電池巡檢技術的應用設計
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表3 MAX397真值表
| EN | A2 | A1 | A0 | ONSWITCH |
|---|---|---|---|---|
| 0 | X | X | X | NONE |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1A、1B |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 2A、2B |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 3A、3B |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 4A、4B |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 5A、5B |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 6A、6B |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 7A、7B |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 8A、8B |
當電源監(jiān)控系統(tǒng)運行時，單片機的P3口輸出數(shù)據(jù)00～FF到總線接口的DC0～DC7，其中，DC7選定兩塊巡檢板中一塊，DC3～DC6（0000～1111）選定16個BSU中的某一個，DC0～DC2（000～111）把已選定BSU上外掛的8節(jié)蓄電池中的某一節(jié)的電壓輸送到VC＋與VC－上，具體的巡檢原理如表4所列。
表 4 單 片 機 的 P3口 的 數(shù) 據(jù) 與 所 巡 檢 的 蓄 電 池 的 對 應 關 系
| P3口數(shù)據(jù) | DC7 | DC6 | DC5 | DC4 | DC3 | DC2 | DC1 | DC0 | 巡檢板號 | 電池號 | VC＋ | VC－ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 00H | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | ＋C1 | －C1 |
| 01H | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 | ＋C2 | －C2 |
| 02H | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 3 | ＋C3 | －C3 |
| 03H | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 4 | ＋C4 | －C4 |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| FCH | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 2 | 253 | ＋C253 | －C253 |
| FDH | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 2 | 254 | ＋C254 | －C254 |
| FEH | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 2 | 255 | ＋C255 | －C255 |
| FFH | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 256 | ＋C256 | －C256 |
3.4 信號處理電路
設計思路是單片機不僅需要識別每節(jié)電池的電壓，還需識別每節(jié)電池的極性，因此，把采樣總線VC＋和VC－上的信號處理成單片機所需的模擬信號和數(shù)字信號。
如圖5所示，VC＋和VC－經(jīng)PART1_A（差分比例運算放大器）處理后的模擬信號，作為PART1_B的輸入信號。PART1_B是絕對值電路和比較器的合成電路，從PART1_B的比較器輸出的正負信號經(jīng)PART2_B（由比較器、二極管和電阻構成的電平轉換電路）處理后得到每節(jié)電池的極性數(shù)字信號（高電平：正極性，零電平：負極性）；從絕對值電路輸出的正值信號Vco（0～12V）經(jīng)PART2_A（跟隨器）輸出到由R1～R6和X3跳線構成的電阻網(wǎng)絡。此電阻網(wǎng)絡經(jīng)X3跳線來對不同型號的蓄電池采樣電壓進行調整，比如：如果R1～R6阻值為10kΩ，X3不跳線時，適合采樣2V電池；X3的1－4跳線，模擬信號的幅值則為Vco的1/2，適合采樣4V電池；X3的2－5或3－6跳線，模擬信號的幅值則為Vco的1/3，適合采樣6V電池；X3的全部跳線，模擬信號的幅值則為Vco的1/6，適合采樣12V電池。
圖 5 信 號 處 理 電 路
在巡檢120節(jié)、容量200Ah、單節(jié)2V蓄電池的情況下，圖6和圖7分別是模擬信號測試點和數(shù)字信號測試點波形。
圖6 Analog測試點波形圖
圖7 Digital測試點波形圖
4 軟件設計
電源監(jiān)控系統(tǒng)的軟件包括鍵盤處理、液晶顯示、交流監(jiān)測、直流監(jiān)測、電池巡檢、絕緣監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、電氣控制、集中監(jiān)控、整流模塊通信和控制、告警回報等軟件。電池巡檢主要匯編程序清單如下：
DATA；外部RAM
CellV DS5 12 ；每節(jié)蓄電池電壓采樣數(shù)據(jù)區(qū)首址
CellPol: DS2 56 ；每節(jié)蓄電池極性采樣數(shù)據(jù)區(qū)首址
AuxFP: EQU 0EC00H ；74HC574的入口地址
RSECT；內部RAM
ax： DS 2 ；暫存寄存器定義
bx: DS 2
cx: DS 2
al: EQU ax
ah: EQU (ax＋1)
bl: EQU bx
bh: EQU (bx＋1)
cl: EQU cx
ch: EQU (cx＋1)
Pointer DS 2 ；蓄電池地址指針
Px DS 1 ；蓄電池組數(shù)（用戶設置）
Py DS 1 ；每組蓄電池節(jié)數(shù)（用戶設置）
Pz DS 1 ；每節(jié)蓄電池額定電壓（用戶設置）
BatEn DS 1；電池巡檢功能使能（用戶設置）
Bat1En DS 1；電池巡檢板1使能（用戶設置）
Bat2En DS 1；電池巡檢板2使能（用戶設置）
Num DS 2；整個電源系統(tǒng)蓄電池的總節(jié)數(shù)
i DS 2
CODE；程序代碼部分
ld Pointer,＃0；相關變量初始化
ld i,＃1
ld ax,＃CellVo
Init1: st ＃0,[ax]＋；蓄電池電壓采樣數(shù)據(jù)區(qū)初始化
inc i
cmp i,＃256
jlt Init1
ld i,＃1
ld bx,＃CellPol
Init2: st ＃0,[bx]＋；蓄電池極性采樣數(shù)據(jù)區(qū)初始化
inc i
cmp i,＃128
jlt Init2
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