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基于PC104的蓄電池放電監測儀

發布時間:2021-09-29

? ? ? ?1、蓄電池放電監測儀的功能要求

? ? ? ?作為蓄電池制造以及電力部門。在生產和使用蓄電他過程中,需要對蓄電他進行放電特性的測試,以確定蓄電他的質精和保證蓄電他正常再使用。對蓄電池放電特性監測功能的要求主要有:能自動根據實際放電電壓調節放電電流而實現恒流放電:能打印、顯示、記錄測量數據和時間;能通過USB進行數據下載;能對電壓下降到限定電壓時報警;能和計算機聯網進行數據上傳以及遠程設段和控制測試?梢钥闯鰧崿F這些功能,如果采用單片微處理器將需要設計RS232或485,USB接日、網絡接門、時鐘電路等。如果行存或保存的數據量過大,還可能要擴展SRAM及EEROM。這樣硬件電路將十分復雜,電路設計比較困難。然而,采用PC104.可以省去上述這些工作,大大減低了設計的困難并節省了電路設計時間。這樣在硬件方面.精力主要放在采樣和控制輸出電路與PC104總線的如何接n方面。而在軟件方面充分利用TURBO-C的庫函數,程序編寫也比較方便。

? ? ? ?2、測控系統的硬件構成和工作原理

? ? ? ?由于采用PC104作為核心控制部件,硬件電路比較簡單。PC104的總線是嵌入式微機與外部硬件電路連接的橋梁。附加的采樣電路和輸出控制電路就是通過總線與微機發生聯系。PC104總線實質上是擴展的ISA總線,其信號引腳定義和操作時序與ISA總線幾乎完全雷同。為了便丁調試和簡化電路設計,并考慮時序延遲允許,采樣電路和輸出控制電路借助可編程邏輯器件CPLD與總線連接。系統中采樣控制板的硬件電路部分見圖1。

? ? ? ?系統采用MAXI25A/D轉換器作為數據采集及A/D轉換,電流電壓傳感器、運放放大器和該AD轉換器構成了采樣電路部分。而鎮存器7415373、光藕馭動器ULN2004等電路構成愉出控制電路。74LS245是雙向緩沖器,它起到控制板與PC104數據總線的隔離控制和數據信號的緩沖作用,避免控制板在非工作期間對PC 104總線產生干涉。從圖I中可見,這兩部分電路都通過CPLD接PC 104總線。因此關鍵是如何設計好CPLD的內部電路。
? ? ? ?CPLD的電路設計主要解決兩個間腸一是對總線地址譯碼以產生外部芯片A/D轉換器和鎖存器的片選信號.二是對總線的讀寫、中斷等信號進行邏輯再設計,以協調外部芯片和PC 104總線的邏輯和時序關系。在設計電路時須注意兩個問題:外部芯片地址須要避開PC 104傲機本身資游占用的地址;PC 104總線的中斷信號往往是高電平有效.而A/D芯片中斷信號一般是低電平有效,所以要使電平倒相。

? ? ? ?從設計的靈活性和增強信號馭動能力的角度出發,除數據線外,所有的信號線和地址線均與CPLD相連。通過CPLD的編程,形成所需要的邏輯電路。整個監側系統由采樣控制板。PCI04,電壓電流傳感器及放電負載器等組成。其組成方式如圖2所示。

? ? ? ?PCI04控制和協調整個系統的工作:先啟動MAXIM進行數據采集,然后PC 104通過數據總線讀取數據,在計算機內對數據汁算和處理。計算機通過一套算法確定并產生控制負載器的信號。該信號再次通過數據總線傳愉到7415373鎖存,再經過ULN2004放大器抽出,控制放電負載.以實現恒流放電測試。顯示器采用數顯彩色LCD屏。測試時將蓄電池接到負載器,同時也通過傳感器接到采樣控制板。采樣控制板的物出信號控制負載器的通人電流。以實現恒流放電控制。PC104控制著整個側試過程:對電壓電流信號采樣、進行數據計算和處理等。

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