中心議題：

• 充電電池容量測試儀實現方案

解決方案：

• 電池容量測試儀采用89S51作為控製芯片
• 采用三極管進行控製

dianchirongliangshihengliangdianchizhiliangdezhongyaozhibiao。chongdiandianchiderongliangceshiyouhenduodefangfa。keyiyijudianchidefangdianquxian，jinxingduanshijianfangdian
，congerculvedechudianchirongliang。zhezhongfangfazuidadeyoudianshikuaisu，danshichongdiandianchidefangdianquxianbingbujuyoupubianxing，henduoliezhidianchifangdianchuqidianyayehenpingwen，yidanjinruzhonghouqi，dianyaxiajiangfeichangxunsu，suoyicaiyongzhezhongfangfadechudejielunjiangfeichangbuzhunquede。zuikekaozuizhunquewuwudehaishiyibiaozhundianliufangdian
，quanchengceliangshijifangdianshijiandefangshi。butongdefangdiandianliu，chongdiandianchizuizhongnenggoushifangchudedianliangshibutongde
，youyidingdechaju。xudianchiderongliangbiaozhudoushiyoutongyibiaozhunde。muqianshiyongzuiduodeshi10小時率放電容量與20小時率放電容量兩種。10小時率放電容量就是電池以恒定電流放電，至電量耗盡放電時間能夠維持10個小時左右，這個電流就被稱作10小時率電流(衡量電量用盡的標準，不能以電池放電端電壓降低到零為準。電池過度放電，會導致電池容量減少，無法恢複，乃至提早損壞、完(wan)全(quan)失(shi)效(xiao)。所(suo)以(yi)每(mei)種(zhong)電(dian)池(chi)放(fang)電(dian)終(zhong)止(zhi)電(dian)壓(ya)都(dou)有(you)嚴(yan)格(ge)的(de)規(gui)定(ding)，這(zhe)個(ge)可(ke)以(yi)查(zha)閱(yue)相(xiang)關(guan)資(zi)料(liao)。過(guo)度(du)放(fang)電(dian)與(yu)過(guo)度(du)充(chong)電(dian)是(shi)造(zao)成(cheng)充(chong)電(dian)電(dian)池(chi)不(bu)能(neng)達(da)到(dao)使(shi)用(yong)年(nian)限(xian)、提前報廢的主要原因)。實時放電的測量方法最大的缺點就是費時費力，因為耗時久這樣測量精度也很容易受到各種外部因素的影響。測量過程中如果用10小時率電流持續放電時間至少都要在5gexiaoshiyishang
，zuozheyangchangshijiandeceshigengxuyaozugoudenaixinyujingliyijichongyudeshijian。kejidefazhanshifeichangxunsu
，jintiandanpianjiyijingfeichangpujile。tongguodanpianjichengxukongzhiduifangdianshijian，shendujinxingzidonghuakongzhi

，jiuhenrongyijingzhuncechudianchideshijirongliang
，shixianzhenggeguochengdezidongkongzhi。monishijifangdianceliangrongliangdefangfasuiranduinengyuanyouyidianlangfei，danshiduiyu1A、2A以下的小容量充電電池還是完全可行的，對大容量電池進行抽樣檢查也是很有必要。

下麵介紹的電池容量測試儀采用89S51作為控製芯片，圖1就是硬件的電路原理圖。
這個電池容量測試儀由放電電路、單片機控製計時兩個完全獨立部分組合而成。單片機部分製作費時費力
，而且市麵上單片機已很普及，沒必要親手製作，隨便找一片51單dan片pian機ji實shi驗yan板ban就jiu可ke以yi了le。放fang電dian電dian路lu則ze是shi比bi較jiao簡jian單dan的de，僅jin由you四si五wu隻zhi元yuan件jian構gou成cheng。單dan片pian機ji部bu分fen主zhu要yao負fu責ze對dui放fang電dian時shi間jian計ji時shi，最zui終zhong得de到dao一yi組zu可ke靠kao的de數shu據ju，用yong於yu電dian池chi性xing能neng的de考kao量liang。

zhezhongfangdiandianludeshizhijiushiyimonikekonggui。dangwomenjiangdaicedianchijierudianluxiangyingweizhishi，diananqidongjian，ruguodianchishangyouyuliang，zedianchiliangduanfangdiandianyajiangweichizaishedingzhiyishang，sanjiguanVT1就會瞬間飽和，電池通過電阻R2進行放電。這種電路有可靠精確陡峭的開關特性，VT1絕對工作於飽和截止兩種狀態之下。通過可調電阻對開關電路臨界值(即充電電池放電終止電壓)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie)設(she)定(ding)

，便(bian)可(ke)適(shi)應(ying)於(yu)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)充(chong)電(dian)電(dian)池(chi)的(de)全(quan)程(cheng)保(bao)護(hu)放(fang)電(dian)。由(you)於(yu)個(ge)人(ren)的(de)應(ying)用(yong)不(bu)需(xu)要(yao)非(fei)常(chang)精(jing)準(zhun)的(de)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)，所(suo)以(yi)實(shi)際(ji)測(ce)試(shi)中(zhong)電(dian)池(chi)模(mo)擬(ni)放(fang)電(dian)原(yuan)則(ze)上(shang)還(hai)是(shi)以(yi)快(kuai)些(xie)為(wei)好(hao)
，隻(zhi)需(xu)要(yao)得(de)到(dao)一(yi)個(ge)大(da)致(zhi)的(de)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)。為(wei)了(le)較(jiao)快(kuai)完(wan)成(cheng)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)，這(zhe)裏(li)的(de)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)采(cai)用(yong)兩(liang)小(xiao)時(shi)率(lv)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)放(fang)電(dian)。通(tong)過(guo)對(dui)各(ge)種(zhong)電(dian)池(chi)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)的(de)橫(heng)向(xiang)比(bi)較(jiao)，容(rong)量(liang)的(de)差(cha)異(yi)還(hai)是(shi)顯(xian)而(er)易(yi)見(jian)的(de)
，以(yi)此(ci)作(zuo)為(wei)衡(heng)量(liang)電(dian)池(chi)優(you)劣(lie)的(de)標(biao)準(zhun)，就(jiu)已(yi)經(jing)足(zu)夠(gou)了(le)。這(zhe)裏(li)以(yi)1000mAH、1.2V規格鎳氫電池測試為例
，放電電流500mA就需要采用2Ω的放電電阻，電池終止放電電壓應控製在1V以上。放電終止電壓通過可調電阻R1來(lai)調(tiao)節(jie)設(she)定(ding)。普(pu)通(tong)可(ke)調(tiao)電(dian)阻(zu)精(jing)度(du)較(jiao)差(cha)，且(qie)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)漂(piao)移(yi)
，會(hui)導(dao)致(zhi)設(she)定(ding)好(hao)的(de)終(zhong)止(zhi)電(dian)壓(ya)隨(sui)時(shi)間(jian)推(tui)移(yi)以(yi)及(ji)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)變(bian)化(hua)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)波(bo)動(dong)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)放(fang)電(dian)終(zhong)止(zhi)電(dian)壓(ya)的(de)精(jing)準(zhun)且(qie)易(yi)於(yu)設(she)定(ding)
，R1可以使用3296係列精密可調電位器。3296多圈可調精密電位器的可調範圍一般在50T
，所以每圈的調節範圍為2%，每轉動一度
，阻值變化大約0.005%，所以很容易調節獲得一個精確、穩定的阻值。

終止電壓的設定必須在實際放電過程中進行，負載電阻R2阻值變動，已經設定的終止電壓也會隨之改變，需要重新設置。具體的調試方法就不再詳述了

，參考一下相關資料。
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這個放電電路不需要單獨的工作電源，而且與電池種類沒有相關性
，完全可以適應鎘鎳、鎳氫、鋰電池、鉛qian酸suan電dian池chi各ge種zhong類lei型xing蓄xu電dian池chi的de保bao護hu性xing放fang電dian，隻zhi是shi需xu要yao根gen據ju電dian池chi類lei型xing以yi及ji容rong量liang大da小xiao重zhong新xin設she置zhi電dian路lu的de終zhong止zhi電dian壓ya及ji放fang電dian電dian流liu。如ru果guo電dian池chi容rong量liang相xiang對dui較jiao高gao
，那na麼me三san極ji管guanVT1、VT2的耗散功率也要相應加大一些，同時不要忘了加大負載電阻R2的功率。

圖2是放電電路的印刷電路圖
，元件數量少，很容易製作。

各種電池兩小時率電流放電能夠維持的放電時間一般都是在1.5小時以下的。這裏單片機計時係統使用秒計時，4位LED數碼管顯示。最大計時時間9999秒，大約2.7小時。

圖1單隻LED數碼管內部都是由8隻發光管組合而成
，分別作為8的7段字型部分，以及一位小數點。這裏使用的是共陽極數碼管，內部8隻發光管的陽極是並連共同引出的，作為使能控製。

在實際電路中，L1就是第一隻數碼管的共陽極端。單片機的輸出
、輸入接口數量都很有限，所以4位LED數碼管驅動都是使用動態顯示的方式。4隻獨立數碼管LED的內部a
、b、c、d
、e、f、g、dp這8段發光管相對應的陰極都是並連的。統一由單片機P0口8位輸出進行驅動。數碼管要顯示出數碼還必須在共陽極端同時施加正電壓才行。所以要讓4位中某一數碼管進行顯示

，隻要在P0口kou輸shu出chu字zi型xing碼ma的de同tong時shi
，給gei這zhe位wei數shu碼ma管guan共gong陽yang極ji端duan加jia上shang正zheng電dian壓ya就jiu行xing了le，當dang然ran與yu此ci同tong時shi其qi他ta三san位wei數shu碼ma管guan的de共gong陽yang極ji端duan要yao保bao持chi低di電dian壓ya，才cai不bu致zhi顯xian示shi出chu現xian混hun亂luan。數shu碼ma管guan共gong陽yang極ji端duan驅qu動dong電dian流liu較jiao大da，所suo以yi采cai用yong了le三san極ji管guan進jin行xing控kong製zhi。以yi第di一yi隻zhi數shu碼ma管guan為wei例li，在zaiP0端口輸出字型碼的同時
，P37輸出低電平，三極管T4導通，則共陽極端L1就得到高電平了，數字就會顯示在第一隻數碼管上了。

程序設計是以單片機P37口作為計時控製端子
，P37口輸入低電平
，計時程序啟動，4隻數碼管顯示時間。放電電路中按下啟動按鍵，放電過程觸發


，VT1導通，電池端電壓降落到放電電阻R2兩端，A端對地為高電平，通過電阻R4迫使三極管VT3導通，P37口電平就被拉低了
，單片機計時程序啟動。電池電壓降到終止電壓以後，放電電路自動關閉，A端電壓消失
，VT3恢複截止狀態，計時程序停止，數碼管維持顯示當前持續時間。

如要進入下次測試，首先按動單片機複位鍵
，當前計時清零，等待下一次測試開始。

程序設計比較簡單。它的大致流程如下：初始化，P3端口置位，設立常量a為時間計數器
，依次對a的十進製數值各位進行提取
，順序輸送到P0端口，P2端口中的P24
、P25
、P26、P27各位是依次作為四位數碼管的使能控製端，通過P2端口的配合，就可以完成對各位數碼管的驅動，時間的動態顯示。程序進行中要不斷地檢測P3端口數值以決定計時狀態：如果電池處於放電過程之中，三極管VT3導通，將迫使P37端口電壓降到零

，P3端口值就是127，單片機程序檢測到這一結果
，時間常量a將自動加1，指示期間放電時間已經延續1秒種了。這1秒鍾的時間精確計算是比較麻煩的。計時程序是一個循環結構，每一周期耗用時間都是一致的。所以在使用keil軟件調試過程中


，通過對時間計數寄存器sec的觀察計算
，可以得出一次循環大致需要的時間。以此為據再通過適當改變延時子程序循環次數將常量a計時周期控製在1秒以下，剩餘微小的時間差就可以通過插補空指令來校正了。計時精度隻要控製在千分之一以下就可以了。在51單片機使用11.0592MHz晶體振蕩器的情況下


，指令周期大約1.085weimiao，suoyijiangjishijingdukongzhizaiqianfenzhiyiyixiawentibuda。wuchazongshihuiyoude
，zhinengtongguojingquejisuanlaikongzhile，yekeyitongguogenghuangenggaopinlvdejingtizhendangqitigaodanpianjishizhongpinlvdefangfalaijinyibutigaojishidejingdu。ruguofangdianguochengzhong
，yiwaiyuanyinhuozherenweizhongzhifangdianguocheng，P37端口變為高電平，程序循環依舊會進行下去，隻是時間常量a停止自動加一，時間顯示維持不變。

編譯後
，寫入單片機內部，做好放電電路部分與51單片機的連接，便可投入使用。

電池接入後
，按動輕觸按鍵“啟動”
，jiuhuijinruyicirongliangceshiguocheng，qijiandianchiquchujieru，doubuhuiyingxiangdaodanpianjijishi。dianchifangdianwanbi，danpianjishumaguanxianshisuoding
，geichuzongfangdianchixushijian，danweiweimiao。keyizixingrengongjisuanfangdianxiaoshishu。dangranyeshikeyizixingduichengxujinxinggaijin，zhijieyixiaoshifenzhongxingshijinxingxianshi。zhiyaodanpianjibuduandian，shumaguanjiangchixuxianshidangqianfangdianshichang。ruguoyaojinruxiaciceliangguocheng，zhixuyaoandongdanpianjifuweijian


，shumaguanqingling，danpianjichengxuzhuanruqidian
，nijiukeyijinruxinyiciderongliangceshiguochengle。

充chong電dian電dian池chi如ru果guo較jiao長chang時shi間jian閑xian置zhi，它ta的de實shi際ji容rong量liang將jiang受shou到dao影ying響xiang，重zhong新xin啟qi用yong第di一yi次ci能neng夠gou釋shi放fang的de容rong量liang遠yuan遠yuan達da不bu到dao標biao注zhu容rong量liang

，放fang電dian電dian壓ya也ye很hen不bu平ping穩wen。至zhi少shao要yao經jing過guo三san次ci以yi上shang的de充chong電dian放fang電dian循xun環huan，電dian池chi完wan全quan激ji活huo，容rong量liang才cai能neng恢hui複fu到dao應ying有you的de水shui平ping。充chong分fen考kao慮lv這zhe種zhong因yin素su的de影ying響xiang
，所suo以yi容rong量liang測ce試shi一yi般ban采cai取qu多duo次ci平ping均jun的de方fang式shi，或huo者zhe循xun環huan充chong放fang電dian三san次ci以yi後hou放fang電dian持chi續xu時shi間jian為wei準zhun，以yi此ci衡heng量liang電dian池chi容rong量liang才cai算suan是shi恰qia當dang。
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#include “reg51.h”

char

code disp[]={40

，235，50，162，225，164，36
，234
，32，160};

//字形碼

void delay(unsigned int dt)

{ unsigned int j=0;

for(;dt>0;dt--)

{ for(j=0;j<125;j++)

{;}

}

}

void main()

{ int a
，b，c，led1，led2，led3，led4;

P3=255;

a=0;

for(;;)

{b=a;

led1=b%10;

P2=239;

P0=disp[led1];

delay(6);

P2=255;

b=b/10;

led2=b%10;

P2=223;

P0=disp[led2];

delay(6);

P2=255;

b=b/10;

led3=b%10;

P2=191;

P0=disp[led3];

delay(6);

P2=255;

b=b/10;

led4=b%10;

P2=127;

P0=disp[led4];

delay(6);

P2=255;

for(c=44;c>0;c--)

{

P2=239;

P0=disp[led1];

delay(5);

P2=255;

P2=223;

P0=disp[led2];

delay(5);

P2=255;

P2=191;

P0=disp[led3];

delay(5);

P2=255;

P2=127;

P0=disp[led4];

delay(5);

P2=255;

}

if(P3==127)

delay(3);

if(P3==127)

a=a+1;

else a=a;

}

}