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高速AVR实现振动/温度信号采集和存储

2012年02月17日 09:22 次阅读

  本文所介绍的新型智能充电机系统,解决了动态跟踪电池可接受充电电流曲线的技术关键,形成了独具特色的智能充电机系列,提高了充电质量和效率,充电工人只担任辅助性工作,为充电技术和充电设备闯出了一条崭新的路。

  1硬件部分

  电池充放电过程中,可进行恒流、恒压、涓流、充放电时间以及终止电压等多种控制规律选择。整个系统分2层,下层是执行层,上层为控制层。

  1.1节点层

  利用三相桥式全控整流桥技术实现充放电转换。晶闸管的触发由MSP430来完成。拟采用双窄冲触发,以减少触发装置的输出功率。下层的核心就在于对MSP430的控制。MSP430F135是TI 公司新近推出的Flash系列的16位单片机,他具有内置12位A/D转换器、串行通讯接口,集成JTAG接口,内置Flash存储器,具有看门狗定时器,2个16位定时器,可实现计数、时序发生、PWM等功能。并通过对堆栈的处理,实现了中断和子程序调用层次无限制,具有嵌套中断结构,即高级中断程序可以被低级中断请求打断,当中断请求同时发生时,按优先级别处理。利用他的12位A/D采集电流电压值,作为闭环控制的反馈变量。处理后的反馈变量与设定的值进行比较,根据一定的控制规律进行计算,确定触发角度,由单片机直接给出触发信号,打开可控硅。控制精度可达到2.5‰。电流电压采集采用差模放大技术,该电路简单,实现容易,且反馈精度高。单路结构图如图1所示。

  

单路结构图

 

  1.2控制层

  实现控制系统的集散式控制。中间层的主要任务就是集合多路下位机的数据。中间层以ATmega16单片机为核心,他是一个与51系列兼容的8位单片机,易进行外围扩展。下位机数据经过通讯接口,上传到本层的非易失大容量存储器(Flash)DA28F640中。在本层加入人机界面LCD液晶显示屏以及键盘输入,由操作人员在本层对下位机直接控制。本系统也可组网,连接到计算机上。操作人员可以通过PC机实现对下位机的监控管理。

  2软件部分

  本系统采用汇编语言设计,模块化程序结构,由主程序模块、数据采集模块、数据处理模块、定时脉冲发出模块以及通讯模块等几大模块组成。程序首先判断出执行命令,再转入条件设定子程序,如恒流充电命令,程序首先把设置电流、终止时间等命令结束条件赋值与判断变量,然后设置这些变量的布尔量为真,这样各种充放电命令简化为由主循环直接进行条件判断。整体程序结构紧凑、简洁、易懂,且易于设计、调试、维护和移植。

  2.1数据采集/处理

  本系统数据采集采用差分放大电路,直接从电池两端引入电压、电流信号。选用放大器OP07.模拟到数字转换部分由MSP430内置A/D转换器完成。在主循环中起动A/D转换,转换结束后由中断程序把转换后的值存入指定的寄存器,留待全部转换结束后处理。设置转换结束标志位,以防重复启动。由于现场各种干扰的存在,使得采用所得的数据有一定的误差。为使转换结果更精确,同时考虑到系统灵敏性,可令每个输入信号采样4次左右,在处理上运用数字滤波处理,采用算术平均值法。算术平均值法适合于对一般的具有随机干扰的信号滤波,特别适合信号本身在一数值附近上下波动的情况。

  应用中也可根据被测参数的实际情况及所得数据规律,而综合采用多种算法,以取得更有效的滤波效果。处理后的值先与设定值比较,得出差值,再由关系式:

  

 

  其中:Ud为变压器二次相电压有效值;

  U2L为变压器二次线电压有效值。

  加实验得出电压电流差值于度数相对应的调整关系,再由度数和时间的关系转化为时间参量。将电压电流差值量转化为时间差值量后,再将时间差值量与原设定值相加(充电)或相减(放电),从而动态的调整角度,进一步动态的调整电压电流的值,维持电压电流的以定的可接受的曲线变化。由于系统能够不断的采集反馈回来的电流电压的值,根据情况随时动态的调整控制量,使系统能随时跟上电流电压的变化而采取相应的措施,避免了在充/放电过程中产生过大电流的可能性,使电流曲线变化平缓。

  

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发表于 2011-11-09 17:25 1093次阅读
AVR单片机开发经验

基于AVR单片机的LED显示屏控制系统的研究

随着大规模集成电路和计算机技术的发展,LED 显示屏作为一种新兴的显示媒体得到了高速的发展。该系统控...

发表于 2011-10-14 16:03 1639次阅读
基于AVR单片机的LED显示屏控制系统的研究

基于单片机的VRAM型彩色液晶显示模块设计

介绍一种基于AVR 单片机和硬件汉字库的VRAM 型彩色液晶显示模块的设计。给出彩色液晶显示器的显示...

发表于 2011-10-12 14:54 622次阅读
基于单片机的VRAM型彩色液晶显示模块设计

基于MODBUS协议的智能控制系统设计

针对工业化生产的实际需求,改变工控仪表和控制器价格较高的现状同时降低成本,设计了基于MODBUS协议...

发表于 2011-10-12 12:13 869次阅读
基于MODBUS协议的智能控制系统设计

工业应用数据信号采集的新选择

典型的工业信号链路由传感器、放大器和滤波器 (负责对输入进行放大和滤波)、ADC (用于将重要的输入...

发表于 2011-10-12 11:54 272次阅读
工业应用数据信号采集的新选择

基于80C196的脉冲信号采集卡的设计

在雷达、声纳及工业控制领域中的故障监测系统中,往往需要采集雷达、声纳的回波信号或故障监测系统中的故障...

发表于 2011-10-04 13:07 1045次阅读
基于80C196的脉冲信号采集卡的设计

基于AVR单片机的多功能电源设计

随着嵌入式系统设计技术的发展,在设计和仿真中,系统工程师对电源的要求也越来越高。在嵌入式系统设计是使...

发表于 2011-10-04 11:15 785次阅读
基于AVR单片机的多功能电源设计

基于AVR单片机的多路遥控开关编解码实现

负荷缸是船舶电力核心发电机性能的负荷试验必备的重要工装设备,通过负荷试验,可以检验发电机长期工作的性...

发表于 2011-09-30 16:03 1024次阅读
基于AVR单片机的多路遥控开关编解码实现

基于AVR单片机捕获中断实现红外线解码的方法介绍

AVR单片机是Atmel公司推出的一个单片机系列。由于该系列单片机的集成度高,因此,其软/硬件设计都...

发表于 2011-09-27 11:32 1787次阅读
基于AVR单片机捕获中断实现红外线解码的方法介绍

基于AVR单片机的嵌入式系统的应用分析

随着技术的发展,嵌入式系统的设计及应用对人们的生活产生了很大的影响,并将逐渐改变人们未来的生活方式,...

发表于 2011-09-22 16:57 529次阅读
基于AVR单片机的嵌入式系统的应用分析

基于单片机的信号采集系统的设计

本文研究一种微控制器为基础的信号采集系统,以满足信号采集的低成本和灵活模式。开发系统的主要硬件包括一...

发表于 2011-09-14 12:02 2594次阅读
基于单片机的信号采集系统的设计

基于LPC2129定时器捕获功能的车速信号采集系...

整车动态性能研究是一个综合性的课题,车速信号的采集和计算是必不可少的工作。从实验结果看,本文设计的基...

发表于 2011-08-20 16:12 1447次阅读
基于LPC2129定时器捕获功能的车速信号采集系...

基于AVR单片机多功能电子秤设计

本设计采用AVR单片机为控制核心,结合电阻应变式压力传感器和相应的信号采集电路,设计出一种高精度、多...

发表于 2011-08-19 11:03 1578次阅读
基于AVR单片机多功能电子秤设计

AVR单片机制被动式红外线报警器实验

该报警器由红外线发射、接收、蜂鸣器和LED指示灯组成。正常情况下,绿色的LED常烁,表示监控区域正常...

发表于 2011-07-25 09:57 1846次阅读
AVR单片机制被动式红外线报警器实验

AVR单片机实现LED彩灯控制器设计

本设计外接了两个按钮,一个是选择工作模式,另一个是电源的开关。当你按下模式按钮1.5秒以上时,进入自...

发表于 2011-07-25 09:46 1106次阅读
AVR单片机实现LED彩灯控制器设计

基于IMEC的生物电信号采集方案

本文介绍采用IMEC的SiC技术,它的开发重点是进一步缩小集成后的EEG系统体积以及将低功耗处理技术...

发表于 2011-07-11 09:15 540次阅读
基于IMEC的生物电信号采集方案

新型压电式器件简化振动能量收集

虽然“能量收集”自 2000 年初就已出现,但只是凭借近期的技术发展才将其推进至商业化阶段。简而言之...

发表于 2011-06-27 17:07 1313次阅读
新型压电式器件简化振动能量收集

AVR单片机I/O口读74HC165接口程序

AVR单片机I/O口读74HC165接口程序,希望对学习单片机的用户有所帮助

发表于 2011-06-15 10:56 1582次阅读
AVR单片机I/O口读74HC165接口程序