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單片機在燃料電池監控系統中的應用

作者: 時(shí)間:2012-03-19 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

編程要點(diǎn):

a. 與微機串行通訊時(shí)必須同步,否則微機接收到的將是錯誤的數據。本系統采用方式3,定時(shí)器初值設為E6H。

b. 系統外部干擾比較大時(shí),A/D轉換時(shí)可多采集幾組數據,去除極端數據后,將剩下的數據做算術(shù)或幾何平均運算。

c. 每采集完一路電壓值后,應令指針指向下一路,使程序可以循環(huán)往復運行。

微機部分

LabView開(kāi)發(fā)平臺功能強大,電壓值采集到微機中后,先被恢復為原始值,然后以隊列排列方式每小時(shí)存儲一次電壓值,并保留一個(gè)月的數據以便觀(guān)測的性能變化。當有單體不能正常工作時(shí),軟件控制工控機關(guān)閉氫氣供氣閥門(mén),人工進(jìn)行檢修。

(2)硬件設計

系統的硬件設計原理圖如圖2所示:

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a. 由于系統的工作環(huán)境具有較大的干擾(交直流電路同在一個(gè)控制柜中),若采用扁平40芯總線(xiàn)電纜,雖然接線(xiàn)時(shí)簡(jiǎn)單方便,但由于系統中的高頻信號較多,電纜中的電容效應不可忽視。所以結合實(shí)際,單體電壓的傳輸線(xiàn)采用多芯屏蔽電纜。

b. MPU選用89C51,它本身帶有4K的RAM,不用另外擴展,配6MHz晶振,以保證A/D轉換器ADC0809可以正常運行。

c.多路集成模擬開(kāi)關(guān)陣列AD7506,具有多選一的傳輸功能,雙片AD7506配合使用即可在某一時(shí)刻采集到一片單體的電壓差。電池單體電壓比較小,而系統不僅要監控每一片單體電池電壓,還要知道它從0V升高至正常工作電壓的時(shí)間。為了使數據更加準確,就需要將電壓值放大。實(shí)現這一環(huán)節,本系統采用了集成4運放LM324,以負反饋的形式將采集到的電壓差3倍放大。

d. 串行通信采用MAX232C,它具有傳輸距離遠,抗干擾性強等優(yōu)點(diǎn),而且外圍電路簡(jiǎn)單,只需5個(gè)鉭電容即可。

e. 監控板外接±15V電源,+5V 電源由7805獲得。因為雙七段碼顯示需要較大電流,所以7805應外接散熱器。

f. 由于系統的外界干擾較大,為了防止MPU由于干擾進(jìn)入死機狀態(tài),本系統不僅在每片芯片的電源部分加入了抗干擾電容,還在程序中添加了抗干擾部分,使系統具有較高的穩定性。

4 結束語(yǔ)

利用監控板與微機相配合的這套,反應迅速、抗干擾能力強、性能穩定,取得了很好的實(shí)驗效果。工作人員在操作室中足不出戶(hù)即可實(shí)時(shí)準確的掌握電池的情況。

參考文獻
[1]李華主編,MCS-51系列單片及接口技術(shù),北京航空航天大學(xué)出版社,1993.8
[2]林維明主編,燃料電池系統,化學(xué)工業(yè)出版社,1996.6


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