基于AT89C52的電池四參數(shù)自動檢測系統(tǒng)設計

介紹了基于AT89C52控制的電池四參數(shù)檢測系統(tǒng)，詳細給出了系統(tǒng)的軟硬件結構設計，給出了A/D轉換器MAX197、顯示驅動芯片MAX7219在此系統(tǒng)中的應用方法，及數(shù)據處理中使用的數(shù)字濾波算法。
關鍵詞：AT89C52；自動檢測；電池；數(shù)字濾波?

目前，在對普通干電池的出廠檢測中，廠家主要是對電池的開路電壓、負載電壓、短路電流進行質量檢測。而電池容量的檢測，由于具有毀滅性的損害，沒有專門的檢測設備，僅僅采用抽樣的方法來檢測。根據電池特性，其重量參數(shù)可以指示其容量參數(shù)。故而我們設計開發(fā)了基于AT89C52單片機控制的機電一體化智能設備電池四參數(shù)自動檢測儀，檢測電池的4個基本參數(shù)：開路電壓、負載電壓、短路電流和電池重量，并同時作到電池正、次品的分選統(tǒng)計功能。?

1系統(tǒng)硬件結構設計
如圖1所示，本系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心組成一個具備數(shù)據采集、對象控制、結果顯示、報警裝置、鍵盤操作等多項功能的復雜完整系統(tǒng)。?

1.1微處理器
本系統(tǒng)采用Atmel公司生產的AT89C52芯片作為微處理器。AT89C52與MCS—51系列單片機完全兼容，他采用靜態(tài)時鐘方式，可以大大節(jié)省耗電量。其內部含有Flash存儲器，在系統(tǒng)開發(fā)時可以十分容易地進行程序修改，即使錯誤編程也不會成為廢品。而且在系統(tǒng)工作中，即使突然掉電也能有效地保存一些數(shù)據信息。?
1.2數(shù)據采集部分
數(shù)據采集和A/D轉換由MAX197完成。MAX197是MAXIM公司出品的高性能12位A/D轉換器，8通道模擬信號輸入，可以滿足使用1片A/D分時進行多參數(shù)測量的要求。MAX197的其中2路通道為電池重量信號的輸入，由壓力傳感器獲取原始信號經運算放大后輸入。其余6路分別為電池相關電壓、電流各參數(shù)信號的輸入。MAX197片選信號/CS接AT89C52的P2.7，讀寫控制信號分別接AT89C52的/WR和/RD。引腳HBEN為12位轉換結果選擇端，由P1.6控制。當HBEN為高電平，讀取轉換結果的高4位；當HBEN低電平時讀取低8位。設定MAX197的控制字為01000000B，則其工作方式為正常工作方式/內部時鐘；內部獲取方式；模擬量輸入范圍為0～5 V；使用通道0。改變控制字的最后3位（000～111）可以依次選取MAX197的第0～7通道。MAX197通過片內的三態(tài)并行接口與AT89C52進行接口。由于MAX197本身的轉換時間較短，且為固定值，故而在設計時采用了固定延時的方式代替中斷方式，進行轉換結果的讀取，提高了數(shù)據的通過率和程序的效率。圖2給出了MAX197與AT89C52的接口電路。?

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1.3基本I/O部分
電池四參數(shù)的標準值由撥碼開關設定，開機直接進行顯示，直觀明了；且可以方便的改變設定值，以滿足不同檔次電池的測量要求。顯示部分采用MAX7219來驅動LED數(shù)碼管。MAX7219為MAXIM公司出品的串行輸入輸出、共陰極、8位數(shù)字LED顯示驅動器。只須一個外部電阻就可以為所有的LED段電流進行設置，簡化了電路設計，提高了系統(tǒng)的可靠性。其與AT89C52的接口通過一個方便的三線串行接口完成，各個數(shù)字均可被尋址和更新，而不需要重寫整個顯示器。
AT89C52的P3.0接MAX7219的串行數(shù)據輸入端DIN，在CLK的上升沿，串行數(shù)據從DIN裝入到內部16位移位寄存器中。在CLK下降沿的DOUT端數(shù)據有效。本系統(tǒng)采用3片MAX7219進行級聯(lián)，來驅動24個LED數(shù)碼管，分別顯示電池的4個參數(shù)值及各分檔測量值的統(tǒng)計結果。圖3為3片MAX7219級聯(lián)驅動24個LED數(shù)碼管。?
1.4對象控制部分
本系統(tǒng)控制的對象有步進電機、電磁閥、機械測量推桿、電子開關等。開機自檢后，由步進電機帶動傳送帶把電池運到檢測位置處，單片機控制測量推桿夾緊電池進行測量，所得數(shù)據經處理后與所設定標準值比較，若滿足設定，視為合格產品，由傳送帶帶走；若不滿足，則視為次品，由單片機控制電磁閥打開壓縮空氣，吹走次品電池，達到分檢目的。而當電池為次品或無電池及電池正、負極反置時，蜂鳴器發(fā)出報警信號。此系統(tǒng)采用氣動電磁閥，提高了工作速度和設備的使用壽命。?