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电压测量模块

　　当蓄电池是由4节12V电池串接而成时，其在线端电压远高于ADC的允许输入电压，所以对电压的采集电路要进行特别设计：将串连电池组的各节电池端电压经模拟开关分别引入分压电路进行分压处理，再经电压跟随器进行阻抗变换后送入ADC的差分输入端，转换后的电压数字量输出到单片机的PI口。

　　ADC选用National Semiconductor的ADC0838。 该器件是一种输入端可编程、单端8通道/差分4通道、8位串行ADC，其数据输入输出口可以分时共用。

　　模拟开关选用MAXIM的MAX4613。它是一种四路单刀单掷TTL/CMOS兼容的模拟开关，可单端供电(9~40V)也可双端供电(±4.5~±20V)，与电池组的连接 采用“浮地”方式：每个MAX4613控制两节电池的选通，电源和地分别取两节电池串连后的正极和负极。由于MAX4613的S1、S4和S2、S3的控制极性相反，所以不能采用译码电路，而由单片机的四个I

/O口线经光耦隔离后单独驱动，以保证同时只有一路电池电压接入后级的分压电路。另外，其控制端采用CMOS电平(VL接V+)。

　　分压电路采用三个相同的电阻，分压后的电压约为4V左右。由于使用同一个分压网络，避免了由于分压网络的差异引起各路间的误差。同时模拟转换器采用差分输入从而减少了共模干扰和避免了“浮地”引起的电压不兼容的问题。如果对2V电池采样，可以用6个CD4052模拟开关控制各节电池的选通，每个CD4052控制4节电池，由两个I/O口线经光耦隔离后驱动两个地址选择端，另三个I/O口线经74LS138译码后分别控制六个CD4052的使能端(INH)。

温度测量模块

　　温度测量模块采用美国DALLAS公司推出的DS18S20系列单总线数字温度计，只需要一根导线就可将单片机和DS18S20连接起来，如图4所示。每个I/O口线可以同时挂接多个DS18S20。

软件的实现

　　软件设计采用模块化编程，系统软件主要分为主程序、数据采集(电压、温度)处理程序和通讯程序。

　　主程序为系统控制程序, 实现对系统进行初始化(包括系统自检、读取本节点地址、电池组电池电压种类、向上位机发送本节点的地址、接收上位机发送的本节点的基准电压值和温度值)和各模块软件的总体调度。

　　数据采集处理程序包括电压采集和温度采集。由于DS18S20的温度转换时间较长(750ms)，所以每次采集先进行温度转换、电压采集，再进行温度的采集。温度转换和电压采集同步进行。每一轮采集后要将数据进行处理，判断是否超过限定值。若正常则判断是否采集了5次，若不是则再次进行采集。这是因为数据的变换是缓慢的，如果正常就没有必要每次都将数据上报，以减少CAN总线上的数据量；若到了5次或数据超限，则对数据打包上传，进入CAN通信阶段。

　　CAN通信程序负责将采集到的数据发送到CAN控制器，再由CAN控制器负责将数据发送到CAN总线。主要的子程序有：CAN初始化、CAN发送、CAN接收、ADC子程序，DS1820的复位、启动、ROM的搜索、读写等。其中CAN初始化、发送和接收子程序、DS1820的复位、启动、ROM搜索、读写等可参阅后面的参考文献，ADC的转换子程序详见本刊网站。

 

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