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一种高性能蓄电池采集模块系统的开发与设计

1引言 不论是在动力环境还是在通信设备中，电源都是整个设备的重要组成部分，电源设备供电的质量情侣对及供电的可靠性，直接影响全局的工作。蓄电池作为储能装置是通信电源直流供电系统、交流不间断电源系统（UPS）和太阳能供电系统中的重要的组成部分，且蓄电池都是在最紧急的情况投入使用，所以将其作为一个重要监控对象之一。而单体电压和标识电池温度是表征蓄电池进口蔬菜性能的两个关键参数，本文将围绕这两个参数介绍蓄电池采集模块的设计与原理。2系统总体结构设计及特点2.1系统总体结构设计 整个系统由温度传感器、电阻络、电子扫描开关、放大电路、模数转换器、单片机等组成，如图1所示。系统采用89C55作为中央处理芯片，电池板工作时循环采集各个单体电池的电压及标识电池的温度，经差分放大、模拟放大送至A/D转换器，A/D转换完成后向CPU发出中断请求，CPU相应中断读取A/D转换的数据并进行分析处理。模块上两片128K字节的E２PROM用来存放测量所得的单体电池电压及温度的历史数据，这些数据可以至少保存七天。CPU同时接收从485接口来的采集子通讯数据，并进行处理。 2.2主要特点 采集模块的主要特点可以概括为以下几个方面： （1）采用扫描方式可选择测量一组24节电池单体电压、4个电池温度或同时测量组12节电池的单体电压和4个电池温度。 （2）A/D转换器具有6通道通用模拟量输入口，兼容电流型和电压型，且量程可变。 （3）信号输入端采用光电隔离，消除了数字电路对模拟电路的影响。 （4）具有RS-485通信接口，用于连接动力环境与电源集中监控系统的其他模块或本模块级连。 （5）具有一个全光电隔离RS232接口，用以现场调机时与便携式计算机相连接；增加外置MODEM后还可以与区域中心直接连接。 （6）存储器支持2片DOC（Disk On Chip），1M-32M/片。 （7）电池板提供8路模拟信号的采集端口，可外接通用的电量传感器（推荐使用霍尔隔离这是“最好骑的同享单车”传感器）用来测试电池总电压，电池充放电流等模拟电量，传感器供电电源可使用板上所提供的±15V电源，传感器的地线连接到电池板地线端子。 另外，采集模块还具有I/O端口的瞬时保护、输入电源反相保护、硬件看门狗功能。3关键电路设计3.1CPU 该采集模块以89C55单片机为核心。89C55是一个低功耗、高性能CMOS8位微处理器，带有20K字节的片内可编程闪存，可以存储程序。其采用Atmel的高密度非易失内存技术生产，和工业标准MSC_51系列产品的指令和管脚兼容。具有32条可编程I/O线、一个全双工串口、3个16位的时钟/计数器、8个中断源、片内晶振和电脑维修时钟电路。3.2复位电路 CPU的复位电路采用X25045芯片，该芯片综合了现在流行的三种的功能，看门狗、电源监控及可编程E２PROM，并集成在一片芯片上，大大降低了芯片费用和减小了芯片所占空间。“看门狗”位微处理器提供了一个独立的苏宁银行牌照已获批保护电路，当因外部干扰导致系统的程序“飞掉”时，X25045看门狗在一可选择的时间间隔内将产生复位信号热启动系统。另外可利用X25045的低电压VCC探测电路来保护低电压的情况。当电源降低到VCC允许的最小值时，系统复1两年短时间内培养出来1个完全的产业位并保持着直到电压回升并稳定。E２PROM为4096位，内部组成是512*8。X25045还提供了一个串行设备接口（SPI）和软件协议，允许在一个简单的三态总线上操作。 在该系统中手机绳，防水材料可分为固体类和液体涂料类X25045一方面用于上电时复位CPU，另一方面利用其E２PROM保存模块的一些硬件配置信息。电池板工作时要采集各种电池模拟参量，变为数字量后通过通讯口传递给主模块，一些通讯参数需要设置。另外，A3-A8的量程和各种电量的修正系数都需要软件进行配置，这些参数都写入板上X25045的E２PROM中，在电池板上电时由CPU读入。可软件配置的参数有电池板络地址、主模块络地址、被测电池总电压（48V/24V）、标定单体电压用的两组测试值、A3-A8的输入量程(V/V）等。3.3扫描电路