充電電池容量測試儀實(shí)現(xiàn)方案

　　圖1單只LED數(shù)碼管內(nèi)部都是由8只發(fā)光管組合而成，分別作為8的7段字型部分，以及一位小數(shù)點(diǎn)。這里使用的是共陽極數(shù)碼管，內(nèi)部8只發(fā)光管的陽極是并連共同引出的，作為使能控制。

　　在實(shí)際電路中，L1就是第一只數(shù)碼管的共陽極端。單片機(jī)的輸出、輸入接口數(shù)量都很有限，所以4位LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)都是使用動(dòng)態(tài)顯示的方式。4只獨(dú)立數(shù)碼管LED的內(nèi)部a、b、c、d、e、f、g、dp這8段發(fā)光管相對應(yīng)的陰極都是并連的。統(tǒng)一由單片機(jī)P0口8位輸出進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。數(shù)碼管要顯示出數(shù)碼還必須在共陽極端同時(shí)施加正電壓才行。所以要讓4位中某一數(shù)碼管進(jìn)行顯示，只要在P0口輸出字型碼的同時(shí)，給這位數(shù)碼管共陽極端加上正電壓就行了，當(dāng)然與此同時(shí)其他三位數(shù)碼管的共陽極端要保持低電壓，才不致顯示出現(xiàn)混亂。數(shù)碼管共陽極端驅(qū)動(dòng)電流較大，所以采用了三極管進(jìn)行控制。以第一只數(shù)碼管為例，在P0端口輸出字型碼的同時(shí)，P37輸出低電平，三極管T4導(dǎo)通，則共陽極端L1就得到高電平了，數(shù)字就會(huì)顯示在第一只數(shù)碼管上了。

　　程序設(shè)計(jì)是以單片機(jī)P37口作為計(jì)時(shí)控制端子，P37口輸入低電平，計(jì)時(shí)程序啟動(dòng)，4只數(shù)碼管顯示時(shí)間。放電電路中按下啟動(dòng)按鍵，放電過程觸發(fā)，VT1導(dǎo)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(dǎo)通，P37口電平就被拉低了，單片機(jī)計(jì)時(shí)程序啟動(dòng)。電池電壓降到終止電壓以后，放電電路自動(dòng)關(guān)閉，A端電壓消失，VT3恢復(fù)截止?fàn)顟B(tài)，計(jì)時(shí)程序停止，數(shù)碼管維持顯示當(dāng)前持續(xù)時(shí)間。

　　如要進(jìn)入下次測試，首先按動(dòng)單片機(jī)復(fù)位鍵，當(dāng)前計(jì)時(shí)清零，等待下一次測試開始。

　　程序設(shè)計(jì)比較簡單。它的大致流程如下：初始化，P3端口置位，設(shè)立常量a為時(shí)間計(jì)數(shù)器，依次對a的十進(jìn)制數(shù)值各位進(jìn)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(shù)碼管的使能控制端，通過P2端口的配合，就可以完成對各位數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，時(shí)間的動(dòng)態(tài)顯示。程序進(jìn)行中要不斷地檢測P3端口數(shù)值以決定計(jì)時(shí)狀態(tài)：如果電池處于放電過程之中，三極管VT3導(dǎo)通，將迫使P37端口電壓降到零，P3端口值就是127，單片機(jī)程序檢測到這一結(jié)果，時(shí)間常量a將自動(dòng)加1，指示期間放電時(shí)間已經(jīng)延續(xù)1秒種了。這1秒鐘的時(shí)間精確計(jì)算是比較麻煩的。計(jì)時(shí)程序是一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)，每一周期耗用時(shí)間都是一致的。所以在使用keil軟件調(diào)試過程中，通過對時(shí)間計(jì)數(shù)寄存器sec的觀察計(jì)算，可以得出一次循環(huán)大致需要的時(shí)間。以此為據(jù)再通過適當(dāng)改變延時(shí)子程序循環(huán)次數(shù)將常量a計(jì)時(shí)周期控制在1秒以下，剩余微小的時(shí)間差就可以通過插補(bǔ)空指令來校正了。計(jì)時(shí)精度只要控制在千分之一以下就可以了。在51單片機(jī)使用11.0592MHz晶體振蕩器的情況下，指令周期大約1.085微秒，所以將計(jì)時(shí)精度控制在千分之一以下問題不大。誤差總是會(huì)有的，只能通過精確計(jì)算來控制了，也可以通過更換更高頻率的晶體振蕩器提高單片機(jī)時(shí)鐘頻率的方法來進(jìn)一步提高計(jì)時(shí)的精度。如果放電過程中，意外原因或者人為終止放電過程，P37端口變?yōu)楦唠娖?，程序循環(huán)依舊會(huì)進(jìn)行下去，只是時(shí)間常量a停止自動(dòng)加一，時(shí)間顯示維持不變。

　　編譯后，寫入單片機(jī)內(nèi)部，做好放電電路部分與51單片機(jī)的連接，便可投入使用。

　　電池接入后，按動(dòng)輕觸按鍵“啟動(dòng)”，就會(huì)進(jìn)入一次容量測試過程，期間電池取出接入，都不會(huì)影響到單片機(jī)計(jì)時(shí)。電池放電完畢，單片機(jī)數(shù)碼管顯示鎖定，給出總放電持續(xù)時(shí)間，單位為秒?？梢宰孕腥斯び?jì)算放電小時(shí)數(shù)。當(dāng)然也是可以自行對程序進(jìn)行改進(jìn)，直接以小時(shí)分鐘形式進(jìn)行顯示。只要單片機(jī)不斷電，數(shù)碼管將持續(xù)顯示當(dāng)前放電時(shí)長。如果要進(jìn)入下次測量過程，只需要按動(dòng)單片機(jī)復(fù)位鍵，數(shù)碼管清零，單片機(jī)程序轉(zhuǎn)入起點(diǎn)，你就可以進(jìn)入新一次的容量測試過程了。