基于MSP430单片机的电池监测仪设计与实现

西藏民族大学电子设计实践实验中心　李　鹏



基于MSP430单片机的电池监测仪设计与实现

西藏民族大学电子设计实践实验中心李鹏

【摘要】电池检测是现代社会一直关注的重点问题，虽说电源系统的自动化处理技术十分强大，但还是会出现一些漏洞，当系统停电时，电池就起到了很大的作用。本文基于MSP430单片机原理下，对电池的设计流程和运作情况实施实时监控，在节省人力物力和提高效率的基础上建立自动化的电池监测仪。电池远程监测仪的使用原理是在电池内部输入一个可以传输的交流电信号，主要观察电池在使用过程中的电压和电流转换情况，测量电池在高频度使用次数下温度的变化。这种电池监测仪方法提高了电池的使用效率和时限，并且减少了生态污染，避免造成经济损失。利用MSP430的功能，将其与电池的监测工作相结合，提高了工作效率的同时也增强了获取的数据的可靠性。

【关键词】监测仪；MSP430；电池检测；系统设计

1　设计前言

MSP430单片机是一种混合方式下的信号处理器，它在一个芯片上集成不同的电路，这些电路主要包括功能各有差异的模拟电器和微处理器，还有数字电路模块等等，再根据实际生活中使用需求的不同，来利用单片机制定解决问题的措施。这种监测仪技术在监测电池之前自身就需要利用电池来供电，并装在便于观察的仪器表盘中。在MSP430单片机的技术原理之下，设计电池监测仪的工作就相对而言较为简便。电池作为现代生活中必不可缺的资源，广泛运用于农业、工业和生产交通等领域。电池使用的正确与否主要取决于对电池数值的准确测量和分析，运用监测仪对电池的自动化系统做出规划，分析它在使用过程中的安全性和可靠性，为之后将电池运用到实际产品中不出现差错做好铺垫。在设计电池监测仪之前，要利用MSP430单片机实现电池电量检测、电压和温度检测的功能，保障了这些基本功能，才能有效提高电池监测仪的工作效率。电池监测仪主要分析电池的电压、电流和温度等方面，根据这方面的数据做出系统调整，找到适合电池监测仪检测的范围。电池作为第二种生活中使用的电源，在监测工作上要做到完善，为电源系统停电做好准备工作。不仅如此，现在社会对电池的需求量也在不断地增加，电池要比电源更加方便，易于携带，没有固定性。由于需求增加，它的质量问题也就受到大众的广泛关注，安全是电池生产制造的首要前提，因此建立基于MSP430单片机的电池监测仪来监督电池的生产性能这项工作势在必行。

2　系统硬件设计

2.1电池电压性能监测设计

电池电压的采集在自动化系统中占有很重要的地位。电池监测仪通过信号传输器将数值传到MSP430单片机，实现混合系统处理。电池电压的检测值较低，比一般电器的数值要低，尽管电压不高，但是电池电压的小幅变动都会对整个系统带来很大的波动。电池在连接电路时会偶尔性的发生放电事故，这种情况会改变电池通路的电压大小，影响监测系统的运行。为了测量出电池内部的电压，需要运用两个定值电阻和一个电位器来对电池进行压力分散，再通过滤波程序用MSP430单片机转换电压值，最后进行分析计算。根据计算得到的监测仪监测下的电池电压标准值，分析电压在不同情况下对电池的影响程度，从而调整整个系统的数据，找到合适的电压值进行监测，以此提升系统的自动化处理水平。

2.2电池电流性能监测设计

相对于其它几种监测设计而言，电池的电流检测方法要复杂许多，因此监测工作需要的成本也比较高。面对市场上多种多样的电流传感器和不同测量电池电流的方式，如何去选择经济且价值比高的途径是现阶段主要关注的问题。在基于MSP430单片机的电池监测仪设计中，选择的电流检测方式更符合现代工程设计的需求，节约资源同时也可以将功能效益发挥到最大化。

2.3电池温度性能监测设计

由于电池的构成材料主要是化学物质，因此它在使用过程中会产生化学反应，释放大量的热量，同时电流的传导也会带来热量的产生，这些就会引起电池的温度不断地升高。温度大幅度的提高会给电池带来很大的破坏，会较少电池的使用寿命，加剧电池的老化，即在设计电池监测仪时首先就要找出温度变化有问题的电池进行处理。随着科技的不断进步，市场上生产的大量电池对高温的抵抗力还是很强的，不会对生活造成危害。对电池温度的监测主要是解决低温和高温环境下电池会出现的问题。普通电池所处的环境对温度的要求一般是在-20°C～60°C，低于-20° C或者高于60°C都会影响电池监测的研究数据。

3　系统软件设计

3.1主程序设计

电池监测仪的系统硬件设计完成后，就要开始着手它的系统软件设计。一个系统不可或缺的就是占主导地位的主程序。设计一个主程序对电池监测仪来说是有很大好处的，主程序能够从各方面实现机器之间的转换，能够远程操纵，从整体范围去监测电池的实时使用状况。主程序具有扩展性、连接性和准确性。首先，通过主程序系统可以利用一个程序去带动其它多个程序的运作，减少了成本提高了效率；其次，主程序能够实现工作人员和机器之间的合作，通过机器传送的数据，工作人员对其进行分析计算得出未来的发展状况；最后，主程序系统是机器操作，它所产生的误差要比人工的小，精确度较高。

设计主程序软件系统，要做到程序的结构简单，易于掌握，并且能够顺利的研究出硬件系统下电池的电流、电压和温度问题。主程序的各个功能模块之间区域要划分明确，位操作者进行维护管理时带来便利。主程序软件系统的设计要符合计算机系统的要求，明确各程序目标功能的使用，各项数据之间的流动要实时记录，防止出现差错。利用主程序系统软件，加强电池监测仪的监督检测工作，两者有效结合，对电池系统的发展使用做出精准的分析，以备电源系统遭到破坏时能够安全的运用电池系统进行维护。

3.2数据库程序设计

电池监测仪在检测过程中所获取的相关数据需要一个平台去承载，这就要求在设计监测仪的同时要建立一个数据库。数据库在建立过程中最重要的核心就是它的传输存取速度，决定了整个监测系统的完整化趋势。这个简便的平台把电池监测仪检测到的数据传输到自己的内存中，并根据MSP430单片机的混合处理功能将这些数据做好基本的分析整理，数据真实可靠。再将这些可供查询的数据利用数据库公开到互联网上，能够让用户和工作者及时查阅到需要的资源。上传至网上的数据具有安全性，不会出现电源断电数据丢失的情况。综上所述，基于MSP430单片机的电池监测仪的设计离不开数据库程序的建立。

4　结论

上述论文中阐述了基于MSP430单片机下设计电池监测仪的过程，实现了监测仪的智能自动化监测，对电池使用过程中需要的各项数据和资料进行检测，并根据自身的功能对相关技术原理进行分析整理。运用监测仪检测电池，同时结合MSP430单片机有限的延长了电池的使用寿命，提高可工作效率，避免了资源浪费。电池对整个电源系统的支撑力度大大加强，安全性和可靠性正在不断上升，自动化技术水平也处于提高的趋势。通过对电池监测仪的升华，减少了电池在使用过程中带来的放射性破坏和大量环境生态污染。它的抗干扰性能也在不断地完善，数值的精确度逐渐提升，对整个电源系统的自动化处理技术提供了关键性的帮助。抗干扰性能在电池的使用过程中也有很高的要求，电池要能抵抗住其它因素的干扰，实现独立化自动化处理。因此，要对电池的发展加强管理就应该建立相关的监测制度，基于MSP430单片机的电池监测仪就是一个很有效的监测手段。

参考文献

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李鹏（1982—），男，陕西西安人，长安大学硕士研究生，西藏民族大学实验师，研究方向：电路与系统。

作者简介：