單片機在燃料電池監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

編程要點：

ａ． 單片機與微機串行通訊時必須同步，否則微機接收到的將是錯誤的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用方式３，定時器初值設(shè)為Ｅ６Ｈ。

ｂ． 系統(tǒng)外部干擾比較大時，Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換時可多采集幾組數(shù)據(jù)，去除極端數(shù)據(jù)后，將剩下的數(shù)據(jù)做算術(shù)或幾何平均運算。

ｃ． 每采集完一路電壓值后，應(yīng)令指針指向下一路，使程序可以循環(huán)往復(fù)運行。

微機部分

ＬａｂＶｉｅｗ開發(fā)平臺功能強大，電壓值采集到微機中后，先被恢復(fù)為原始值，然后以隊列排列方式每小時存儲一次電壓值，并保留一個月的數(shù)據(jù)以便觀測燃料電池的性能變化。當(dāng)有單體電池不能正常工作時，軟件控制工控機關(guān)閉氫氣供氣閥門，人工進行檢修。

（２）硬件設(shè)計

系統(tǒng)的硬件設(shè)計原理圖如圖２所示：

ａ． 由于系統(tǒng)的工作環(huán)境具有較大的干擾（交直流電路同在一個控制柜中），若采用扁平４０芯總線電纜，雖然接線時簡單方便，但由于系統(tǒng)中的高頻信號較多，電纜中的電容效應(yīng)不可忽視。所以結(jié)合實際，單體電壓的傳輸線采用多芯屏蔽電纜。

ｂ． 單片機ＭＰＵ選用８９Ｃ５１，它本身帶有４Ｋ的ＲＡＭ，不用另外擴展，配６ＭＨｚ晶振，以保證Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器ＡＤＣ０８０９可以正常運行。

ｃ．多路集成模擬開關(guān)陣列ＡＤ７５０６，具有多選一的傳輸功能，雙片ＡＤ７５０６配合使用即可在某一時刻采集到一片單體電池的電壓差。燃料電池單體電壓比較小，而系統(tǒng)不僅要監(jiān)控每一片單體電池電壓，還要知道它從０Ｖ升高至正常工作電壓的時間。為了使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，就需要將電壓值放大。實現(xiàn)這一環(huán)節(jié)，本系統(tǒng)采用了集成４運放ＬＭ３２４，以負反饋的形式將采集到的電壓差３倍放大。

ｄ． 串行通信采用ＭＡＸ２３２Ｃ，它具有傳輸距離遠，抗干擾性強等優(yōu)點，而且外圍電路簡單，只需５個鉭電容即可。

ｅ． 監(jiān)控板外接±１５Ｖ電源，＋５Ｖ 電源由７８０５獲得。因為雙七段碼顯示需要較大電流，所以７８０５應(yīng)外接散熱器。

ｆ． 由于系統(tǒng)的外界干擾較大，為了防止ＭＰＵ由于干擾進入死機狀態(tài)，本系統(tǒng)不僅在每片芯片的電源部分加入了抗干擾電容，還在程序中添加了抗干擾部分，使系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性。

４ 結(jié)束語

利用監(jiān)控板與微機相配合的這套監(jiān)控系統(tǒng)，反應(yīng)迅速、抗干擾能力強、性能穩(wěn)定，取得了很好的實驗效果。工作人員在操作室中足不出戶即可實時準(zhǔn)確的掌握燃料電池的情況。

參考文獻
[１]李華主編，ＭＣＳ－５１系列單片及應(yīng)用接口技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，１９９３．８
[２]林維明主編，燃料電池系統(tǒng)，化學(xué)工業(yè)出版社，１９９６．６