中心議題：

• 蓄電池溫度監測係統的係統組成
• 蓄電池溫度監測係統的軟硬件設計

解決方案：

• 電壓、溫濕度采集、溫度采集
• 模塊之間的通信
• 數據顯示

在通信係統的設計和建設中
，通信電源被稱為通信係統的心髒，電源係統將直接影響通信係統的可靠性和穩定性。美國APC公司的一項調查結果表明
，大約有75％以yi上shang的de通tong信xin係xi統tong故gu障zhang都dou是shi由you於yu電dian源yuan設she備bei故gu障zhang而er引yin起qi的de。目mu前qian，通tong信xin係xi統tong電dian源yuan供gong電dian大da都dou是shi由you不bu間jian斷duan的de蓄xu電dian池chi提ti供gong的de，蓄xu電dian池chi溫wen度du過guo高gao勢shi必bi影ying響xiang到dao電dian池chi的de工gong作zuo效xiao率lv和he壽shou命ming。因yin此ci對dui蓄xu電dian池chi的de工gong作zuo溫wen度du進jin行xing實shi時shi的de監jian測ce具ju有you實shi際ji意yi義yi。

係統組成

蓄電池溫度監測係統的原理框圖如圖1所示。主要由電壓、溫濕度采集、溫度采集、89S51單片機、鍵盤控製模塊
、顯示電路模塊、通信模塊組成。該係統能完成6組或6組以上通信電池的溫度測量、1路機房環境測量(溫度

、濕度測量)

、2路直流電壓和2路交流電壓測量，傳輸數據距離大於200m。


硬件設計

1單片機選擇

該係統單片機選用89S51
，該單片機采用0．35新工藝。成本降低
，功能提升，與傳統的89C51單片機相比主要具有以下特點：
(1)功能增多，性能有了較大提升
，價格基本不變；
(2)ISP在線編程功能
；
(3)最高工作頻率為33MHz，計算速度更快；
(4)具有雙工UART串行通道
；
(5)內部集成看門狗計時器；
(6)雙數據指示器；
(7)兼容性強

，向下完全兼容51全部子係列產品。

2溫度傳感器的選擇及其與單片機的連接

溫度采集選用DS18B20，DS18B20具有獨特的單總線接口方式，通過串行通信接口(I／O)直接輸出被測溫度值接口方式，CPU隻需一根端口線就可與DS18820實現雙向通信
；在使用中不需要任何外圍元件
；內含寄生電源，既可采用寄生電源

，也可由VDD直接供電
；允許電壓範圍是3．0～5．5V，進行溫度／數字轉換時的工作電流約為1．5mA，待機電流僅為1μA
，典型功耗為5mW

；溫度測量範圍為－55～125℃，在0～85℃之間
，誤差小於0．5℃；支持多點組網功能，多個DS18B20可以掛接在一根總線上
，可實現多點測溫；具有負壓特性，當電源極性接反時
，溫度計不會因發熱而燒毀，但不能正常工作。
DS18B20和單片機的連接如圖2所示，由VCC直接供電，連接一個4．7kΩ左右的上拉電阻
，DQ直接連到單片機的P1．0口上。



CPU對DS18B20的訪問流程是：對DS18B20初始化即ROM操作命令、存儲器(包括便箋式RAM和E2PROM)操cao作zuo命ming令ling即ji數shu據ju處chu理li。單dan總zong線xian上shang所suo有you處chu理li都dou從cong初chu始shi化hua開kai始shi

，初chu始shi化hua時shi序xu由you主zhu機ji發fa出chu的de複fu位wei脈mai衝chong和he一yi個ge或huo多duo個ge從cong機ji發fa出chu的de應ying答da脈mai衝chong組zu成cheng。主zhu機ji接jie收shou到dao從cong機ji的de應ying答da脈mai衝chong後hou，說shuo明ming有you單dan總zong線xian器qi件jian在zai線xian，主zhu機ji就jiu可ke以yi開kai始shi對dui從cong機ji進jin行xingROM命令和存儲器操作命令，使DS18B20完成溫度測量並將測量結果存人高速暫存儲器中，然後讀出此結果。[page]

3交、直流電壓以及機房溫濕度的測量

直流電壓
、交流電壓以及機房溫濕度的測量選用TLC1543，TLC1543為10位11通道的A／D轉換器，與單片機的連接如圖3所示。機房環境測量(溫度、濕度)采用JWS溫濕度變送器，輸出信號為標準0～5V直流電壓信號；直流電壓的數據采集經電阻分壓後直接送至A／D轉換器
，交流電壓的采集經分壓整流後也直接送至A／D轉換器。

4顯示電路設計

溫度顯示采用6位LED，與單片機的連接如圖4所示。顯示模塊由8279鍵盤、顯示接口芯片和相應的驅動電路組成。8279的掃描線SLA～SLC在掃描過程中，可將芯片內部顯示單元的內容送到輸出數據線OA0～OA3和OB0～OB3掃描線經74HC138譯碼
，作為多位LED數碼管的位選線
，通過74LS04反相後
，再經過位驅動芯片，用於對不同的數碼管進行位驅動。同時，用OA0～OA3和OB0～OB3送出的數據對應地驅動每個數碼管的8個顯示段，使6個數碼管輪流驅動發光。驅動芯片采用SN75491和SN75492

，分別驅動數碼管的段和位顯示，保證6位數碼管都被點亮時需要的最大電流。


5通信模塊設計

為了滿足數據傳輸距離大於200m，通信采用75LBC180全雙工485芯片，單片機通信電平和計算機電平的轉換采用MAX232完成，如圖5所示。MAX232芯片是專為電腦的RS232標準串口設計的接口電路，使用+5V單電源供電。另外。RS232到RS485的轉換可采用專用的轉換器
，如BOK－60或ATC－160A無源轉換器。


軟件設計

蓄電池溫度監測係統的軟件設計主要包括主程序
、外部中斷子程序、顯示子程序等。圖6是該係統的主程序流程圖。用於完成對DS18B20的調用、中斷管理、測量溫度值的計算及溫度值的顯示等功能。主機89S51首先複位脈衝使信號線上所有的DS18B20芯片都被複位
，接著發送跳過ROM操作命令，激活在線的所有DS18B20，ranhouxitongzhuanrenzhongduanchuliliucheng，wanchengwenduzhuanhuan
，duqudenggongzuo。waibuzhongduanzichengxuwanchengduiwenduceliangshujudeduqu，xianshizichengxuwanchengyejingxianshiqidechushihuajixianshiwenduzhi。



基於89S51和DS18B20的de通tong信xin電dian源yuan蓄xu電dian池chi溫wen度du監jian測ce係xi統tong，接jie口kou簡jian單dan，占zhan用yong微wei處chu理li器qi的de端duan口kou較jiao少shao
，可ke節jie省sheng大da量liang的de引yin線xian和he邏luo輯ji電dian路lu，與yu傳chuan統tong裝zhuang置zhi相xiang比bi，具ju有you結jie構gou簡jian單dan，成cheng本ben低di
，可ke靠kao性xing和he測ce溫wen精jing度du高gao

，功gong耗hao低di，應ying用yong麵mian廣guang等deng優you點dian。