高速AVR實(shí)現振動(dòng)/溫度信號采集和存儲

本文所介紹的新型智能充電機系統，解決了動(dòng)態(tài)跟蹤電池可接受充電電流曲線(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵，形成了獨具特色的智能充電機系列，提高了充電質(zhì)量和效率，充電工人只擔任輔助性工作，為充電技術(shù)和充電設備闖出了一條嶄新的路。

　　1硬件部分

　　電池充放電過(guò)程中，可進(jìn)行恒流、恒壓、涓流、充放電時(shí)間以及終止電壓等多種控制規律選擇。整個(gè)系統分2層，下層是執行層，上層為控制層。

　　1.1節點(diǎn)層

　　利用三相橋式全控整流橋技術(shù)實(shí)現充放電轉換。晶閘管的觸發(fā)由MSP430來(lái)完成。擬采用雙窄沖觸發(fā)，以減少觸發(fā)裝置的輸出功率。下層的核心就在于對MSP430的控制。MSP430F135是TI 公司新近推出的Flash系列的16位單片機，他具有內置12位A/D轉換器、串行通訊接口，集成JTAG接口，內置Flash存儲器，具有看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)16位定時(shí)器，可實(shí)現計數、時(shí)序發(fā)生、PWM等功能。并通過(guò)對堆棧的處理，實(shí)現了中斷和子程序調用層次無(wú)限制，具有嵌套中斷結構，即高級中斷程序可以被低級中斷請求打斷，當中斷請求同時(shí)發(fā)生時(shí)，按優(yōu)先級別處理。利用他的12位A/D采集電流電壓值，作為閉環(huán)控制的反饋變量。處理后的反饋變量與設定的值進(jìn)行比較，根據一定的控制規律進(jìn)行計算，確定觸發(fā)角度，由單片機直接給出觸發(fā)信號，打開(kāi)可控硅?？刂凭瓤蛇_到2.5‰。電流電壓采集采用差模放大技術(shù)，該電路簡(jiǎn)單，實(shí)現容易，且反饋精度高。單路結構圖如圖1所示。

　　1.2控制層

　　實(shí)現控制系統的集散式控制。中間層的主要任務(wù)就是集合多路下位機的數據。中間層以ATmega16單片機為核心，他是一個(gè)與51系列兼容的8位單片機，易進(jìn)行外圍擴展。下位機數據經(jīng)過(guò)通訊接口，上傳到本層的非易失大容量存儲器(Flash)DA28F640中。在本層加入人機界面LCD液晶顯示屏以及鍵盤(pán)輸入，由操作人員在本層對下位機直接控制。本系統也可組網(wǎng)，連接到計算機上。操作人員可以通過(guò)PC機實(shí)現對下位機的監控管理。

　　2軟件部分

　　本系統采用匯編語(yǔ)言設計，模塊化程序結構，由主程序模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、定時(shí)脈沖發(fā)出模塊以及通訊模塊等幾大模塊組成。程序首先判斷出執行命令，再轉入條件設定子程序，如恒流充電命令，程序首先把設置電流、終止時(shí)間等命令結束條件賦值與判斷變量，然后設置這些變量的布爾量為真，這樣各種充放電命令簡(jiǎn)化為由主循環(huán)直接進(jìn)行條件判斷。整體程序結構緊湊、簡(jiǎn)潔、易懂，且易于設計、調試、維護和移植。

　　2.1數據采集/處理

　　本系統數據采集采用差分放大電路，直接從電池兩端引入電壓、電流信號。選用放大器OP07.模擬到數字轉換部分由MSP430內置A/D轉換器完成。在主循環(huán)中起動(dòng)A/D轉換，轉換結束后由中斷程序把轉換后的值存入指定的寄存器，留待全部轉換結束后處理。設置轉換結束標志位，以防重復啟動(dòng)。由于現場(chǎng)各種干擾的存在，使得采用所得的數據有一定的誤差。為使轉換結果更精確，同時(shí)考慮到系統靈敏性，可令每個(gè)輸入信號采樣4次左右，在處理上運用數字濾波處理，采用算術(shù)平均值法。算術(shù)平均值法適合于對一般的具有隨機干擾的信號濾波，特別適合信號本身在一數值附近上下波動(dòng)的情況。

　　應用中也可根據被測參數的實(shí)際情況及所得數據規律，而綜合采用多種算法，以取得更有效的濾波效果。處理后的值先與設定值比較，得出差值，再由關(guān)系式：<