电池容量测试仪电路图

2013-10-26 15:57:00
  •   测量电池容量的方法是给电池以固定的电流放电,同时检测电池的电压,当电池放电到规定的终止电压时,根据自动记录的放电时间显示电池的容量。   电池容量测试仪电路见图1,电路由单片机电路、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。 r2、c1、sb1等组成

测量电池容量的方法是给电池以固定的电流放电,同时检测电池的电压,当电池放电到规定的终止电压时,根据自动记录的放电时间显示电池的容量。

电池容量测试仪电路见图1,电路由单片机电路、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。 r2、c1、sb1等组成单片机的复位电路,有开机复位和手动复位两种模式,按下sb1为手动复位。

vt、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,这里放电电流定为200ma。

at89c2051在内部构造了一个模拟信号比较器,at89c2051的p1.0口和p1.1口除了作i/o口外,还有一个功能是作为模拟信号比较器的输入端,p1.0为同相输入端,p1.1为反相输入端,模拟信号比较器的比较结果存入p3.6口对应的寄存器,p3.6口在at89c2051外部无引脚。这个模拟信号比较器和r10,r11、r12等组成电池电压检测电路,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。当电池电压大于p1.1口的电压时p3.6口输出为1;当电池电压小于p1.1口的电压时p3.6口输出为0。这里把两节电池串联进行测试,单节电池的放电终止电压一般取1v,故两节电池的放电终止电压为2v,因此p1.1口的基准电压取2v,从而使电池放电终了时p3.6输出为0。

集成电路7447、vt2、vt3、vt4和三只数码管等组成动态扫描显示电路,它分时轮流选通数码管公共端(这里是共阳极),使各个数码管轮流导通即各数码管中的电流是脉冲电流,这种方式下各数码管的字段线并联使用,从而简化了硬件电路。各个数码管虽然是分时轮流通电,但由于数码管的余辉特性和人的视觉暂留效应,所以当扫描频率足够高时,看上去所有数码管是同时点亮的,并不觉得有闪烁现象。集成电路7447是片段译码器,把bcd码转换成字段码供数码管显示。at89c2051的p1口的高四位分时输出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。

程序使用汇编语言编写,主程序流程简图见图2。

程序由主程序和定时中断服务子程序、延时子程序等部分组成。主程序由初始化、动态扫描显示等部分组成。

寄存器r0、r1、r2分别用来存储3位显示数据的百分位、十分位和个位所对应的数。定时器t0工作状态为方式1,定时时间为60ms,由于电池的放电电流为200ma,因此每3min(0.05小时)电池所放电的容量为0.01ah(10mah),所以定时器0每中断30o0次(累计时间6om×3000=3min)给寄存器r0加1,寄存器r0计满10个数后给寄存器r1加1,寄存器r1计满10个数后再给寄存器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。延时子程序的延时时间为0.5ms,主要供主程序的动态扫描显示部分调用,因为要显示三位数,每位显示0.5ms,所以动态扫描显示的周期为1.5ms。

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,数码管不显示,程序处于等待电池放人的状态。当充足电的电池放入后,p1.0口的电压高于p1.1口的电压,p3.6口为1,定时器to始计时,数码管也开始显示,且每隔3分钟计一次数,与此同时每过3秒检测一次电池电压,即检测p3.6口的状态。随着电池不断放电,其电压逐渐下降,当放电达到其终止电压时,p1.0口的电压开始低于p1.1口的电压,p3.6口由1变为o,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,以免造成电池过放电,这时数码管显示的数值不再变化,显示值就是电池的容量。

发光二极管vd1作工作状态指示用,在电池放电过程中p3.0口输出为0,vd1点亮。

印制电路板采用万能电路板,ic1用at89c2051单片机,ic2用7447片段译码器。b1用12mhz的石英晶体,dsl、ds2、ds3选用共阳极的led数码管,vd1用红色发光二极管,r15选用4.7ω/0.5w的电阻。其余元器件的参数见图1。

安装前先将汇编源程序编译成目标文件即hex文件,再用编程器将hex文件写入.at789c2051芯片。

测试仪的调试工作主要是放电电流的调整,接通电源,放入两节充电电池,用万用表测量r15两端的电压应为0.94v,这时对应的放电电流为200ma,否则可通过改变r13或r14的阻值进行调节。

在使用过程中,如果在测试仅没有断电的情况下取下电池再重新放入电池时,要先按一下复位键sb1电路才能重新开始工作,不然电路是不会工作的,因为取下电池和电池放电终了的结果是一样的,测试仪都会作出测试结束的判断。

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