中心議題：

• 蓄電池溫度的監測在通信電源中的應用
• 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

通信電源蓄電池溫度的監測方案

通(tong)信(xin)電(dian)源(yuan)被(bei)稱(cheng)為(wei)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)的(de)心(xin)髒(zang)，電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)將(jiang)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)。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)。美(mei)國(guo)APC公司的一項調查結果表明，大約有75％以上的通信係統故障都是由於電源設備故障而引起的。

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。
[page]
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。

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
，然ran後hou係xi統tong轉zhuan人ren中zhong斷duan處chu理li流liu程cheng，完wan成cheng溫wen度du轉zhuan換huan，讀du取qu等deng工gong作zuo。外wai部bu中zhong斷duan子zi程cheng序xu完wan成cheng對dui溫wen度du測ce量liang數shu據ju的de讀du取qu，顯xian示shi子zi程cheng序xu完wan成cheng液ye晶jing顯xian示shi器qi的de初chu始shi化hua及ji顯xian示shi溫wen度du值zhi。 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。