基于AVR的铅酸蓄电池管理系统设计

文章摘要：1. 引言 在工业过程或实验室里，经常需要对多种信号进行同时采集及监测，以便实现性能分析、过程控制、系统恢复等目的。目前，常用的数据采集装置，多采用单片机实现，软件多采用单任务顺序机制，这使得系统不仅处理能力有限，而且存在稳定性差的问题。以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统由于具有体积小、性能好、功耗低、可靠性高以及面向行业应用的突出特征，成为继 I T网络技术之后，又一个新的技术发展方向 [1]。本文以嵌入式 S3C2410为核心芯片，设计和实现了一种高速、高精度且具有一定处理能力的数据采集处理系统，并将其应用于工业过程水位和温度的实时监测。2. 系统总体设计 本设计采用以 ARM9为核心的 S

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1. 引言
在工业过程或实验室里，经常需要对多种信号进行同时采集及监测，以便实现性能分析、过程控制、系统恢复等目的。目前，常用的数据采集装置，多采用单片机实现，软件多采用单任务顺序机制，这使得系统不仅处理能力有限，而且存在稳定性差的问题。以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统由于具有体积小、性能好、功耗低、可靠性高以及面向行业应用的突出特征，成为继 I T网络技术之后，又一个新的技术发展方向 [1]。
本文以嵌入式 S3C2410为核心芯片，设计和实现了一种高速、高精度且具有一定处理能力的数据采集处理系统，并将其应用于工业过程水位和温度的实时监测。
2. 系统总体设计
本设计采用以 ARM9为核心的 S3C2410作为数据采集与处理的核心，主要包括以下四个模块：信号采集、数据存储、数据显示、数据传输。模拟信号通过放大电路再输入到 S3C2410处理器片内 A/D转换器，经过处理结果以动态波形的形式显示在 LCD上，并用触摸屏控制显示方式。同时通过串口发送给 PC，在 PC上用 VC++编写的程序对数据进行显示、存储等后续处理。系统结构如图 1所示。

3. 硬件电路设计
 
温度和水位的测量用的是变送器。以温度变送器为例，本系统选用的是北京赛亿凌科技有限公司的 STY系列一体化温度变送器，它的测量范围是 0～150℃，它的输出是一个与被测温度成线性关系的 4～20mA的恒流信号。
为了满足测量要求，在温度变送器的两个输出端之间接一个电阻，使其输出的电流信号转换成电压信号，考虑到 S3C2410内部 A/D转换器的输入范围是 0～3.3v，因此选用 165 Ω的电阻。电路连接图如图 2所示。

由图 2可知，温度变送器产生的 4～20mA电流信号，经电路转化变成了 0.66～3.3V的电压信号，此电压信号传递给 S3C2410内部的 A/D转换器。采样温度值可以这样计算，设采样得到的电压值为UT，单位为 V，对应温度为 T，单位为℃，则 T的值可由式（ 1）求得：

www.88dzw.com5. 应用任务设计
系统流程图如图 4所示。
 

 
 

(1) 初始化uC/OS－II系统环境
图 4的左半部分所完成的功能是启动操作系统，并创建 Main_Task和 tch_Task两个任务。右半部分是 Main_Task()和 tch_Task()的主要内容，这是本设计的重点部分。模拟信号的采集,显示是在 Main_Task()中完成的，而对显示方式的控制是由tch_Task()来完成的。
(2) 编程实现 A/D转换
模拟数据的采集是在 Main_Task( )中通过调用函数 void init_ADdevice()和 intGetADresult(int channel)实现的。模拟信号经 A/D转换后的一个 10位数字量，通过式（1）
（2）中将其转换成实际的数据。式中的 3.3表示模拟量的上限值，1023是经（2 10－1）计算得来的，经计算后的数据就是实际的模拟量值。数据经滤波后分别存放在两个变量中，用于下面的绘图部分程序。

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