基于LPC2131的嵌入式鋰離子電池檢測(cè)系統(tǒng)

引言
隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)因其高自動(dòng)化、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。ARM處理器作為高性能、低功耗的處理器，是目前最常用的嵌入式微處理器之一。針對(duì)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及國(guó)內(nèi)外電池檢測(cè)設(shè)備的現(xiàn)狀，對(duì)電池檢測(cè)實(shí)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和電池檢測(cè)方面的一些問(wèn)題作了深入的研究和分析。根據(jù)電池檢測(cè)系統(tǒng)所要達(dá)到的性能指標(biāo)，本文以L(fǎng)PC2131微處理器為核心，基于嵌入μC／OS-II設(shè)計(jì)了一種嵌入式鋰離子電池檢測(cè)系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
檢測(cè)系統(tǒng)由微處理器、信號(hào)變換電路、控制電路、液晶顯示屏、上位機(jī)等組成，如圖1所示。微處理器選用Philips公司的LPC2131。電池的輸入信號(hào)通過(guò)信號(hào)變換電路傳輸給微處理器，微處理器對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析、處理，將控制信號(hào)傳給控制電路，對(duì)電池的各個(gè)過(guò)程進(jìn)行控制；同時(shí)，將結(jié)果送給液晶實(shí)時(shí)顯示，并將結(jié)果傳輸給上位機(jī)保存測(cè)試結(jié)果，以方便數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢(xún)。


1．1 充放電控制電路
充放電控制電路如圖2所示。采用模擬充電器設(shè)計(jì)，模擬充電器實(shí)現(xiàn)被檢測(cè)電池充放電模式的切換、電流和電壓的電信號(hào)切換，以及輸入信號(hào)的調(diào)理。微處理器采集通過(guò)變換電路調(diào)理的電池輸入信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理后將控制信號(hào)傳給控制電路。采用放大器LM324、大功率三極管C3990和TIP142等實(shí)現(xiàn)電流的逐級(jí)放大，采用繼電器對(duì)不同回路進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)充放電模式及各個(gè)測(cè)試的切換。K1用于短路測(cè)試。


當(dāng)K2接上端、K3接下端時(shí)，對(duì)電池進(jìn)行充電測(cè)試。微處理器采集被測(cè)電池兩端的電壓及通過(guò)的電流，將控制指令通過(guò)輸出的PWM1脈寬調(diào)制信號(hào)來(lái)控制充放電控制電路。PWM1的輸出通過(guò)運(yùn)放及三極管的逐級(jí)放大，最終轉(zhuǎn)化成被測(cè)電池的充電輸入電流。同理，當(dāng)K2接下端、K3接上端時(shí)，對(duì)電池進(jìn)行放電測(cè)試。微處理器通過(guò)控制PWM2的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)電池放電電流的控制。
1．2 液晶顯示模塊
液晶顯示器件在科研、生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，該模塊是決定系統(tǒng)使用是否方便的關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)中采用內(nèi)置T6963控制器的 128×128圖形點(diǎn)陣式液晶顯示模塊DM128128。該液晶顯示模塊的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由液晶顯示控制器T6963及其周邊電路、行驅(qū)動(dòng)器組、列驅(qū)動(dòng)器組以及液晶驅(qū)動(dòng)的偏壓電路組成。T6963控制器的最大特點(diǎn)是具有獨(dú)特的硬件初始設(shè)置功能，顯示驅(qū)動(dòng)所需的參數(shù)(如占空比系數(shù)、驅(qū)動(dòng)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)及字符的字體選擇等)，均由引腳電平設(shè)置。因此，T6963的初始化在上電時(shí)就已經(jīng)基本設(shè)置完成，軟件操作的全部精力就可以用于顯示畫(huà)面的設(shè)計(jì)上了。其典型應(yīng)用如圖3 所示。