恒流放电容量测试仪的软件设计

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摘 要：针对蓄电池长期使用导致的电池容量明显减小的问题,设计了一款恒流放电容量测试仪,采取大电流持续放电方法进行活化处理延长寿命；系统采用ATMEGA128单片机为主控芯片,以keilC为软件编译调试平台,通过自主编写控制软件完成系统功能,经使用证明系统达到设计要求,满足实际使用.

关 键 词：蓄电池；放电；keilC

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044（2014）05-0962-03

SoftwareDesignofConstantCurrentDischargeCapacityMeter

SUNGong-dao,GONGJian

（Unit91550ofPLA,Dalian116023,China）

Abstract：Tosolvetheproblemthatcapabilityofleadandacidbatterygetasslossbecauseofthelongtermuse,developingaconstantcurrentdischargecapacitymeter,whichcanextendtheusageperiodofbatteriesbylargeandlongconstantcurrentdischargingmethod；itusesthemicrocontrollerATMEGA128tobethecontrollingcore,pilesanddebugsthesoftwarebykeilCplatform,allfunctionponentsofthesystemarewrittenbyindependentinnovation,itisprovedsatiyiniapracticallyusing.

Keywords：battery；discharge；keilC

蓄电池在工农业生产和军事装备中使用量巨大,许多电子设备都需要配套备用电源—蓄电池组.众所周知,如果只对蓄电池做充电维护,长期使用后（约2～3年）,电池容量会明显减小,其特征是刚充满电的电池,连接负载后便迅速耗尽,使用寿命大大缩短.如果采取大电流持续放电方法来活化电池,可以恢复绝大部分的电池容量,延长电池寿命（约2～3倍）,既可节约大量用于购买蓄电池的经费,也减少电池造成的环境污染.我们提出研制恒流放电容量测试仪.

1系统功能

恒流放电容量测试仪主要有四大功能.分别如下：

参数修改功能：用户可以修改测试仪五个参数,包括放电电流、放出容量、终止总电压、放电时间和实时时间.

故障自动记录与清除功能：如果测试仪出现故障,能够自动记录故障出现的日期和时间,以便用户查找故障原因.

停止放电自动记录功能：无论人工干预停止放电,还是故障导致停止放电,都能够自动记录停止放电的日期、时间和原因,以备查阅.

开始放电/停止放电功能：用户认为各项参数设置正确,下达开始放电命令,放电即刻开始.

2系统总体方案设计

2.1硬件总体方案设计

硬件总体框图如图1所示：

图1硬件总体框图

恒流放电容量测试仪硬件部分包括：ATMAGE128单片机电路,电源电路,触摸屏及其控制电路,LCD显示模块,PWM信号驱动电路,存储器及时间芯片电路,数据采集电路[1-2].

ATMAGE128单片机是本仪器的主控核心,触摸屏作为输入设备,LCD显示模块完成界面显示功能,PWM信号驱动电路可以直接驱动IGBT进行斩波调整负载,存储芯片中存储放电曲线数据,时间芯片是整个放电器的时间基准,为放电过程提供时间累积数据,同时为停止放电提供时间点,数据采集电路是恒流放电容量测试仪输入电压和放电电流的调理电路.具体硬件设计思路见参考文献3[3].

2.2软件总体方案设计

根据系统功能和使用需求,给出主操作界面框图,如图2所示：

图2主操作界面框图

其中参数修改可以修改五个参数,分别是放电电流、放出容量、终止总电压、放电时间和实时时间.程序中设置一个通用数字小键盘,用于输入数字,每个参数都有其输入范围,超过这个范围则要求重新输入.参数修改框图如图3所示：

图3参数修改框图

清除记录、停放记录和开始放电/停止放电分别实现本系统其它三个功能.

为了实现上述功能,设计的主操作界面如图4所示：

图4主操作界面

主操作界面分为实时显示区、操作区和设置参数显示区.

实时显示区（图中左上区域）主要用于显示实测参数和放电曲线.操作区（图中右上区域）用于用户向测试仪发送操作指令.设置参数显示区（图中左下部区域）显示用户设置的放电电流、放电电压、放电容量和放电时间.

本方案采用keilC作为软件编译调试平台[4-5],恒流放电容量测试仪的软件实现的功能有：对输入电源的电压电流进行实时测量和显示,开始放电,停止放电,参数设置,清除记录,停放记录查看,放电曲线查看,在放电状态下累计放电时间,累计放电容量,绘制放电曲线.本测试仪可以存储五条放电曲线,即可以保存最近放过电的五块电池的放电数据,这些数据包括放出的电池容量,放电时间,放电电压和放电曲线.

数据存储、修改及显示子程序的调用通过可视化图形界面与用户交互,该交互系统作为软件方案设计的核心部分,占整体工程量的百分之七十.

3程序实例

以恒流放电容量测试仪的主操作界面为例,其部分关键程序如下：

voidmaindisp（void）//主操作界面框架绘制程序

{等

clear（）；//清屏

map_mode（）；//切换LCD为绘图模式

vertical_shift（）；//画笔移动方向为垂直移动

L等于30；H等于28；writeadrr（L,H）；//设定绘图初始点像素地址

for（m1等于0；m1<186；m1++）//画垂直线,长度为186个点

{writedata（0Xc0）；}

等

horical_shift（）；//画笔移动方向为水平移动

L等于0；H等于0；writeadrr（L,H）；//设定绘图初始点像素地址

for（i等于0；i<40；i++）//画水平线,长度为40个点

{writedata（0Xff）；}

等

coordinate（）；//刷新实测参数、放电曲线显示区的内容

word_mode（）；//切换LCD为文字模式

L等于1；H+等于22；writeadrr（L,H）；

writehz（'电'）；writehz（'流'）；writedata（'等于'）；//在设置参数显示区显示设定的放电电流值,精确到百分位

等

L等于10；H等于8；writeadrr（L,H）；

for（i等于0；i<=8；i++）{writehz（hz[i]）；}//显示主界面名称“恒流放电容量测试仪”

}

在触摸显示屏上显示主操作界面前,刷新屏幕,清空一切.切换到绘图模式,先画垂直线条,再画水平线条.然后切换到文字模式,显示主操作界面上所有文字,便完成主操作界面的显示工作.

4结论

恒流放电容量测试仪最高接入电压40V,最大放电电流10A,能够完成单节或双节串接12V电池的放电工作,在每节电压不大于13V情况下,也可完成三节串接12V电池的放电工作；功能与指标完全满足使用需求.通过调整软件功能模块的参数,可以完成自定义用户界面、设置参数的门限值、绘制复杂对比曲线等高级软件功能.通过恒流放电容量测试仪不定期对电池进行放电活化处理,延长了电池的寿命（约2～3倍）,恢复了电池的容量,解决了蓄电池无法进行放电维护的问题,为使用方节约了经费,具有较大的经济效益.