用单片机制作电池容量测试仪

用单片机制作电池容量测试仪 文 ／吴汉清 我们在购买和使用充电电池的时 候，最关注的指标是 电池的容量，通 常是根据它在某种电子产品上的使用 时间来粗略估计其大小 ，更准确的方 法是以固定的电流放电，测出电压终 止时的放电时间，放 电电流与放电时 间的积就是电池的容量。但这种方法 操作起来有一定的困难 ，因为要不时 地去观测电池的电压。本文介绍一种 用AT89C2051单片机制作的电池容量 测试仪，可对镍镉和镍氢等充电电池 的容量进行测试，其计时和电压测量都 是自动的，测试结果用 3位数字显示， 测量范围为0．0lAb - 9．99Ah。 电路概述 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l，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、Cl 、SBl 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 l、R l3 、Rl4 、R l5 等组成 电 池恒流放 电电路，放电电流 由R l 3、 R 14 的比值和 R15的阻值确定，这里 放电电流定为 200mA 。 AT89C205 1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， P 1．0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 P 3 ．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R 10、R ll 、R l2等组成电 池电压检测电路，电源电压经R 10、Rl 1 分压后作为P1．1 口的基准电压，电池 电压通过 R输入到 P1． 。当电池．12 0 El 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 El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 、VT 2、VT 3、VT 4 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 BC D 码转换成字段码供 数码管显 示。AT89C205l 的 Pl 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、P 3．4、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。 软件设计 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 +5V 图 1 2 o o E3．1总第5 2 0 期· 、^Mw ．ra dio．(2oi-i-i．on 4 7 维普资讯 http://www.cqvip.com 由初始化、动态扫描显示等部分组成。 寄存器 R0、R 1、R 2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。l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 3 0 0 0 次(累计时 间6 0 m × 3000= 3min) 给寄存器R0 加 1，寄存 器R0计满 10个数后给寄存器R 1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...