程序代码
• • • • • • • • • • • • • • • • • LED_0 EQU 30H LED_1 EQU 31H LED_2 EQU 32H ADC EQU 35H CLOCK BIT P2.4 ST BIT P2.5 EOC BIT P2.6 OE BIT P2.7 ORG 00H SJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 START: MOV LED_0, #00H MOV P2, #0FFH MOV LED_1, #00H MOV LED_2, #00H MOV DPTR, #TABL
锂电池电压测量
它从本质来说是一个电压表，
• 传统电压表
直流数字式电压表
数字万能表
锂电池是我们生活常见物品。比喻手机
电池，笔记本电池等等。指电化学体系中含有锂（包括金属锂、锂合金和锂离子 、锂聚合物）的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。 锂金属电池通常是不可充电的，且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属 态的锂，并且是可以充电的。最早得以应用于心脏起搏器中。锂电池的自放 电率极低，放电电压平缓。使得起植入人体的搏器能够长期运作而不用重新 充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化 锰电池，就广泛用于计算器，数位相机、手表中。 为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究。从而制造出前 所未有的产品。比如，锂二氧化硫电池和锂亚硫酰氯电池就非常有特点。它 们的正极活性物质同时也是电解液的溶剂。这种结构只有在非水溶液的电化 学体系才会出现。所以，锂电池的研究，也促进了非水体系电化学理论的发 展。除了使用各种非水溶剂外，人们还进行了聚合物薄膜电池的研究。 1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的行动电话、笔记本 、计算器等携带型电子设备重量和体积大大减小。使用时间大大延长。由于 锂离子电池中不含有重金属镉，与镍镉电池相比，大大减少了对环境的污染 。
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990前出现角型（口香糖型）电池，电池1990前后镍氢电池商业化生产。 1991年Sony.可充电锂离子电池商业化生产 1992年Karl Kordesch, Josef Gsellmann and Klaus Tomantschger 取得碱性充 电电池专利 1992年Battery Technologies, Inc.生产碱性充电电池 1995年中国镍氢电池商业化生产初具规模 1999年可充电锂聚合物电池商业化生产2000年中国锂离子电池商业化生 产 2000年后燃料电池，太阳能电池成为全世界瞩目的新能源发展问题的焦 点
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标准电压值/V 0.00 0.00 0.50 0.51 1.00 1.00 1.50 1.51 2.00 2.00 2.50 2.50 3.00 3.00 3.50 3.50 4.00 4.00 4.99 5.00
简易电压表测量值/V 0.00 0.01 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01
显示器与单片机接口间的设计
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总体电路设计 经过以上的设计过程，可设计出基于单片机的简易数字直流电压表硬件电路 原理图如图所示。
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程序设计总方案 根据模块的划分原则，将该程序划分初始化模块，A/D转换子程序和显示子 程序，这三个程序模块构成了整个系统软件的主程序，如图所示
主程序框图
A/D转换子程序用来控制对输入的模块电压 信号的采集测量，并将对应的数值存入相应的内存 单元，其转换流程图如图所示。
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逐次逼近型A/D转换器原理 逐次逼近型A/D转换器是由一个比较器、A/D转换器、存储器及控制电 路组成。它利用内部的寄存器从高位到低位一次开始逐位试探比较。 转换过程如下： 开始时，寄存器各位清零，转换时，先将最高位置1，把数据送入A/D 转换器转换，转换结果与输入的模拟量比较，如果转换的模拟量比输入的模 拟量小，则1保留，如果转换的模拟量比输入的模拟量大，则1不保留，然后 从第二位依次重复上述过程直至最低位，最后寄存器中的内容就是输入模拟 量对应的二进制数字量[5]。其原理框图如图2所示：
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锂电池负极材料大体分为以下几种： 第一种是碳负极材料： 目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工 石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。 第二种是锡基负极材料： 锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各 种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。 第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料，目前也没有商业化产品。 第四种是合金类负极材料： 包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金 和其它合金 ，目前也没有商业化产品。 第五种是纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。 第六种纳米材料是纳米氧化物材料：目前合肥翔正化学科技有限公司根 据2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向，诸多公司已经开始使用纳 米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面， 极大的提高锂电池的冲放电量和充放电次
2.当IN0输入电压值为1.50V时，显示结 果如图15所示。测量误差为0.01V。
当IN0口输入电压值为3.50V时，显示结果如 图16。测量误差为0.01V。
5.2.2 误差分析
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பைடு நூலகம்
通过以上仿真测量结果可得到简易数字电压表与“标准”数字电压表 对比测试表，如下表4所示： 表4 简易数字电压表与“标准”数字电压表对比测试表
显示子程序
• 显示子程序采用动态扫描实现四位数码管的数值显示，在采用动态扫 描显示方式时，要使得LED显示的比较均匀，又有足够的亮度，需要设置适当 的扫描频率，当扫描频率在70HZ左右时，能够产生比较好的显示效果，一般 可以采用间隔10ms对LED进行动态扫描一次，每一位LED的显示时间为1ms[10] 。 在本设计中，为了简化硬件设计，主要采用软件定时的方式，即用 定时器0溢出中断功能实现11μs定时，通过软件延时程序来实现5ms的延时。
电池起源
• • • • • • • • • • 1887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池。干电池的电解液为糊状，不会 溢漏，便于携带，因此获得了广泛应用。 1890年Thomas Edison 发明可充电的铁镍电池 1896年在美国批量生产干电池 1896年发明D型电池。 1899年Waldmar Jungner 发明镍镉电池. 1910年可充电的铁镍电池商业化生产 1911年中国建厂生产干电池和铅酸蓄电池（上海交通部电池厂） 1914年Thomas Edison 发明碱性电池。 1934年Schlecht and Akermann 发明镍镉电池烧结极板。
绝对误差/V
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当输入电压为5.00V时，ADC0808输出数据值为255（FFH），因此单片 机最高的数值分辨率为0.0196V(5/255)。这就决定了电压表的最高分辨率只能 到0.0196V，从上表可看到，测试电压一般以0.01V的幅度变化。 从上表可以看出，简易数字电压表测得的值基本上比标准电压值偏大00.01V，这可以通过校正ADC0808的基准电压来解决。因为该电压表设计时直 接用5V的供电电源作为电压，所以电压可能有偏差。当要测量大于5V的电压 时，可在输入口使用分压电阻，而程序中只要将计算程序的除数进行调整就 可以了
仿真
• 软件调试的主要任务是排查错误，错误主要包括逻辑和功能错误，这些错误 有些是显性的，而有些是隐形的，可以通过仿真开发系统发现逐步改正。 Proteus软件可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真， 用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对 设计进行交互仿真。Proteus支持的微处理芯片包括8051系列、AVR系列、PIC 系列、HC11系列及Z80等等。Proteus可以完成单片机系统原理图电路绘制、 PCB设计，更为显著点的特点是可以与u Visions3 IDE工具软件结合进行编程仿 真调试[8]。本系统的调试主要以软件为主，其中，系统电路图的绘制和仿真 我采用的是Proteus软件，而程序方面，采用的是汇编语言，用Keil软件将程序 写入单片机
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单节锂电池的电压为3.7V（磷酸亚铁锂正极的为3.2V），电池容量也不可能无 限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求 。
锂电池的优点
• • • • • • • • • • 能量比较高。具有高储存能量密度，目前已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍 ； 2．使用寿命长，使用寿命可达到6年以上，磷酸亚铁锂为正极的电池1C（ 100%DOD）充放电，有可以使用10,000次的记录； 3．额定电压高（单体工作电压为3.7V或3.2V），约等于3只镍镉或镍氢充电电池的 串联电压，便于组成电池电源组； 4．具备高功率承受力，其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C 充放电的能力，便于高强度的启动加速； 5．自放电率很低，这是该电池最突出的优越性之一，目前一般可做到1%/月以下 ，不到镍氢电池的1/20； 6．重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5； 7．高低温适应性强，可以在-20℃--60℃的环境下使用，经过工艺上的处理，可以 在-45℃环境下使用； 8．绿色环保，不论生产、使用和报废，都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有 毒有害重金属元素和物质。 9．生产基本不消耗水，对缺水的我国来说，十分有利。 比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是 能量的单位，W是瓦、h是小时；kg是千克(重量单位)，L是升(体积单位)。[3]
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947年Neumann 开发出密封镍镉电池. 1949年Lew Urry (Energizer) 开发出小型碱性电池 1954年Gerald Pearson, Calvin Fuller and Daryl Chapin 开发出太阳能电池。 1956年Energizer.制造第一个9伏电池 1956年中国建设第一个镍镉电池工厂（风云器材厂（755厂）） 1960前后Union Carbide.商业化生产碱性电池，中国开始研究碱性电池（ 西安庆华厂等三家合作研发） 1970前后出现免维护铅酸电池。。 1970前后一次锂电池实用化。 1976年Philips Research的科学家发明镍氢电池. 1980前后开发出稳定的用于镍氢电池的合金。 1983年中国开始研究镍氢电池（南开大学） 1987年中国改进镍镉电池工艺，采用发泡镍，电池容量提升40% 1987前中国商业化生产一次锂电池 1989年中国镍氢电池研究列入国家计划