基于MSP430單片機的電池監測儀設計與實現

西藏民族大學電子設計實踐實驗中心　李　鵬

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基于MSP430單片機的電池監測儀設計與實現

西藏民族大學電子設計實踐實驗中心李鵬

【摘要】電池檢測是現代社會一直關注的重點問題，雖說電源系統的自動化處理技術十分強大，但還是會出現一些漏洞，當系統停電時，電池就起到了很大的作用。本文基于MSP430單片機原理下，對電池的設計流程和運作情況實施實時監控，在節省人力物力和提高效率的基礎上建立自動化的電池監測儀。電池遠程監測儀的使用原理是在電池內部輸入一個可以傳輸的交流電信號，主要觀察電池在使用過程中的電壓和電流轉換情況，測量電池在高頻度使用次數下溫度的變化。這種電池監測儀方法提高了電池的使用效率和時限，并且減少了生態污染，避免造成經濟損失。利用MSP430的功能，將其與電池的監測工作相結合，提高了工作效率的同時也增強了獲取的數據的可靠性。

【關鍵詞】監測儀；MSP430；電池檢測；系統設計

1　設計前言

MSP430單片機是一種混合方式下的信號處理器，它在一個芯片上集成不同的電路，這些電路主要包括功能各有差異的模擬電器和微處理器，還有數字電路模塊等等，再根據實際生活中使用需求的不同，來利用單片機制定解決問題的措施。這種監測儀技術在監測電池之前自身就需要利用電池來供電，并裝在便于觀察的儀器表盤中。在MSP430單片機的技術原理之下，設計電池監測儀的工作就相對而言較為簡便。電池作為現代生活中必不可缺的資源，廣泛運用于農業、工業和生產交通等領域。電池使用的正確與否主要取決于對電池數值的準確測量和分析，運用監測儀對電池的自動化系統做出規劃，分析它在使用過程中的安全性和可靠性，為之后將電池運用到實際產品中不出現差錯做好鋪墊。在設計電池監測儀之前，要利用MSP430單片機實現電池電量檢測、電壓和溫度檢測的功能，保障了這些基本功能，才能有效提高電池監測儀的工作效率。電池監測儀主要分析電池的電壓、電流和溫度等方面，根據這方面的數據做出系統調整，找到適合電池監測儀檢測的范圍。電池作為第二種生活中使用的電源，在監測工作上要做到完善，為電源系統停電做好準備工作。不僅如此，現在社會對電池的需求量也在不斷地增加，電池要比電源更加方便，易于攜帶，沒有固定性。由于需求增加，它的質量問題也就受到大眾的廣泛關注，安全是電池生產制造的首要前提，因此建立基于MSP430單片機的電池監測儀來監督電池的生產性能這項工作勢在必行。

2　系統硬件設計

2.1電池電壓性能監測設計

電池電壓的采集在自動化系統中占有很重要的地位。電池監測儀通過信號傳輸器將數值傳到MSP430單片機，實現混合系統處理。電池電壓的檢測值較低，比一般電器的數值要低，盡管電壓不高，但是電池電壓的小幅變動都會對整個系統帶來很大的波動。電池在連接電路時會偶爾性的發生放電事故，這種情況會改變電池通路的電壓大小，影響監測系統的運行。為了測量出電池內部的電壓，需要運用兩個定值電阻和一個電位器來對電池進行壓力分散，再通過濾波程序用MSP430單片機轉換電壓值，最后進行分析計算。根據計算得到的監測儀監測下的電池電壓標準值，分析電壓在不同情況下對電池的影響程度，從而調整整個系統的數據，找到合適的電壓值進行監測，以此提升系統的自動化處理水平。

2.2電池電流性能監測設計

相對于其它幾種監測設計而言，電池的電流檢測方法要復雜許多，因此監測工作需要的成本也比較高。面對市場上多種多樣的電流傳感器和不同測量電池電流的方式，如何去選擇經濟且價值比高的途徑是現階段主要關注的問題。在基于MSP430單片機的電池監測儀設計中，選擇的電流檢測方式更符合現代工程設計的需求，節約資源同時也可以將功能效益發揮到最大化。

2.3電池溫度性能監測設計

由于電池的構成材料主要是化學物質，因此它在使用過程中會產生化學反應，釋放大量的熱量，同時電流的傳導也會帶來熱量的產生，這些就會引起電池的溫度不斷地升高。溫度大幅度的提高會給電池帶來很大的破壞，會較少電池的使用壽命，加劇電池的老化，即在設計電池監測儀時首先就要找出溫度變化有問題的電池進行處理。隨著科技的不斷進步，市場上生產的大量電池對高溫的抵抗力還是很強的，不會對生活造成危害。對電池溫度的監測主要是解決低溫和高溫環境下電池會出現的問題。普通電池所處的環境對溫度的要求一般是在-20°C～60°C，低于-20° C或者高于60°C都會影響電池監測的研究數據。

3　系統軟件設計

3.1主程序設計

電池監測儀的系統硬件設計完成后，就要開始著手它的系統軟件設計。一個系統不可或缺的就是占主導地位的主程序。設計一個主程序對電池監測儀來說是有很大好處的，主程序能夠從各方面實現機器之間的轉換，能夠遠程操縱，從整體范圍去監測電池的實時使用狀況。主程序具有擴展性、連接性和準確性。首先，通過主程序系統可以利用一個程序去帶動其它多個程序的運作，減少了成本提高了效率；其次，主程序能夠實現工作人員和機器之間的合作，通過機器傳送的數據，工作人員對其進行分析計算得出未來的發展狀況；最后，主程序系統是機器操作，它所產生的誤差要比人工的小，精確度較高。

設計主程序軟件系統，要做到程序的結構簡單，易于掌握，并且能夠順利的研究出硬件系統下電池的電流、電壓和溫度問題。主程序的各個功能模塊之間區域要劃分明確，位操作者進行維護管理時帶來便利。主程序軟件系統的設計要符合計算機系統的要求，明確各程序目標功能的使用，各項數據之間的流動要實時記錄，防止出現差錯。利用主程序系統軟件，加強電池監測儀的監督檢測工作，兩者有效結合，對電池系統的發展使用做出精準的分析，以備電源系統遭到破壞時能夠安全的運用電池系統進行維護。

3.2數據庫程序設計

電池監測儀在檢測過程中所獲取的相關數據需要一個平臺去承載，這就要求在設計監測儀的同時要建立一個數據庫。數據庫在建立過程中最重要的核心就是它的傳輸存取速度，決定了整個監測系統的完整化趨勢。這個簡便的平臺把電池監測儀檢測到的數據傳輸到自己的內存中，并根據MSP430單片機的混合處理功能將這些數據做好基本的分析整理，數據真實可靠。再將這些可供查詢的數據利用數據庫公開到互聯網上，能夠讓用戶和工作者及時查閱到需要的資源。上傳至網上的數據具有安全性，不會出現電源斷電數據丟失的情況。綜上所述，基于MSP430單片機的電池監測儀的設計離不開數據庫程序的建立。

4　結論

上述論文中闡述了基于MSP430單片機下設計電池監測儀的過程，實現了監測儀的智能自動化監測，對電池使用過程中需要的各項數據和資料進行檢測，并根據自身的功能對相關技術原理進行分析整理。運用監測儀檢測電池，同時結合MSP430單片機有限的延長了電池的使用壽命，提高可工作效率，避免了資源浪費。電池對整個電源系統的支撐力度大大加強，安全性和可靠性正在不斷上升，自動化技術水平也處于提高的趨勢。通過對電池監測儀的升華，減少了電池在使用過程中帶來的放射性破壞和大量環境生態污染。它的抗干擾性能也在不斷地完善，數值的精確度逐漸提升，對整個電源系統的自動化處理技術提供了關鍵性的幫助。抗干擾性能在電池的使用過程中也有很高的要求，電池要能抵抗住其它因素的干擾，實現獨立化自動化處理。因此，要對電池的發展加強管理就應該建立相關的監測制度，基于MSP430單片機的電池監測儀就是一個很有效的監測手段。

參考文獻

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李鵬（1982—），男，陜西西安人，長安大學碩士研究生，西藏民族大學實驗師，研究方向：電路與系統。

作者簡介：