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(xing)ROM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
，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)。