行测 试，并实现自动计时和电压测量，数字可自动昆示， 测量范围为0．01—9．99Ah[1-3]． 1 硬件设计 图 1为双节镍镉或镍氢电池串联容量测试电 路，电路由AT89C205 l单片机电路、电池恒流放 电电路、电池电压检测电路和数码显示电路等部分 组成．VT1、R13、R14、R15等组成电池恒流放电 电路，放电电流由R13、R14的比值和R15的阻值 确定． AT89C205 1内部模拟信号比较器和R10、R1 1、 R12等组成电池电压检测电路，单片机的 P1．0口 和P1．1口除了用作 I／O口外，同时作为内部模拟信 号比较器的输入端，PI．0为同相输入端，P1．1为反 相输入端，模拟信号比较器将比较结果存入 P3．6 口对应的寄存器(P3．6口在AT89C2051外部，并无 引脚)．电源电压经 R10、R11分压后作为 P1．1口 的基准电压，电池电压通过 R12输入到 P1．0口， 当P1．0口电池电压大于P1．1口的基准电压时，P3．6 口输出为 1；当P1．0口电池电压小于P1．1口的基 准电压时，P3．6口输出为0． 片段译码器采用集成电路7447，它把BCD码 转换成字段码供数码管显示．发光二极管 VD 1为 工作状态指示用，在电池放电过程中 P3．0口输出 为 0，VD1点亮．DS1，DS2，DS3选用共阳极的 LED数码管，与 VT2、VT3，VT4组成动态扫描 收稿日期：2006，09．12． 作者简介：阴家龙 (1965一)，男，江苏淮安人。讲师，主要研究方向：电子产品开发及研究．E-mail：yj14970636@126．corn 维普资讯 http://www.cqvip.com 第4期 阴家龙：基于单片机控制的充电电池容量测试电路的设计 491 图 1 电池容量测试电路 显示电路，AT89C2051的 p1．7、P1．6、P1．5、P1．4 口输出3个数码管要显示的数字，P3口的P3．3、 P3．4、P3．5输出扫描位选信号，通过VT2、VT3、 VT4来控制3个数码管分时点亮． 单片机的电源由5V稳压电源提供．R2、c1、 K等组成单片机的复位电路． 2 软件设计 软件采用汇编语言编写，程序由主程序和定时 中断服务于程序、延时子程序等部分组成．主程序 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 如图2所示，主程序由初始化、动态扫描显示 等部分组成． 设定 AT89C2051内部寄存器 R0、R1、R2分 别用来存储 3位显示数据的百分位、十分位和个 位，定时器 T0工作状态为方式 1，定时时间为 60ms． 电路中2节电池的放电电流设定为200 mA， 每0．05 h电池所放电的容量为0．01 Ah．定时器 T0 每中断 3 000次(累计时间60 ms×3 000=0．05 h)给 寄存器R0加 1，寄存器R1计满 10个数后给寄存 器 R2加 1，这样放电结束时所显示的数值即为电 池的容量，因为小数点放在第一位数码管后，所以 显示的电池容量的计量单位是Ah． V 图 2 主程序流程 延时子程序的延时时间为0．5 ms，主要供主程 序的动态扫描显示部分调用，因显示3位数，每位 显示0．5 ms，所以动态扫描显示的周期为 1．5 ms． 3 参数设定与调试 本电路采用双节镍镉或镍氢电池串联容量测 试电路，2节电池的放电终止电压设定为2V，PI．1 口的基准电压取2 V，电池放电电流为设定200 mA． 接通电源后单片机复位，寄存器R0、R1、R2 的赋值均为 0．在没有放入被测试的电池前，P1．0 口的电压低于P1．1口的电压，P3．6口为0，数码管 维普资讯 http://www.cqvip.com 492 宁波大学学报 (理工版) 2006 不显示，程序处于等待电池放人的状态． 当充足电的电池放人，P1．0 VI的电压高于P1．1 口的电压．P3．6口为 1，定时器 TO开始计时，数码 管也开始显示，且每隔3 min计一次数，与此同时 每3 S检测一次电池电压，即检测P3．6的状态．随 着电池不断放电，其电压逐惭下降，当放电达到其 终止电压 2 V时，P1．0口的电压开始低于P1．1口 的电压，P3．6口由l变为0，定时器T0停止计时．同 时P3．7口输出0使VT1截止停止电池放电，这时 数码管显示的数值不再变化，显示值就是电池的容 量． 放人电池后，用万用表测量 R15两端的电压， 可通过调整R13或R14的阻值，使电压为O．94 V， 此时对应的放电电流为200 rnA． 在使用过程中，如果在测试电路没有断电的情 况下取下电池再重新放人电池时，要先按一下复位 键K电路才能重新开始工作，不然电路无法工作， 因取下电池和电池放电终了的结果是一样的，测试 电路都会作出测试结束的判断． 参考文献： [1】沈红卫．单片机应用系统设计实例与分析[M】．北京： 北京航空航天大学出版社，2003． [2】王鸿麟，钱建立，周晓军．智能快速充电器设计与制作 [M】．北京：科学出版社，2001． [3]万福君．单片微机原理系统一设计与开发应用【M】．合 肥：中国科学技术出版社，1995． Rechargeable Battery Capacity Test Circuit Design YIN Jia·long (Huaian College of Information Technology，Huaian 22300 1，China) Abstract：Along with the electronic technology development，rechargeable batteries such as nickel cadmium and nickel hydrogen are more and more used，and the battery capacity(Ah)becomes a common concem when the clients purchase them．This article introduces a battery capacity test circuit which is manufactured based on the AT89C205 1 monolithic integrated circuit．The circuit may automatically measure the capacity of the rechargeable batteries such as nickel cadmium and nickel hydrogen ones，The measurement scope ranges between 0．01— 9．99Ah．The analysis iS also conducted on the electronic circuit hardware and the software design implementation，the parameter configuration and the debugging．The design is believed to have certain applicable value． Key words：battery capacity；monolithic integrated circuit；hardware；software CI C number：TM9】2 Document code：A ( 责任 安全质量包保责任状安全管理目标责任状8安全事故责任追究制幼儿园安全责任状占有损害赔偿请求权 编辑 章践立) 维普资讯 http://www.cqvip.com