摘 要本次蓄电池电压监测器设计以ATMEGA16单片机为主控制模块，对蓄电池的模拟信号进行采集和监测，采集到的模拟信号经A/D转换电路转换为数字信号后交由主控制模块处理，系统按中断方式工作，蓄电池的基础信息通过LCD液晶显示模块显示出来。蓄电池电压突变时，LED灯和蜂鸣器发出警报。它具有自动检测、信号分析、失效报警等功能。选择元器件制作实物，需要与原理图中使用的类型相一致，然后对电路板进行布局，固定元件的位置，完成实物。达到了预期的要求，能够很好完成此次设计。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 国内外发展概况 1
1.3 研究的目的和意义 2
第二章 系统方案的设计 3
2.1 研究内容 3
2.2 系统方案 3
2.3 硬件的选取 4
2.3.1 单片机的选取 4
2.3.2 显示模块器件的选取 5
2.3.3 报警模块器件的选取 6
2.4 关键技术的选择 7
2.5 总结 7
第三章 硬件电路设计 8
3.1 主控制电路的设计 8
3.2 电压监测电路设计 9
3.3 LED灯报警电路设计 9
3.4 蜂鸣器报警电路设计 10
3.5 按键电路设计 11
第四章 软件设计 12
4.1 Proteus软件简介 12
4.2主控制程序设计 12
4.3 LED灯报警程序设计 12
第五章 调试 15
5.1 硬件调试 15
5.2 软件调试 15
5.2.1 proteus软件仿真 16
结束语 18
致 谢 19
附录A LCD电压值转换程序 21
第一章 绪论
1.1课题的研究背景
可持续性发展理论伴随着社会经济的快速增长而提出，电能作为一种可再生能源已经成为未来能源研究和发展的新方向。大到工业化的生产，小到家家户户的日常生活，我们已越来越离不开对电 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
力的依赖。蓄电池因为具有安全高效的输出电压，被许多公共设施作为常用的备用电源。蓄电池作为一种化学燃料电池，内部的化学反应存在着诸多不稳定性，单体电池内部的差异以及损坏可能导致蓄电池组整个运行状态的稳定。为了能够实时准确的掌控蓄电池的工作状态。目前国内外许多公司都研发出了不同类型的电压监测仪器。本次课题的目的是设计一款蓄电池电压监测器，参考现在已经研制出的电压检测仪，进一步的研究与开发，通过对蓄电池电压实时快速的检测，为蓄电池的正常使用和维护提供可靠地保证，具有很高的实用价值。
1.2国内外发展概况
近年来，由于电力能源的快速发展，国内外许多公司开始从事蓄电池在线监测系统方面的研究，生产出许多蓄电池监测产品，成为市场经济的又一个增长。目前，已知的有美国Alber公司开发的全自动电池容量检测仪和全功能蓄电池监测系统、瑞士公司研发的电池管理模块、上海顺盟生产的SMITBB915、西安柯蓝公司研究的CRAC24/OS等产品。由于蓄电池是化学燃料电池，内部的特性存在差异，需要对其状态掌控。目前蓄电池电压在线监测系统的测量方法有对单体电池电压进行检测的电压测量法。对电池温度和电流方面的测量技术与测量电压的技术相比较为先进。现在，蓄电池在线监测技术的主攻的方向是对单体电池的电压进行测量。由于蓄电池组是由多个单体电池构成，内部结构比较复杂，测量难度高，人们投入大量的人力和物力对其研究。大体有下面几种方法：一些人提出用继电器来分割蓄电池组中的单个电池，但是触点式继电器分割存在很多不足，比如体积太大、投入的成本过高、运行速度慢，最重要的是寿命短，不利于长期的使用和开发，通过电压值得计算来模拟电池的运行状态，过程繁琐。还有共模测量法，首先以固定的一个点作为参考对象，对单电池的电阻进行分压，但是存在着些小的误差，但是蓄电池组是由多个单体电池组合而成，因此这种误差会被无限的放大，测量的精度较低，不适合普及使用；差模测量相对于共模测量而言，具有精度高、操作简单等特点。还有人提出通过V/F转换的方法来实现电池电压的测量，V/F转换器的作用于A/D转换器相类似，对大数据的测量比较方便，但是对某些对电压精度要求比较高的行业则并不适用，而且现有的技术并不支持这种测量方法的要求。对蓄电池电压监测器的研究，国内目前已经研发出的成果有ZXJ24/21型蓄电池组智能监测仪，这种检测仪器采用的核心技术是浮动地技术，对个体电池的电压进行分别的测量，测量的结果比较准确。相对于国内而言，国外对蓄电池电压检测仪器的研究成果有很多值得我们学习的地方，比如VMS阀控密封铅酸蓄电池监控系统，它具有具有监测、管理和控制蓄电池的功能，有利于对蓄电池的维护，延长电池的使用寿命。就目前国内外的研究成果来看，蓄电池电压监测器的发展还有很长一段路要走。
1.3研究的目的和意义
蓄电池被广泛应用的同时也带来了许多问题。目前，变电站、通讯基站、机房等许多公共设施，大量使用蓄电池作为后备电源。这些蓄电池从洽购、存放、维护、使用到报废都消耗着大量的人力、物力、财力。本次设计的蓄电池电压监测器可以有效的解决蓄电池在生命周期内管理困难的问题。准确地分析电池运行状态的基础上，为蓄电池的正常使用提供了可靠地保障。不同的研究成果为蓄电池电压监测仪器的发展提供丰富的知识积累，加大对蓄电池电压监测器的研究也可以在未来为社会经济发展带来更大的效益。
第二章 系统方案的设计
2.1研究内容
蓄电池因为具有安全、稳定的高电压而被广泛应用于电力、石化、通讯等领域，对当今社会具有重要的发展意义。由于蓄电池内的化学反应以及单体特性的差异，需要对蓄电池内部的运行状态进行实时监测，因此设计了电压监测器。它具有自动检测，失效预警，自动分析等特点。本次设计分为ATMEGA16单片机主控制模块、数据采集模块、A/D转换模块、LCD液晶显示模块和声光报警模块。ATMEGAL16单片机作为设计的核心，对蓄电池发出的模拟信号进行采集、监测，经过A/D转换电路转换为数字信号后交由主控制模块处理，显示模块通过LCD将采集到的蓄电池基础信息显示出来，在蓄电池电压突变时，LED灯和蜂鸣器发出报警。

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