鍵入文字 1 廊 坊 師 范 學(xué) 院 本科生畢業(yè)論文 題 目：基于單片機(jī)的電池監(jiān)控系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 二級(jí)學(xué)院：物理與電子信息學(xué)院 系 別：電子系 專 業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù) 年 級(jí)： 2009 級(jí) 學(xué) 號(hào)： 完成日期： 2012 年 10 月 30 日 鍵入文字 2 目 錄 中英文摘要、關(guān)鍵詞 3 1 緒論 5 題的意義 5 電池的發(fā)展現(xiàn)狀 5 2 蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 7 電池的工作原理 7 酸蓄電池檢測(cè)系統(tǒng) 7 統(tǒng)框圖 7 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 件選擇 9 控單片機(jī) 9 換器件 11 壓采集部分 12 流采集電路設(shè)計(jì) 13 度采集電路設(shè)計(jì) 14 示電路設(shè)計(jì) 16 統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì) 19 4 系統(tǒng)通信電路設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) 24 致謝 25 鍵入文字 3 廊坊師范學(xué)院本科生畢業(yè)論文 論文題目： 基于單片機(jī)的電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 論文摘要 ： 蓄電池是電池的一種，它的作用是把有限的電能儲(chǔ)存起來，在合適的地方使用。它的工作原理是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。它用填滿海綿狀的鉛板做負(fù)極，填滿二氧化碳的鉛板作正 極，并用 22稀硫酸作電解質(zhì)。在充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，放電時(shí)化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。其充放電都有嚴(yán)格的電壓、電流、溫度的要求，所以必須設(shè)計(jì)它的檢測(cè)系統(tǒng)。 本檢測(cè)系統(tǒng)是以 片機(jī)為核心，它含有 8K 字節(jié)擦寫可編程 /擦出只讀存儲(chǔ)器（ 具有 8K 的內(nèi)部 3 個(gè) 16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器； 32 個(gè)可編程的 I/O 口線； 6個(gè)中斷源；可編程的串行編口，還具有空閑和掉電方式，它的集成度高、速度快、功耗低，特別適合于多路數(shù)據(jù)采集的控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集電路采用模塊 化設(shè)計(jì)。測(cè)量數(shù)據(jù)在 的顯示、存儲(chǔ)、上傳 等功能。 關(guān)鍵 詞： 單片機(jī)；蓄電池；智能檢測(cè)；硬件設(shè)計(jì) 鍵入文字 4 on be in of of to as be of of as a be of of as to to is to as is to as to It of to to or an is is is of 于單片機(jī)的電池監(jiān)控系統(tǒng) 鍵入文字 5 題的意 義 蓄電池作為穩(wěn)定的電源和主要的直流電源，歷史悠久，使用廣泛，與我們的生活息息 相關(guān)。作為后備電源，蓄電池是確保設(shè)備正常運(yùn) 行的最后一道生命線，如果任其長期處于不明的情況下運(yùn)行，那么將存在嚴(yán)重隱患。隨著時(shí)間的推移，電池使用年限的增加，由電池引起的中斷事故將防不勝防。因此，合理可靠地對(duì)電池進(jìn)行管理和維護(hù)，能夠保證電池有較長的使用壽命，從而達(dá)到保證設(shè)備擁有不間斷電源。在電源系統(tǒng)的維護(hù)中，蓄電池的監(jiān)護(hù)管理占據(jù)非常重要的地位。怎樣延長蓄電池的使用壽命，保證蓄電池有足夠的容量，充分發(fā)揮蓄電池作為后備電源的作用，確保通信、電信、應(yīng)急等系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這對(duì)各個(gè)行業(yè)電源及后備電源維護(hù)有著非常重要的意義。 在現(xiàn)今這個(gè)以工業(yè)為主的社會(huì)中，鉛酸蓄電池 的應(yīng)用越來越廣泛了，如今交通工具大都裝有蓄電池，諸如各式各樣的飛機(jī)、船用、火車和汽車等，還有通信行業(yè)的后備電源，金融行業(yè)的后備電源等等。這些場(chǎng)合都是要求蓄電池的運(yùn)行絕對(duì)可靠，這樣就對(duì)蓄電池的檢測(cè)和維護(hù)提出了很高的要求。如果這些領(lǐng)域在蓄電池方面出現(xiàn)了故障，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解除，那么造成的嚴(yán)重后果是無法估量的。因此蓄電池檢測(cè)儀表對(duì)蓄電池的正常運(yùn)行，提高蓄電池的使用壽命，減少應(yīng)用領(lǐng)域事故發(fā)生，降低財(cái)產(chǎn)損失有著重要的意義，應(yīng)用前景廣闊。 電池的發(fā)展現(xiàn) 狀 鉛酸蓄電池是世界上廣泛使用的一種化學(xué)電源，具有電壓平 穩(wěn)、安全可靠、價(jià)格低廉、適用范圍廣、原材料豐富等優(yōu)點(diǎn)，中國已經(jīng)形成大中小企業(yè)相結(jié)合、有規(guī)模的鉛蓄電池制造體系。 鉛酸電池在重量比能量、體積比能量等方面比鋰離子電池低得多，幾乎是鎳基電池的二分之一；在循環(huán)壽命、再生率、自放電和安全性方面 鉛酸電池比鎳基電池和鋰電池好，作為應(yīng)用范圍最廣、用量最大的化學(xué)電源，鉛酸蓄電池行業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，隨鍵入文字 6 著能源、交通、通信等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的迅速崛起鉛酸蓄電池的市場(chǎng)前景非常廣闊，特別是適應(yīng)環(huán)保與免維護(hù)需求的閾控式密封鉛酸蓄電池已經(jīng)被人們接受，并且在很多領(lǐng)域已逐漸取代傳統(tǒng)的開口式鉛酸蓄電 池 但也應(yīng)該看到，目前鉛酸蓄電池行業(yè)整體技術(shù)水平、管理水平、人員素質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量等參差不齊，急需進(jìn)一步完善和提高，技術(shù)上應(yīng)不斷創(chuàng)新，使產(chǎn)品本身增強(qiáng)與其他化學(xué)電源品種的競(jìng)爭(zhēng)力。 鍵入文字 7 電池的工作原 理 蓄電池的放電的化學(xué)反應(yīng)是依靠正極板活性物質(zhì) (二氧化鉛 )和負(fù)極板活性物質(zhì) (海綿狀純鉛 )在電解液 (稀硫酸溶液 )的作用下進(jìn)行，放電時(shí)，正極板由二氧化鉛變成硫酸鉛，負(fù)極板也由鉛變成硫酸鉛，充電時(shí)，正極板上的硫酸鉛還原成二氧化鉛，負(fù)極板上的 硫酸鉛還原成純鉛。 酸蓄電池的檢測(cè)系統(tǒng) 鉛酸蓄電池檢測(cè)系統(tǒng)是能夠?qū)崟r(shí)在線檢測(cè)蓄電池的端電壓，電解液溫度、電流，并能估算蓄電池的剩余電量。鉛酸蓄電池檢測(cè)系統(tǒng)由三個(gè)大部分組成：檢測(cè)模塊，用以測(cè)量單個(gè)蓄電池的端電壓，電解液溫度，電流等參數(shù)；上位機(jī)模塊，用于人機(jī)交互作用，可以根據(jù)人為的操作來完成某項(xiàng)具體任務(wù)。通信模塊，由于電池所處環(huán)境惡劣的特殊性，從機(jī)和主機(jī)常常是分離的，它們之間的數(shù)據(jù)交換靠通信來完成。測(cè)量模塊主要有以下幾部分：溫度傳感器，是能夠感知環(huán)境溫度的一種器件，把鉛酸蓄電池的電解液溫度轉(zhuǎn)化為電 量，以方便計(jì)算機(jī)的檢測(cè)；電流測(cè)量，測(cè)量鉛酸蓄電池的電流，電壓測(cè)量，測(cè)量鉛酸蓄電池的端電壓。 示模塊，可以把測(cè)量模塊測(cè)量出來的數(shù)據(jù)直接顯示出來，方便進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和管理。同時(shí) 示模塊所顯示的數(shù)據(jù)可以通過按鍵進(jìn)行切換。并且直接把測(cè)量所的數(shù)據(jù)輸入上位機(jī)。 統(tǒng)框圖 由于電池檢測(cè)的特殊性，因此要求檢測(cè)系統(tǒng)的體積相對(duì)較小，結(jié)構(gòu)比較簡單，方便安裝調(diào)試和維護(hù)，如下 圖（ 1） ，電池的三個(gè)檢測(cè)參數(shù)，電池的電壓，電流，以及溫度分別被檢測(cè)后輸入到主控制器，由主控制器送到 行數(shù)據(jù)顯示留出的數(shù)據(jù)輸出端口用于 連接上位機(jī)。 鍵入文字 8 系統(tǒng)框圖 （ 1） 數(shù)據(jù)采集流程，如 圖（ 2） 所示溫度以及電壓電流等信號(hào)經(jīng)檢測(cè)元件采集后通過信號(hào)處理，然后經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后直接送到單片機(jī)。 數(shù)據(jù)采集流程圖 （ 2） 鍵入文字 9 軟 件設(shè) 計(jì) 3 1 器件選 擇 系統(tǒng)主控選用集成度高、速度快、功耗低，特別適合于多路數(shù)據(jù)采集的 壓和電流分別通過選擇精密電阻做分壓和通過精密電阻提供參考電壓來采集，并用精密度高的 A/D 轉(zhuǎn)換，輸入單片機(jī)，系統(tǒng)溫度采集用 示用帶字庫的 統(tǒng)與上位機(jī)通訊用 進(jìn)行。 控單片機(jī) 控制器選用 一種低功耗、高性能 微控制器，具有 8儲(chǔ)器。片上 許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，擁有靈巧的 8 位 得 眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 有以下標(biāo)準(zhǔn)功能 :8k 字節(jié) 256 字節(jié) 32 個(gè) I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外 降至 0態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下， 止工作，允許 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， 容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。由于 片機(jī)功能強(qiáng)大、性能卓越，價(jià)格低廉，市場(chǎng)的擁有量很大，容易采購，因而在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 鍵入文字 10 單片機(jī)引腳 圖（ 3） 引腳描述 源 ：是一個(gè) 8 位漏極開路 的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) 輯電平。對(duì) 口寫“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， 有內(nèi)部上拉電阻。在 程時(shí)，也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 ：是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) 輯電平。對(duì) 口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引 腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。此外， 別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入。和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入在 程和校驗(yàn)時(shí)， 接收低 8 位地址字節(jié)。 ： 是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)輯電平。對(duì) 口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在使用 8 位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 輸出 存器的內(nèi)容。在 程和校驗(yàn)時(shí)， 也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 ： 是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)輯電平。對(duì) 口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使鍵入文字 11 用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。 亦作為殊功能（第二功能）使用。在 程和校驗(yàn)時(shí)， 也接收一些控制信號(hào)。 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)， 持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， 輸出 96 個(gè) 晶振周期的高電平。特殊寄存器 址 8的可以使此功能無效。 認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 址鎖存控制信號(hào)（ 訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 程時(shí)，此引腳（ 用作編程輸入脈沖。在一般情況下， 晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 沖將會(huì)跳過。如果需要，通過將地址為 8 位置“ 1”， 作將無效。這一位 置“ 1”， 在執(zhí)行 令時(shí)有效。否則， 被微弱拉高。這個(gè) 能標(biāo)志位（地址為 8 第 0 位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng) 外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， 每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 不被激活。 問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H 到 外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， 須接 了執(zhí)行內(nèi) 部程序指令， 該接 程期間，接收 12 伏 壓。 蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 蕩器反相放大器的輸出端。 6 個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（ 三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器 0、1、 2）和一個(gè)串行中斷。每個(gè)中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器 的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。 包括一個(gè)中斷允許總控制位 能一次禁止所有中斷。 是不可用的。對(duì)于 也是 不能用的。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫 1。它們?yōu)?列新產(chǎn)品預(yù)留。定時(shí)器 2 可以被寄存器 的 或邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清 0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是 活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清 0。定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1 標(biāo)志位 計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 置位。它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來。然而，定時(shí)器 2 的標(biāo)志位 計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 鍵入文字 12 置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來。 D 轉(zhuǎn)換器件 本參數(shù) 術(shù) ， 8 位轉(zhuǎn)換結(jié)果 ， 與微處理器或外圍設(shè)備接口 ， 差分基準(zhǔn)電壓輸入 ， 轉(zhuǎn)換時(shí)間：最大 17每秒訪問和轉(zhuǎn)換次數(shù)：達(dá)到 40000， 片上軟件控制采樣和保持功能 ， 全部非校準(zhǔn)誤差 ， 寬電壓供電 ， 3 6V 。 封裝及引腳 簡單， 低功耗 ： 最大 15V 供電時(shí)輸入范圍： 0 5V， 輸入輸出完全兼容 路 ， 全部非校準(zhǔn)誤差 ， 工作溫度范圍： 0 70 （ 、 85 （ 。 腳圖如 圖（ 4） 引腳圖（ 4） 部含有系統(tǒng)時(shí)鐘。當(dāng) 高時(shí)，數(shù)據(jù)輸出 (處于高阻狀態(tài)，此時(shí) I/O 起。這種控制作用允許用多片 ，共用 I/O 減少多路 (片 )A/。一組通常的控制時(shí)序?yàn)椋?(1)將 /低。內(nèi)部電路在測(cè)得 /降沿后，再等待兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘上升沿和一個(gè)下降沿后，然后確認(rèn)這一變化，最后自動(dòng)將前一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位 (出到 (2)前四個(gè) I/O 期的下降沿依次移出第 2， 3， 4 和第 5 個(gè)位 (片上采樣保持 電路在第 4 個(gè) I/O 降沿開始采樣模擬輸入。 (3)接下來的 3 個(gè) I/O 期的下降沿將移出第 6， 7， 8(轉(zhuǎn)移位。 (4)最后一片上采樣保持電路在第 8 個(gè) I/O 期下降沿將移出第 6， 7， 8(1， 個(gè)轉(zhuǎn)換位。保持功能將持續(xù) 4 個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期，然后開始進(jìn)行 32 個(gè)內(nèi)部始終周期的 A/D 轉(zhuǎn)換。第 8 個(gè) I/O ， /須為高，或 I/O 持一個(gè)低電平，這種狀態(tài)需要維持 36 個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。 壓采集部分 鍵入文字 13 蓄電池的電壓采集電路如下圖經(jīng)精密電阻 壓后由電容 波，然后送入 8位串行 換集成電路 模擬信號(hào)輸入端 行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電壓的數(shù)字量通過 入單片機(jī) ，并由單片機(jī)的 制讀寫， 供片選信號(hào)， 供時(shí)鐘信號(hào)， 基準(zhǔn)電壓 +5伏， 過單片機(jī) 算后得到蓄電池的實(shí)際電壓，送入 行顯 示。 電壓采集電路 （ 5） 本文選擇的檢測(cè)方法和常用幾種方法的對(duì)比如下表，如果選用隔離運(yùn)放和繼電器的方法進(jìn)行電壓檢測(cè)，繼電器電壓范圍寬，但是價(jià)格比較高，不適合我們的多系統(tǒng)，因?yàn)槲覀儥z測(cè)下位機(jī)可能要每節(jié)蓄電池中放置一個(gè)，同理隔離運(yùn)放的價(jià)格相對(duì)更高，并且繼電器檢測(cè)不適合高速檢測(cè)，因此我們只能采用光藕或者是電阻分壓的方式，因?yàn)槲覀儗?duì)精度要求比較低，單個(gè)檢測(cè)裝置不需要太高精度，所以我們采用電 阻分 壓的方式。 表（ 1） 類別 電壓范圍 精度 抗干擾能力 高速檢測(cè) 體積 溫度影響 價(jià)格 繼電器 寬 高 強(qiáng) 不適合 大 小 較高 電阻分 壓 寬 一般 差 適合 大 大 低 光耦 寬 高 強(qiáng) 適合 小 小 高 隔離運(yùn)放 窄 很高 很強(qiáng) 適合 小 很小 很高 鍵入文字 14 流采集電路設(shè)計(jì) 電流采集采用 下圖 （ 6） ，數(shù)據(jù)線 于單片機(jī) 制 讀寫。不同的是，該電路的基準(zhǔn)電壓 過精密電阻 5 伏得到 1 伏的基準(zhǔn)電壓，電流檢測(cè)元件采用康銅分流器，輸入的電流信號(hào)經(jīng) 波后接與 ，選擇不同的分流器阻值，可以變換不同的量程， 而且可以直接與 接，經(jīng) 換后送入單片機(jī) 算處理，得到電流的實(shí)際值，并送行顯示。 電流檢測(cè)電路 （ 6） 度采集電路設(shè)計(jì) 本文選擇的溫度檢測(cè)器件是 圖（ 7） 腳圖 （ 7） 1 腳 :地線 2 腳 :信號(hào)線 3 腳 :電源 鍵入文字 15 溫度傳感器 :選用 度傳感器是美國 導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫 元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 8的數(shù)字值讀數(shù)方式。 性能特點(diǎn)如下：獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；多個(gè) 以并聯(lián)在惟一的三線上，能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 待機(jī)功耗；用戶可定義報(bào)警設(shè)置；報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度 (溫度報(bào)警條件 )的器件；負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 64 位 結(jié)構(gòu)開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的 惟一的序號(hào)，共有48 位，最后 8 位是前面 56 位的 驗(yàn)碼，這也是多個(gè) 以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器 通過軟件寫入用戶報(bào)警上下限。報(bào)警電路有一個(gè)運(yùn)放做開關(guān)來控制蜂鳴器，具體電路如下圖 （ 8） 。 報(bào)警電路圖 （ 8） 度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存 一個(gè)非易失性的可電擦除的 速暫存 結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)的存儲(chǔ)器，頭 2 個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第 3 和第 4 字節(jié) 拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第 5 個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的 內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。 作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。由于 線少 (只有三根線，分別為電源、數(shù)據(jù)、電源負(fù) )，占用 1/0 資源少，使用方便，功能強(qiáng)大，而且以任意個(gè)并聯(lián)使用，極大的簡化了電路設(shè)計(jì)，所以在溫度檢測(cè)方面大顯身手。 鍵入文字 16 示電路設(shè)計(jì) 晶 顯示器 是 簡稱， 構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。比 好的多，但是價(jià)錢較其貴 。 其主要技術(shù)參數(shù)有： 對(duì)比度 、亮度、 信號(hào)響應(yīng)時(shí)間 、可視角度。 （ 1） 對(duì)比度 造時(shí)選用的控制 光片和定向膜等配件，與面板的對(duì)比度有關(guān)，對(duì)一般用戶而言，對(duì)比度能夠達(dá)到 350:1 就足夠了， 但在專業(yè)領(lǐng)域這樣的對(duì)比度平還不能滿足用戶的需求。相對(duì) 示器輕易達(dá)到 500： 1 甚至更高的對(duì)比度而言。只有高檔液晶顯示器才能達(dá)到這樣如此程度，由于對(duì)比度很難通過儀器準(zhǔn)確測(cè)量，所以挑的時(shí)候還是要自己親自去看才行。 提示：對(duì)比度很重要，可以說是選取液晶的一個(gè)比亮點(diǎn)更重要的指標(biāo)，當(dāng)你了解到你的客戶買的液晶是用來娛樂看影碟，你們就可以強(qiáng)調(diào)對(duì)比度比無壞點(diǎn)更重要，我們?cè)诳戳髅襟w時(shí)，一般片源亮度不大，但要看出人物場(chǎng)景的明暗對(duì)比，頭發(fā)絲灰到黑的質(zhì)感變化，就要靠對(duì)比度的高低來顯現(xiàn)了 。 優(yōu)派的 直強(qiáng)調(diào)對(duì)比度的指標(biāo)， 1000：1 的對(duì)比度，我們當(dāng)時(shí)拿這款和三星的一款用雙頭顯卡對(duì)比測(cè)試，三星液晶就明顯比不過，大家有興趣可以試試 。 測(cè)試軟件中的 256 級(jí)灰度測(cè)試中在平視時(shí)能看清楚更多的小灰格即是對(duì)比度好 ！ （ 2） 亮度 一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的物質(zhì)，本身是不能發(fā)光的，需借助要額外的光源才行。因此，燈管數(shù)目關(guān)系著液晶顯示器亮度。最早的液晶顯示器只有上下兩個(gè)燈管，發(fā)展到現(xiàn)在，普及型的最低也是四燈，高端的是六燈。四燈管設(shè)計(jì)分為三種擺放形式：一種是四個(gè)邊各有一個(gè)燈管，但缺點(diǎn)是中間會(huì)出現(xiàn)黑影，解決的方法就是由上到下四個(gè) 燈管平排列的方式，最后一種是 “U” 型的擺放形式，其實(shí)是兩燈變相產(chǎn)生的兩根燈管。六燈管設(shè)計(jì)實(shí)際使用的是三根燈管，廠商將三根燈管都彎成 “U” 型，然后平行放置，以達(dá)到六根燈管的效果。 提示：亮度也是一個(gè)比較重要的指標(biāo)，越亮的液晶給人很遠(yuǎn)一看，就從一排液晶墻中脫穎而出，我們?cè)?經(jīng)常見到的高亮技術(shù)都是通過加大陰罩管的電流，轟擊熒光粉，鍵入文字 17 產(chǎn)生更亮的效果，這樣的技術(shù)，一般是以犧牲畫質(zhì)，和顯示器的壽命來換取的，所有采用此類技術(shù)的產(chǎn)品在缺省狀態(tài)下都是普亮的，總要按個(gè)鈕才能實(shí)行，按一下 3X 亮玩游戲 ；再按一 下 變成 5X 亮看影碟 ，細(xì)一看都變糊了，要看文本還得老實(shí)的回到普通的文本模式 ，這樣的設(shè)計(jì)其實(shí)就是讓大家不要常用高亮 。 示亮度的原理和 一樣，他們是靠面板后面的背光燈管的亮度來實(shí)現(xiàn)的 。 所以燈管要設(shè)計(jì)的多，發(fā)光才會(huì)均勻 。 （ 3） 信號(hào)響應(yīng)時(shí)間 響應(yīng)時(shí)間指的是液晶顯示器對(duì)于輸入信號(hào)的反應(yīng)速度，也就是液晶由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的反應(yīng)時(shí)間 ， 通常是以毫秒（ 單位。要說清這一點(diǎn)我們還要從人眼對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的感知談起。人眼存在 “ 視覺殘留 ” 的現(xiàn)象 ， 高速運(yùn)動(dòng)的畫面在人腦中會(huì)形成短暫的印象。動(dòng)畫片、電影等一直到現(xiàn)在最新的游戲正是應(yīng)用了視覺 殘留的原理，讓一系列漸變的圖像在人眼前快速連續(xù)顯示，便形成動(dòng)態(tài)的影像。人能夠接受的畫面顯示速度一般為每秒 24張，這也是電影每秒 24 幀播放速度的由來，如果顯示速度低于這一標(biāo)準(zhǔn)，人就會(huì)明顯感到畫面的停頓和不適。按照這一指標(biāo)計(jì)算，每張畫面顯示的時(shí)間需要小于 40樣，對(duì)于液晶顯示器來說，響應(yīng)時(shí)間 40成了一道坎，低于 40顯示器便會(huì)出現(xiàn)明顯的畫面閃爍現(xiàn)象，讓人感覺眼花。要是想讓圖像畫面達(dá)到不閃的程度，則就最好要達(dá)到每秒 60幀的速度。 （ 4） 可視角度 可視角度是一個(gè)讓人頭疼的問題，當(dāng)背光源通 過偏極片、液晶和取向?qū)又?，輸出的光線便具有了方向性。也就是說大多數(shù)光都是從屏幕中垂直射出來的，所以從某一個(gè)較大的角度觀看液晶顯示器時(shí)，便不能看到原本的顏色，甚至只能看到全白或全黑。 帶中文字庫的 12864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊 ;其顯示分辨率為 128置 8192個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) 符集 便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示 8 16陣的漢字。也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。基本特性 :低電源電壓 (顯示分辨率： 12864 點(diǎn)；內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個(gè) 16陣漢字 (簡繁體可選 )；內(nèi)置128 個(gè) 16陣字符； 2鐘頻率；顯示方式： 透、正顯；驅(qū)動(dòng)方式： 1/32鍵入文字 18 1/32角方向： 6 點(diǎn)；背光方式 :側(cè)部高 亮白色 耗僅為普通 1/50；通訊方式：串行、并口可選；工作溫度： 0 存儲(chǔ)溫度： 如下表 （ 2）為 引腳介紹。 線圖 （ 9） 表 （ 2） 口引腳 圖 管腳號(hào) 名稱 能 1 V 電源地 2 5V 電源正 3 比度調(diào)整 4 ，高電平有效 5 ，上升沿讀取 據(jù) 鍵入文字 19 15 串口方式 17 ，低電平有效 19 A 光源電壓 +5V 20 K 光源負(fù)端 0V 如在實(shí)際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將 固定高電平，也可以將模塊上的 焊錫短接。模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場(chǎng)合可將該端懸空。如背光和模塊共用一個(gè)電源，可以將模塊上的 焊錫短接。下表 （ 3） 主要介紹了， 示的主要功能說明。 表（ 3） 能介紹 S R/W 功能說明 L L 指令到指令暫存器（ L H 讀出忙標(biāo)志（ 地址計(jì)數(shù)器（ 狀態(tài) H L 入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（ H H 數(shù)據(jù)暫存器（ 讀出數(shù)據(jù) E 狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果 高 -低 I/O 緩沖 -合 /W 進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 高 無動(dòng)作 統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主機(jī)部分設(shè)計(jì)電路圖如下圖 （ 10） 所示，設(shè)計(jì)的主電路圖的核心部分是單片機(jī)測(cè)出的電壓和電流直接送到 A/D 轉(zhuǎn)換器 度檢測(cè)出的數(shù)據(jù)直接送單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后，送到 單片機(jī)的接口連接圖，通過連接 獨(dú)的檢測(cè)裝置既可以通過和單片機(jī)相連接的 5 個(gè)按鍵進(jìn) 行設(shè)置，包括可以設(shè)置報(bào)警范圍。以及顯示數(shù)據(jù)之間的切換。檢測(cè)出的主要數(shù)據(jù)電壓和電流以及溫度，既可以在 顯示，并且通過和單片機(jī)相連的五個(gè)按鍵對(duì) 示的數(shù)據(jù)進(jìn)行切換，并且可以設(shè)定一個(gè)報(bào)警范圍，當(dāng)超出報(bào)警范圍的時(shí)候自動(dòng)報(bào)警。 鍵入文字 20 檢 測(cè)系統(tǒng)總電路圖 （ 10） 鍵入文字 21 工業(yè)界使用最為廣泛的雙向、平衡傳輸線標(biāo)準(zhǔn)接口，它以支持多點(diǎn)連接 ，允許創(chuàng)建多達(dá) 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò) (某些驅(qū)動(dòng)器模塊可增加至 128 個(gè) )，具有傳輸距離遠(yuǎn) (最大傳輸距離 1200m)，傳輸速率快等優(yōu)點(diǎn)，用于多站互連時(shí)，便于組建成本低廉、可靠性高及分布范圍較大的總線網(wǎng)絡(luò)。 常用的通訊標(biāo)準(zhǔn)是 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì) (定的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)。 準(zhǔn)是單端信號(hào)傳輸，接收器和發(fā)送器之間有公共信號(hào)地，共模噪聲會(huì)禍合到系統(tǒng)中，不適于長距離傳輸。另外， 大的優(yōu)點(diǎn)在于它的多點(diǎn)總線互連功能，它可以連接 1 臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)終端同時(shí)通信，由于它是半雙工 的方式，只能有一方發(fā)送，一方接收，而且它采用差動(dòng)電平接收的方法提高抗干擾能力，適合在比較惡劣的環(huán)境下工作。 準(zhǔn)是利用平衡雙絞線作傳輸線，采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸最大傳輸距離可達(dá) 大可連接犯?jìng)€(gè)接收器和收發(fā)器，接收器最小靈敏度可達(dá)土 200大傳輸速率可達(dá) 準(zhǔn)還允許雙絞線上一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng) 32 個(gè)負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是被動(dòng)發(fā)送器、接收器或收發(fā)器。 路允許公用電話線通信，電路結(jié)構(gòu)是在平衡連接電纜兩端加有終端電阻，在平衡電纜上掛發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器 ， 準(zhǔn)沒有規(guī)定在何時(shí)控制發(fā)送器發(fā)送或接收機(jī)接收數(shù)據(jù)的規(guī)則。在開發(fā)一般的單片應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，人們都希望能用簡單的電路和通訊協(xié)議完成數(shù)據(jù)交換。所以常利用單片機(jī)本身所提供的簡單串行接口，加上總線驅(qū)動(dòng)器如 組合成簡單的 訊網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)就是利用 單片機(jī) 訊電路。 用于 信的低功率收發(fā)器。芯片采用單一電源 +5定電流為 300用半雙工通訊方式，它完成將 片中包含 有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器。 如圖 （ 11） 所示， 片各引腳含義如下 收器輸出端； 收器輸出使能端； 動(dòng)器輸出使能端； 動(dòng)