基于AVR的铅酸蓄电池管理系统设计
电动摩托车铅酸蓄电池管理系统的设计与实现

电动摩托车铅酸蓄电池管理系统的设计与实现电动摩托车铅酸蓄电池是电动摩托车能源供应的核心组成部分。
合理高效地管理和维护这些蓄电池对电动摩托车的性能和寿命有着重要的影响。
因此,开发一个科学可行的电动摩托车铅酸蓄电池管理系统至关重要。
本文将介绍电动摩托车铅酸蓄电池管理系统的设计与实现。
铅酸蓄电池是一种比较成熟稳定的电池技术,广泛应用于各种电动交通工具,包括电动摩托车。
铅酸蓄电池的管理系统旨在确保蓄电池工作在安全可靠的范围内,并提供最佳的性能和寿命。
以下是电动摩托车铅酸蓄电池管理系统设计与实现的关键要素。
1. 电池状态监测与提示电动摩托车铅酸蓄电池的工作状态需要实时监测,以便提前警示用户。
管理系统应该能够监测电池的电压、电流、温度和剩余容量等参数,并根据这些参数提供准确的状态提示。
例如,当电池电量过低或温度过高时,管理系统应该发出警报,提醒用户进行充电或停止使用,以防止电池过度放电或过热。
2. 充电管理电池的充电过程需要受到有效管理,以确保充电安全和最佳效果。
管理系统应该能够监测充电电流和充电时间,并根据电池的状态和充电特性调整充电参数。
此外,管理系统应该具备过充保护和过放保护功能,以防止电池的充电过程中发生充电不足或充电过度的情况。
3. 储能管理电动摩托车铅酸蓄电池需要储存和释放能量,因此储能管理也是管理系统设计的重要部分。
管理系统应该能够监测电池的电量,并根据电池状态和车辆需求合理控制能量的释放和回收。
例如,在电池电量不足时,管理系统应该能够控制电动摩托车进入省电模式,延长车辆的续航里程。
4. 故障诊断与维护若电动摩托车铅酸蓄电池出现故障,管理系统应该能够对故障进行有效诊断并提供相应的维修建议。
通过对电池的工作状态进行实时监测,系统可以检测电池的故障,如温度异常、电流漏电等,从而提前发现问题并采取相应措施。
5. 数据记录与分析管理系统应该能够记录电池的工作数据,并提供数据分析功能。
通过分析电池的使用情况和性能指标,可以评估电池的寿命和性能衰减情况,为用户提供参考和建议。
基于AVR的电源管理系统的设计

基于AVR的电源管理系统的设计
0 引言
当今,由于在民用及国防等诸多领域中的广泛应用,空中机器人技术已经越来越被人们所重视,并吸引了各国专家学者的注意。
小型旋翼机器人是以模型直升机为载体,装备上传感器单元,控制单元和伺服机构等装置以实现自主飞行。
而为了提高飞机的安全性,需要设计一套设备监测系统,实时的监测飞机的姿态信息,机载设备的状况以及电源的情况等。
该平台所使用的电源是两节锂电池串联组成的电池组,利用锂离子电池的充放电特性,设计了一套以mega16l 为核心的充放电管理系统。
锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉电池、镍氢电池不太一样的是必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化。
因此在系统运行过程中,为了保护锂电池的安全,设计了一套欠压保护电路,以防止电源管理系统因过用而发生电池特性和耐久性特性劣化。
1 电源管理系统总体框架
无人机电源管理系统是飞机实现自主飞行的重要组成部分,其大致框架如图1 所示。
在该系统中,利用AXI 公司生产的2212/ 34 型号发电机将动能转换为220V 交流电,再经过整流稳压后输出11.6V 的直流电压,可由该输出电压为两节锂电池充电。
电源管理系统的控制器是meg a161 单片机,该控制器通过检测两节锂电池的电压大小从而控制继电器开关来对电池进行充放电管理。
图1 电源管理系统框架
控制器采集到电源系统中的信息后,通过无线传输设备将该数据实时传输。
基于AVR的铅酸蓄电池管理系统设计

基于AVR的铅酸蓄电池管理系统设计
胡永华;杨金明
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2010(026)005
【摘要】介绍了铅酸蓄电池的特点且设计出一套完整的基于AVR单片机的铅酸蓄电池数字智能管理系统,包括铅酸蓄电池电压,充放电电流、内阻,剩余容量及电池温度等重要参数的检测,并实现了与PC机通信的软硬件设计.
【总页数】3页(P55-56,46)
【作者】胡永华;杨金明
【作者单位】510640,广州,华南理工大学电力学院广东省绿色能源技术重点实验室;510640,广州,华南理工大学电力学院广东省绿色能源技术重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
【相关文献】
1.基于ICC AVR和Proteus软件平台的AVR单片机设计开发流程 [J], 孙丽晶
2.LIN总线下的阀控式铅酸蓄电池管理系统设计及应用 [J], 洪炎斌;方志斌;胡炳杰
3.基于LCA的铅酸蓄电池行业清洁生产审核——以湖北省某铅酸蓄电池企业为例[J], 桂敏;卢春;李金轩;高林霞;李祝
4.纯电动汽车的铅酸蓄电池管理系统设计 [J], 陈新; 张桂香
5.基于LIN总线的阀控式铅酸蓄电池管理系统设计 [J], 朴昌浩; 刘其峰; 黄智宇; 刘明亮
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(整理)基于单片机的铅酸蓄电池充电装置的设计

毕业设计(论文)题目铅酸蓄电池充电装置的设计学院名称电气工程学院指导教师职称班级学号学生姓名2013年 06 月 03 日南华大学毕业设计(论文)任务书学院:电气工程学院题目:铅酸蓄电池充电装置的设计起止时间:2012年12月20日至2013年06月日学生姓名:专业班级:指导教师:教研室主任:院长:2012年12月20日论文(设计) 内容及要求:一、毕业设计(论文)原始依据牵引式铅酸蓄电池是应用广泛的蓄电池之一,蓄电池放电后的充电问题一直是一有争议的问题,目前很多所配的充电机由于性能技术不完善,常常导致蓄电池提前损坏的现象,比如蓄电池生产厂家标明的蓄电池循环使用次数为750次,其使用年限应该为2~3年左右,但统计表明,目前电池的的平均寿命仅为一年多,这里面除了有蓄电池使用不当的因素外,另一主要原因就是充电机的原因。
针对牵引式铅酸蓄电池的特点,设计一个恒流-恒压-恒流的充电装置,自动完成充电过程,减小对蓄电池的伤害,以延长电池的使用寿命。
二、毕业设计(论文)主要内容利用单片机的软、硬件技术,设计一台具有IUIa特性的牵引式铅酸蓄电池智能充电装置,该装置能够实现对蓄电池的电压进行检测、判别,按IUIa特性曲线进行充电,对充电过程进行自动监控。
学习设计利用计算机控制技术和SCR控制方法,完成对蓄电池的恒流-恒压-恒流的充电过程的自动控制。
设计出系统的总体方案,设计数据采集、放大、转换电路,给出硬件电路和软件流程图。
1、设计单片机接口电路;设计充电控制电路;2、设计蓄电池电压、充电电流、蓄电池温度等参数的测量转换电路;3、设计电压、电流、温度等参数的显示电路;4、设计充电过程的软件流程并调试程序;5、绘制符合标准的设计图纸;编写设计资料、论文。
三、毕业设计(论文)基本要求1、按设计任务、内容的要求完成充电装置的软、硬件设计工作。
2、毕业设计论文字数要求在15000字以上,论文格式规范,应包括目录、摘要、关键词、正文、参考文献等。
铅酸电池储能系统方案设计

铅酸电池储能系统方案设计一、背景分析近年来,能源短缺和环境污染问题日益突出,因此开发和利用清洁可再生能源是当前和未来的重要任务之一、而铅酸电池作为一种成熟的蓄电池技术,具有较高的安全性、稳定性和可靠性,被广泛应用于储能系统中。
二、系统设计目标1.提高能源利用效率:通过铅酸电池的充放电过程,将电能转化为化学能进行储存,以提高能源利用效率。
2.平稳调节电网负荷:储能系统可以平滑调节电网负荷,实现峰谷电量平衡,提高电网的供电质量。
3.应对电力峰值需求:通过储能系统可以暂时储存电能,在电力峰值需求时进行释放,以满足用电需求。
4.提高电力系统的可靠性:通过储能系统的应用,可以提供备用电源,保证电力系统在紧急情况下的可靠运行。
三、系统组成1.铅酸电池组:铅酸电池是储能系统的关键部件,可以根据需求选择合适的电池容量和数量,以满足系统对电能的储存和释放需求。
2.充电控制系统:包括电池组充电管理装置和充电设备,能够实时监测和控制铅酸电池组的充电状态,保证充电效率和充电安全。
3.放电控制系统:包括电池组放电管理装置和放电设备,能够实时监测和控制铅酸电池组的放电状态,保证放电效率和放电安全。
4.逆变器系统:逆变器将储存的直流电能转换为交流电能,供应给用户或电网,具有较高的转换效率和稳定性。
5.控制与监测系统:通过监测和控制系统,实时获取和分析储能系统的运行状态,对系统进行合理调度和管理。
四、系统运行流程1.充电阶段:根据电网供电情况和能源需求情况,通过充电控制系统将电能输入到铅酸电池组中进行储存。
2.放电阶段:根据电网负荷情况,通过放电控制系统将储存的电能释放到电网中,满足用户的用电需求。
3.运行监控:通过控制与监测系统,实时监测储能系统的运行状态,包括电池组的充放电电压、电流和温度等参数,保证系统的安全和稳定运行。
4.系统调度:根据电网的需求和用户的用电需求,通过系统调度和管理,合理分配储能系统的储存和释放能力,以提高能源利用效率和电网供电质量。
基于AVR微控制器的蓄电池充放电控制器设计

T V5 3 L 6 8寄存 器 选 择 位 只有 R0 0 =、 RI 0和 R0 0 = = 、RI I两 种状 态 。 = Me a 6的 S I口可 采用 4种 不 gl P 同 的数 据 传 输 格 式 工 作 ,传 输 格 式 由 S I 制 寄 存器 中的 CP P控 OL位 和 CPHA 位 控 制 。 应 用 中 ,考 虑 到 T V5 3 的使 用 要 求 , CP L 68 令 HA= , 0 CP OL= , I 即传 输开 始 时采 样 S CK下 降沿 ,结 束 时 采 样 S CK上 升 沿 。
UL 0 1 制 放 电 电阻 接入 。系 统 N2 8 控
图2 DA转换与通道选择 /
原 理 框 图如 图 1所 示 。
86 20. 08 7电子设计应用 ww a.mc w.w o. e c n
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Ap l a in So u i n i pi t lt c o o
压 较 低 的 电池做 相 应处 理 。
本 文 针 对 5 9 H一 型 Ni 3C 1 — Cd蓄
电池 的充 放 电规 范 ,提 出一 种 充 放
电控 制器 的设 计 方 案 。
系 统 设 计
本 设 计 采 用 A 单 片 机 VR
图 1 系统原理框图
Me a 6 g 1 L作 为 核 心 ,可 同 时控 制 两
变 。 因 此 , 除初 始 化 过 程 以外 ,
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1 0 4V .2 2. 48 0 V
基于avr单片机的电动汽车蓄电池监测系统的设计

• 198•ELECTRONICS WORLD ・技术交流针对城市共享型电动汽车蓄电池电压、电流、温度、电量等参数采集计算,并实现远程实时监控的问题,设计开发出了一种由AVR 单片机ATmega64为控制核心的蓄电池监测系统,该系统可靠性高,使用方便,成本较低,经过实际工作环境的测试,蓄电池参数测算较为准确,同时可以实现蓄电池电量不足预警、故障报警等功能。
电动汽车是一种应用新能源技术出现的新型交通工具,由于其运行过程中,不以传统化石燃料作为动力来源,有节能环保等诸多优点,因此电动汽车将是未来交通领域的一项重要的应用方式。
随着人们日常出行过程中汽车代步需求日益增大,共享型电动汽车也在许多城市推广使用,而电动汽车蓄电池监测水平是衡量其性能优越的一项重要指标,蓄电池监测系统需要实时监测蓄电池在工作过程中电压、电流、电量、温度等各项参数指标,通过系统显示屏向驾驶人员提供可靠的信息支持,同时通过无线技术,将电动汽车的蓄电池状态及时上传到监测中心,供调度人员实时监控。
1 系统总体结构电动汽车动力蓄电池主要以锂离子电池为主,电量监测系统以模块化设计为主要思路,通过SPI 总线的形式进行内部数据传输,将各单体电池采集模块测量到的参数发送给微控制器进行处理,监测系统主要包括微处理器电路、电压电流采集模块、温度采集模块、预警电路以及无线通信模块等主要几个部分构成,图1为系统总体结构图。
图1 蓄电池监测系统结构图2 微控制器电路蓄电池监测系统控制器部分采用A Tmega64高性能单片机,具有丰富的内部资源:包括53个可编程的I /O 口、7个外部中断、2个16位定时器、2个8位定时器、4 KB 的片内SRAM 和64 KB 系统内可编程Flash 存储器;主要实现对蓄电池电压、电流采集模块的控制,蓄电池电量数据的实时存储与计算处理,蓄电池温度采集及温度数据处理,控制无线通信模块,将蓄电池状态参数发送到调度中心计算机中,进行实时监控。
基于单片机的蓄电池管理系统

过放电会使电池内压升高,正负极活性物质可逆 性受到破坏,即使充电也只能部分恢复,容量也会有 明显衰减
2021/4/9
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蓄电池组的不一致性
本身因素: 同一型号、同一规格的蓄电池构成蓄电池组后,其电压、电荷
量、内阻等参数都存在一定的差异。那么单体串联以后,出现的差异 就更大了,差异的显现最明显就是在电压上了
使用中: 在使用中由于充放电,和电池的循环使用必然导致内部的损耗,造
成电阻过大等差异
2021/4/9
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过充、过放
1.铅酸蓄电池 优点是原材料来源丰富、价格低、使用可靠及铅回收率高达 缺点是比能量和比功率都比较低、循环使用寿命时间也不够长、快速充电 能力较差等。 2.镍氢电池 是在90年代发展起来的一种新型“绿色”电池,能量密度及寿命均是铅酸电 池的2倍以上。其比能量高,比功率低,无镉污染,放电时发热也较少 。 3.锂离子电池 其比能量、比功率、充放电寿命和密封性等性能均很好,但目前仍存在以 下问题:1.电池一致性,安全性和可靠性需深入研究。2.需要大容量电池组 充放电电子线路和充电方法研究。3.电池组寿命、热管理需进一步提高。4. 降低生产成本。 4. 镍镉电池 镍镉电池由于成熟的技术和优良的性能,使它成为当前最“火爆”的蓄电 池之一。 5.燃料电池 燃料电池的正极的活性物质为氧气,负极活性物质为氢或天然气、甲醇等燃 料,它比常规的火力发电转换效率高,是绿色的发电装置。这种蓄电池只要 不断加入燃料和氧气,就会产生电能,其尺寸小、自放电小,能量转换率较 高。电池厂商、汽车厂家正在大力进行开发燃料电池技术、重整技术、燃料 供给、系统技术、降低成http本://w等ww研.do究cin。.com/sundae_meng
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图 3 电流采集模块 3.4 温度采集模块 温度对于铅酸蓄电池的性能影响非常大 。 蓄电池的容量会 随着 温 度降 低 而 降低 , 而 循 环寿 命 会 随之 上 升 , 蓄电 池 接 受电 能
技 术 创 新
的能力也会随之降低 , 特别是当温度低于 0℃ 时 。 因此 , 蓄电池最 好能始终工作在一个理想温度 (25℃ 左 右 ), 这样 可 使 蓄电 池 的 容 量 和 寿 命得 到 最 好的 折 中 。 另外 , 在 实 际应 用 中 发现 , 由 于 热失 控所导致的失效蓄电池数量在整个失效铅酸蓄电池数量中占 为重要 。 的比例极大 。 这样对铅酸蓄电池进行有效的温度管理就显得尤
它处于充电状态时 , 运放输出的是正电压 , 当它处于放电 状态 时 , 运 放输 出 的 是负 电 压 , 而负 电 压 信号 单 片 机是 无 法 采集 的 , 所 以 还要对电路进行一些特殊处理 。 如图 3 所示 , 本文引入了一个参 考 电 压 V 和 电 阻 R48 、R49 使 输 出 电 压 钳 位 在 正 电 压 范 围 内 , 然后由单片机程序处理采样信号以识别充放电电流 。
4 智能化管理设计
4.1 系统软件和管理方案设计 软件设计采用模块化编程 , 系统软件的主流程如图 4 所 示 。
主要分为主程序 、 数据采集处理程序 、 通讯程序 。
主程序为系统控制程序 , 该模块是软件的总体 调度 和 中 心 控 制 模 块,控 制 和 协 调 各 模 块 程 序 有 序 、高 效 地 执 行 ,保 障 整 个
技 术 创 新
的点阵字符图形 。 这些字符有 : 阿拉伯数字 、 英文字母的大小写 、 常 用 的 符 号 、和 日 文 假 名 等,每 一 个 字 符 都 有 一 个 固 定 的 代 码 , 比如大写的英文字母 “ A ” 的 代 码 是 01000001B(41H), 显 示 时 模
2 系统结构和功能
等 , 由 ATmega8 单 片 机 的 内 置 模 数 转 换 器 进 行 A/D 转 换 , 然 后
够及时通知显示 。 能通过 RS-232 通讯接口把数据上传 , 上位机 软件能够记录采样值及铅酸蓄电池运行状态 , 并有简 单 的数 据 分析和画波形图的能力该系统具有以下几个功能特点 :(1) 采用
采样之前需要经过一个比例放大器把电压信号控制在基准电
图 1 系统结构框图
系统 以 ATmega8 单片 机 为 核心 , 数 据 采 集 电 路 不 断 循 环 采
压以下 。 如图 2 所示 ,TL062 由 +5V 、-5V 双电源供电 ,R42 与 R46
构成电阻分压电路避免运放的正相输入端电压 U+幅值大于 5V, R 43 ×U 然后根据反馈量 U − = 计算 R43 、R47 的电阻值 。 R 43 + R 47
本文 的 温度 检 测 采用 了 LM35 温 度传 感 器 ,LM35 是一 款 精 密集成电路温度传感器 , 其输出的电压线性地与摄氏 温 度 成正
比 。 LM35 系列传感器生产制作时就已经过校准过 , 其输出电压 与摄氏温度一一对应 , 使用极为方便 。 其灵敏度为 10.0mV/℃, 精 度在 0.4℃ 至 0.8℃(-55℃ 至 +150℃ 温 度 范 围内 ), 低 输 出 阻 抗 , 线 性输出和内部精密校准使其与读出或控制电路接口简单和方 便 , 可单电源和正负电源工作 。
功能 强 大 的单 片 机 ATmega8 作为 控 制 核心 ;(2) 对 铅 酸蓄 电 池 组
的浮充状态和充 、 放电动态过程实施实时在线监测和故障诊 断 ; (3) 具有良好的 操作 界 面 , 能直 观 的 了解 足 够 的电 池 信 息 ;(4) 有 胡永华 : 硕士研究生
《 P LC 技术应用 200 例 》
您的论文得到两院院士关注
文章编号 :1008-0570(2010)02-2-0055-02
基于 AVR 的铅酸蓄电池管理系统设计
Design of the Management System for Lead Acid Battery Based on AVR Microcontroller
( 华南理工大Βιβλιοθήκη )摘要 : 介 绍 了 铅 酸 蓄 电 池 的 特 点 且 设 计 出 一 套 完 整 的 基 于 AVR 单 片 机 的 铅 酸 蓄 电 池 数 字 智 能 管 理 系 统 , 包 括 铅 酸 蓄 电 池 电 压 , 充 放 电 电 流 , 内 阻 , 剩 余 容 量 及 电 池 温 度 等 重 要 参 数 的 检 测 , 并 实 现 了 与 PC 机 通 信 的 软 硬 件 设 计 。 关键词 : 铅酸蓄电池 ; ATmega8; 串行通信 中图分类号 : TM912 文献标识码 : B
安全可靠等特点 , 在通信 、 电动汽车 、 军事 、 航空航天 等各 个 领 域 都有广泛的应用 。 在传统充电技术中 , 常用的恒压充电 、 恒 压限 流 充 电 、恒 流 充 电 等 模 式 ,都 是 由 人 工 控 制 充 电 过 程 ,大 多 存 在
着严重的过充电现象 。 充电质量的好坏 , 直接影响铅酸蓄电池的 使用寿命 。 而新型铅酸蓄电池智能管理系统的设计 , 就是为了在 线检 测 电池 状 态 , 为用 户 选 择充 电 方 法提 供 数 据依 据 , 提 高充 电 本的智能管理系统是有实际应用价值的 。
Abstract: The characteristics of lead acid battery are introduced. A Digital-controlled intelligent management system, which is based on AVR microcontroller and includes the detection of battery voltage, charge/discharge current, internal resistance, spare capacity, temperature and so on, is designed. The communication with PC is realized. Key words: lead acid battery; ATmega8; serial communication
图 2 电压采集模块
3.3 电流采集模块
为采集铅酸蓄电池的充放电电流数据 , 可 在 电 池负 端 串 联 邮局订阅号 :82-946 360 元 / 年 - 55 -
嵌入式系统应用
一个 电 流采 样 电 阻 R34( 如 图 3) 把 电流 信 号 转换 成 电 压 信 号 , 再 经 过 一 比 例 放 大 电 路 调 整 成 单 片 机 A/D 口 所 能 接 收 的 电 压 信 号 。 由于铅酸蓄电池可能处于充电状态也可能处于放电状态 , 当
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字符格式 图 4 系统主流程图
《 微 计 算 机 信 息 》 ( 嵌 入 式 与 S OC )2010 年 第 26 卷 第 2-2 期 系统顺畅无误工作 。 同时对系统进行初始化 , 包 括系 统 自 检 、 相 关外围设备的初始化 数据 采 集 处 理 程 序 控 制 数 据 实 时 采 集 和 A/D 转 换 , 保 证 电
- 56 - 360 元 / 年 邮局订阅号 :82-946
Æ Ä Á Â Ã Å Ç È É ! " # $ % $ ( ) 0 ! " # & ' & ' ( ) 0 Á C D E F G 1 2 H I P Q Â R S T U " # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 @ Ç È A B
块 把地 址 41H 中 的点 阵 字 符图 形 显 示出 来 , 我 们 就 能 看 到 字 母 并口通信 。
“ A ”。 为节省单片机的引脚资源 ,1602B 的接口电 路 采 用了 四 线
整个 系 统 由 电 压 、 电 流 、 温 度 采 集 模 块 , 键 盘 电 路 ,1602B 液
3.2 电压采集模块
Ä Ã Å Æ # $ % Á Â Ã Ä Å Æ Ç Ç È É ! "Á
胡永华 杨金明
HU Yong-hua YANG J in-ming
嵌入式系统应用
1 引言
RS-232 串行通讯接口 , 可以与上位机或其它监控设备通讯 。
随 着 电 源 技 术 的 发 展 ,铅 酸 蓄 电 池 由 于 其 成 本 低 、容 量 大 、
质量和效率 , 使操作人员只担任辅助性工作 。 因此研究一套低成
晶 显 示 电 路 ,RS-232 串 行 通 信 电 路 以 及 ATmega8 单 片 机 等 组 成 , 其系统结构框图如图 1 所示 。
集 各 个 单体 电 池 电 压 、 电 流 及 环 境 温 度 , 经 差 分 放 大 、 模 拟 开 关 进行 分 析处 理 , 测 量数 据 能 够实 时 显 示 , 个 别 电 池出 现 异 常时 能
本 文 中 设 计 的 系 统 是 一 个 针 对 12V(200~500Ah) 的 铅 酸 蓄
电池智能管理系统 。 考虑到铅酸蓄电池正常电压范围为 10.5V~
14.7V( 低 于 10.5V 即 为 欠 压 , 高 于 14.7V 即 为 过 压 , 欠 压 或 过 压 都 很 可 能 导 致 蓄 电 池 的 损 坏 ), 而 ATmega8 单 片 机 的 片 内 A/D 转 换 基 准 电 压 为 2.56V, 所 以 不 能 对 电 池 电 压 直 接 采 样 , 在 A/D
3 主要硬件电路设计
3.1 液晶显示模块
铅 酸 蓄 电 池 信 息 显 示 电 路 采 用 了 性 价 比 较 高 LCD1602B