基于80C196KC的蓄电池在线监测仪.docVIP

基于80C196KC的蓄电池在线监测仪 李铁香，郭屹松 (北京石油化工学院，北京102617) 摘要：针对蓄电池检测自动化水平较低的现状，设计了以16位单片机80C196KC为核心的智能监测仪，能够在线监测各蓄电池的电压、电流和内阻等参数，综合判断蓄电池的性能，具有较高的测量精度和可靠性。介绍了监测仪的系统结构、检测原理、硬件电路和软件流程。 关键词：蓄电池；单片机；在线监测 中图分类号：TP216 文献标识码：A 文章编号：1002—1841(2006)05—0014—02 0引言 蓄电池广泛应用于UPS电源、电力直流屏等系统中，为获1。目前，蓄电池的检测有电压测量法、安时法、内阻[21，测量方式有定期测试和在线测试，根据客 1、技术要求和总体设计 针对端电压为l2．8 v的蓄电池，要求实现40节及以下串30 min进行一次巡检，一周进行RS一485接口用于和上位机通信。根据设计要求，系统由控制器板和继电器板两部分组成，被检测信号有3个，即浮充电流、放电电流和单电池电压。V，每节电l31，这是比一般的电压检测困难之处。(图1中K】、K2、K3、I4)切换的方式顺序获得S1为双刀双掷型继电器，起倒相作用，电压经LA28一NP，电压互感LV28一P，转换后的信号送往控制板进行采样。 图1电压测量原理图 工作中，根据控制器板的控制信号，由继电器组切换被PAla一12 V和TX2—12 V继电器，它具有体积小、驱动电流小、导通电阻小 蓄电池内阻的测量可采用分组定时放电检测方法进行，4 A放电4 min，在3 min 50 S时记录电流I1值Ul，15A放电l min，在50 s时记录电流值2和电压值U2计算，，则内阻．根据内阻值，再结合其电压和容量值，可得出蓄 正常使用的情况下，电池的老化是渐变的，因此内阻的自13进行，即使在正常运行中55 Ah的电池容量来说也是微不足道 监测仪的核心是控制器，控制器板的结构如图2所示。CPU采用了16位单片机80C196KC，它具有丰富的I／O Ll资源l0位A／D转换器，但由于 12位的ADl674作采样320×240点阵的彩色LCD显示，配置了l6个按键， 图2控制板硬件结构图 2系统硬件设计 2．1单片机子系统 单片机子系统由80C196KC单片机、74LS373地址锁存器、27C256、数据存储器DSl230(NVRAM)、7415138译码IMP705看门狗电路组成。80C196KC采用片内外统一编址64 KBE 4|．在设计中，巧用了它的INST引脚，INST反向后作为27C256的片选信号，INS与Al5作为DSl230的片选，INST接7415138的／G2A端，Al5接Gl，其他I／O端Vl的片选。这样使得程序和数据存储64KB． 2．2数据采集子系统 由驱动板输入的3路模拟信号经运算放大器后，送人模拟AD7503，再经ADl674模拟转换后送入单片机。控制选用P1．7作为AD7503的选通信号，Pl．6和Pl．5接AIY7503的A、BADl674的片选，80C196的高速输入口HIS．0。 2．3实时钟模块 为正确记录电池故障发生的时间及定期存储电池参数，选DSl2C887，平时用于系统自动巡检的定时，80C196的外部中断源EXINT．DSl2C887 ll4个字节的非易失性RAM，用于存储设置的参数。 2．4输出模块 设计规模为40节的电池组，因此需41个输出点控制40节1个用于倒向控制的输出点，l个输出点控制电2个输出点，共需45个输出点。单片2片8255并行接口，可提供48个数字量输出，同时ULN2803输出驱动。 2．5 LCD显示及键盘模块 LCD选用VK63型256色彩色液晶显示器，320×240图形点15行20列中文信息，接口方式灵活，即 设计了16个按键，l0个数字键、小数点和5个控制键，采P0口8位和Pl.0、Pl.1进行扫描查询， 2．6报警及通讯模块 监测仪配备3个指示灯，分别作为运行、正常、故障指示，4个I／O口资源。485通讯接MAXl487，通过80C196的串行通讯口连接。3软件流程 软件设计的主要流程如图3所示。 图3主程序流程图 为保证数据处理的实时性，程序直接用80C196的汇编语言 系统程序的循环由DSl2C887定时控制，巡检和放电在中DSl2887读写子程、故障判断子程、电池参数计算子程、报警 4结束语 不同环境下的实际运行表明，采用16位单片机80C196