原创 用单片机实现的蓄电池远程数据采集系统

蓄电池组是通信、信息、金融系统中最重要的后备电源保障。但是，由于蓄电池的运行状况或真实保障能力很难通过常规方法来掌握一，致使作为最后一道保险绳的蓄电池在关键时刻出现问题，给一些重要系统造成巨大损失。

本文介绍一款自行研制的，采用独特信号切换方式实现的蓄电池数据采集系统，供同行们参考。其主要特点是：电路简单、实用、可靠，由于较好地解决了蓄电池放电时珍贵数据不能及时采集的难题，因而为蓄电池的质量评估提供了科学依据。目前，该系统已在边远地区无人值守通信站点得到了很好的应用。本文重点介绍其电路部分。

一、原理简介

电路见图1。该系统主要由蓄电池取样信号切换、模数（A/D）转换及显示电路和单片机及通信接口电路等组成。

1。蓄电池取样信号切换电路

由于只采用了一个A/D转换单元，故对于电池组中二十五个取样信号采用分时接人A/D转换单元的方式进行模数转换。电路的切换元件采用具有双向导通功能的光祸U1-U25来实现。二十五只光藕分为奇数和偶数两组。它们的输人端分别接到电池组中两块电池的连接处，而每组光祸的输出端并联后通过R4、R5送人由IC2组成的A/D转换电路。这些光祸受控于单片机(IC6)PO-P3口，单片机程序在每一时刻分别控制奇数组和偶数组中各一只光祸导通，这样就可以把某一块电池的电压信号接人A/D转换电路，以完成模数转换。

2.模数（A/D）转换及显示电路

采用四位半双积分A/D转换器(ICL7135)作为A/D转换单元（该芯片的原理、性能及应用．许一多文章都有介绍，这里不再赘述）。模拟信号从，芯片的IN十和IN一输人。一方面，并行数据从D8、D4、D2、D1输出，经显示译码器（CD4511）译码、R14限流后送数码管显示。 D1-D5为显示位选控制端（D5未用），经芯片（ULN2003A）放大后分别控制四位数码管的公共阴极，实现数据的扫描显示。另外，ICL7135有一个重要的特点，即在进行A/D转换时，BUSY信号端将保存高电平，其宽度与输人的模拟信号有一一对应关系。此利用BUSY信号作为闸门信号送人单片机(AT89C51)的INTO脚，并将定时器TO的选通控制信号GATE置‘1’_。此时，单片机定时器叨是否工作将受BUSY信号控制。当ICL7135开始工作时，也就是BUSY信号跳高时，定时器TO开始工作，其记录的数据与ICL7135的测试脉冲存在一定的比例关系。蓄电池的模拟信号经过ICL7135的A/D转换，再通过单片机TO的实时工作，就可转换成单片机方便处理的数据了。图1中ICL7135的RUN/H脚是ICL7135的启动控制端，受控于单片机的P3.3脚，目的是在输人的模拟信号稳定后再启动A/D转换。

3．单片机及通信接口电路

该部分电路相对简单。多数I/0口线用于控制蓄电池取样信号切换电路中的光祸。P1.5脚由程序控制Q1的实时导通，并通过D3及R12,R13为奇数组和偶数组的光藕提供具有限流性能的驱动电压。P1.7脚通过S1按钮作为手动启动测试信号输人端。本系统与上位机的通信是由单片机的串行通信口RXD和TXD经MAX232电平转换后由RS-232C总线与MODEM相连，从而实现远程采集蓄电池数据的目的。

二、其他

1.本专统只有一个调整点W1.通过调整W1使ACL7135的某准电压输入脚REF的电压为1.000V.该电压值与满度值(2.000V)为两倍的关系.本系设计为100V量,是通过R4,R5的衰霖实现的.

2.受ICL7135的转换度所限,所以光华的切换快度不易小于0.3知.此外,为了安全起见,蓄电池组引出的信号线最好串接0.1A线式保险.

3.上位机可用超级终端访问本系统(式自行开发应用软件).将数据保存为Wayd文件后处理.