调节/测量放大电路中的电池容量测试仪电路图

接线图 2023年10月21日 11:29 142 admin

　　测量电池容量的方法是给电池以固定的电流放电，同时检测电池的电压，当电池放电到规定的终止电压时，根据自动记录的放电时间显示电池的容量。

　　电池容量测试仪电路见图1，电路由单片机电路、恒流放电电路、电池电压检测电路和数码显示电路等部分组成。 R2、C1、SB1等组成单片机的复位电路，有开机复位和手动复位两种模式，按下SB1为手动复位。

　　VT、R13、R14、R15等组成电池恒流放电电路，放电电流由R13、R14的比值和R15的阻值确定，这里放电电流定为200mA。

　　AT89C2051在内部构造了一个模拟信号比较器，AT89C2051的P1.0口和P1.1口除了作I／O口外，还有一个功能是作为模拟信号比较器的输入端，P1.0为同相输入端，P1.1为反相输入端，模拟信号比较器的比较结果存入P3．6口对应的寄存器，P3.6口在AT89C2051外部无引脚。这个模拟信号比较器和R10,R11、R12等组成电池电压检测电路，电源电压经R10、R11分压后作为P1.1口的基准电压，电池电压通过R12输入到P1.0口。当电池电压大于P1.1口的电压时P3.6口输出为1；当电池电压小于P1.1口的电压时P3．6口输出为0。这里把两节电池串联进行测试，单节电池的放电终止电压一般取1V，故两节电池的放电终止电压为2V，因此P1．1口的基准电压取2V，从而使电池放电终了时P3．6输出为0。

　　集成电路7447、VT2、VT3、VT4和三只数码管等组成动态扫描显示电路，它分时轮流选通数码管公共端(这里是共阳极)，使各个数码管轮流导通即各数码管中的电流是脉冲电流，这种方式下各数码管的字段线并联使用，从而简化了硬件电路。各个数码管虽然是分时轮流通电，但由于数码管的余辉特性和人的视觉暂留效应，所以当扫描频率足够高时，看上去所有数码管是同时点亮的，并不觉得有闪烁现象。集成电路7447是片段译码器，把BCD码转换成字段码供数码管显示。AT89C2051的P1口的高四位分时输出3个数码管要显示的数字，P3口的P3．3、P3．4、P3．5输出扫描位选信号，通过VT2、VT3、VT4来控制3个数码管分时点亮。

　　单片机的电源由5V稳压电源提供。

　　程序使用汇编语言编写，主程序流程简图见图2。

　　程序由主程序和定时中断服务子程序、延时子程序等部分组成。主程序由初始化、动态扫描显示等部分组成。

　　寄存器R0、R1、R2分别用来存储3位显示数据的百分位、十分位和个位所对应的数。定时器T0工作状态为方式1，定时时间为60ms,由于电池的放电电流为200mA，因此每3min(0.05小时)电池所放电的容量为0.01Ah(10mAh)，所以定时器0每中断30O0次(累计时间6Om×3000=3min)给寄存器R0加1，寄存器R0计满10个数后给寄存器R1加1，寄存器R1计满10个数后再给寄存器R2加1，这样放电结束时所显示的数值即为电池的容量，因为小数点放在第一位数码管后，所以显示的电池容量的计量单位是Ah。延时子程序的延时时间为0.5ms，主要供主程序的动态扫描显示部分调用，因为要显示三位数，每位显示0.5ms，所以动态扫描显示的周期为1.5ms。

　　接通电源后，单片机复位，寄存器R0、R1、R2的赋值均为0。在没有放入被测试的电池前，P1.0口的电压低于P1.1口的电压，P3.6口为0，数码管不显示，程序处于等待电池放人的状态。当充足电的电池放入后，P1.0口的电压高于P1.1口的电压，P3.6口为1，定时器TO始计时，数码管也开始显示，且每隔3分钟计一次数，与此同时每过3秒检测一次电池电压，即检测P3.6口的状态。随着电池不断放电，其电压逐渐下降，当放电达到其终止电压时，P1.0口的电压开始低于P1.1口的电压，P3.6口由1变为O，定时器T0停止计时，同时P3.7口输出0使VT1截止停止电池放电，以免造成电池过放电，这时数码管显示的数值不再变化，显示值就是电池的容量。

　　发光二极管VD1作工作状态指示用，在电池放电过程中P3.0口输出为0，VD1点亮。

　　印制电路板采用万能电路板，IC1用AT89C2051单片机，IC2用7447片段译码器。B1用12MHz的石英晶体，DSl、DS2、DS3选用共阳极的LED数码管，VD1用红色发光二极管，R15选用4．7Ω／0．5W的电阻。其余元器件的参数见图1。

　　安装前先将汇编源程序编译成目标文件即HEX文件，再用编程器将HEX文件写入．AT789C2051芯片。

　　测试仪的调试工作主要是放电电流的调整，接通电源，放入两节充电电池，用万用表测量R15两端的电压应为0.94V，这时对应的放电电流为200mA，否则可通过改变R13或R14的阻值进行调节。

　　在使用过程中，如果在测试仅没有断电的情况下取下电池再重新放入电池时，要先按一下复位键SB1电路才能重新开始工作，不然电路是不会工作的，因为取下电池和电池放电终了的结果是一样的，测试仪都会作出测试结束的判断。

调节/测量放大电路中的电池容量测试仪电路图第1张