答辩PPT超级电容测试系统设计.ppt

超级电容测试系统设计,专 业：电气工程与自动化导 师：张伟民 学生：宋立鹏,1、超级电容作为一种新型电荷储能元件，具有大容量、大电流快速充放电、寿命长和无污染的优异特性。但超级电容单体额定电压很低，有机电解液双电层超级电容器额定电压只有25伏左右，因此在实际应用中一般由多个超级电容通过串联和并联的方式组合构成超级电容储能模块，以满足储能容量和电压等级需要。,一、本设计的目的和意义,2、课题的研究理论意义在于对超级电容的单体电压检测方案的设计，可以对超级电容电压进行实时检测，为后续的电压均衡提供依据。另外对超级电容进行时域建模，有利于更好的理解超级电容各物理参数的特性，从而为更有效的应用超级电容提供依据本。,二 检测系统总体设计,1、本文设计的基于单片机控制的超级电容测试系统，下位机主要由单片机控制电路、采样电路、A/D转换电路、显示电路、串行通信电路等组成。这种方案是利用单片机系统与模数转换芯片、显示模块等的结合构建数字电压表。由于单片机的发展已经成熟，利用单片机系统的软硬件结合，可以组装出许多的应用电路来。,主程序流程图,上位机的设计采用Visual C+6.0进行编写。Visual C+是Microsoft公司推出的一款C+集成开发工具，它具有友好的可视化开发环境和丰富的应用程序向导功能，上位机程序需要完成数据的初始化、发送、接收、处理等多项功能。为了便于测试，设计一可视化界面便于设计人员与下位机进行交互。本设计应用Visual C+的MFC AppWizard进行程序界面的设计。,（3）数据采集模块：由于要检测16路电压，故应采用可以16路多路模拟开关，本模块采用CD4067多路转换器，用以实现16路数据采集。（4）数据显示模块：数据显示模块采用8段LED管，并且用MAX7221来驱动，实现各个电压的及时显示。（5）串行通信模块:由于电脑串口rs232电平是-10v到+10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是TTL电平0 至+5v,max232就是用来进行电平转换的。,三、系统主要模块的程序流程图,主程序流程图A/D转换程序流程图LED显示程序流程图串行通信程序流程图,A/D转换程序流程图,2、检测系统设计各个模块介绍（1）电源模块：电源模块实现由交流220V电压到直流5V的转换，以供系统正常工作，本模块中心原件为LM7805，实现5V的稳压。（2）分压模块：由于系统中的A/D转换模块采用LTC1864，而其参考电压为5V，而超级电容为16个小电容并联而成，其总电压大概为43V左右，故应采用分压模块。,LED显示程序流程图,串行通信子程序流程图,上位机设计,上位机程序流程图,四、系统总电路图,结论,本文首先探讨了超级电容的产生，发展以及特点，对超级电容测试系统进行了研究。基于AT89C51设计的超级电容测试系统基本符合设计要求，采用电阻分压网络与多路模拟开关的设计方案，较全面的考虑了各种实际中的不良因素，在设计中所体现的设计思想，对以后的研究工作也具有一定的参考价值。,(1)完成了硬件电路的设计，其中有16组电压分压测量的设计、采样电路的设计、A/D转换电路的设计、显示电路设计、通信电路设计等计。(2)完成了上位机与下位机程序设计，上位机程序设计主要基于VC语言,设计了一个窗口界面，能够完成数据接收、数据存储等功能，下位机程序设计中详细设计了A/D转换程序、LED显示程序等关键子程序。(3)在系统设计中，充分运用了模块化设计的思想。硬件电路设计中，各部分相互独立，降低了不必要的干扰。软件设计中，对于每个子程序的设计都采用结构化的方法，可读性强，便于以后的修改完善。,总的来说，本系统基本达到了预期的目的，能够实现检测超级电容的目的，但仍有一些不足之处，如电容测试的通道数量较少，只有16组，而实际应用中的超级电容组中单体电容数量均以数千计。在以后的研究工作中，这些方面都有待进一步深入探讨。,谢 谢！,