stc89c51单片机电动汽车电池温度监测系统设计
摘 要本文结合了大学所学的专业知识，设计了一款以DS18B20温度传感器以及STC89C51单片机作为核心元件的电动汽车电池温度检测系统，能够实现监控电动汽车蓄电池温度的智能系统，共对蓄电池组的八个点进行温度监控，当任何一个部位的温度出现异常时，系统立即发出报警提示信号，实现了毕业设计预期所设定的各个指标，完成了大学学习生涯里的最后一门作业。本系统的主要特点是采用了模拟电路与数字电路相互配合的控制模式，通过模拟电路的高速特性以及数字电路的准确特性，将检测过程快速性以及输出结果高精度性等优点表现地淋漓尽致，另外本系统在成本、功耗以及使用稳定度上皆有很高的表现，不但如此，电路中的芯片全部采用了直插引脚封装，当出现损坏等情况时，能够快速地实现维修和更换等操作。经过了多次的实验验证以及电路改进，本系统表现出了很高的准确性和实用特点，适合推向未来的电动汽车电池温度检测控制市场，能够大幅度降低目前电动汽车电池温度检测系统的生产成本并且降低性价比大幅度提高。
目录
一、 引言 1
（一） 电动汽车电池温度监测系统发展背景介绍 1
（二） 国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制芯片的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三） DS18B20温度传感器介绍 5
（四） LCD1602型液晶简介 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 电动汽车电池温度监测系统的原理框图设计 8
（二） 最小系统设计 8
（三） DS18B20温度传感器电路设计 9
（四） 液晶电路设计 10
（五） 报警电路设计 10
四、 软件系统设计 12
（一） 电动汽车电池温度监测系统的软件工作流程设计 12
（二） DS18B20温度传感器工作流程设计 13
（三） 液晶显示流程设计 13
（四） 报警电路工作流程设计 14
总 结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
br /> 附录二 程序 20
引言
电动汽车电池温度监测系统发展背景介绍
所谓的“电动汽车电池温度监测系统”是指温度检测系统内部被植入了一定程度的控制系统，它已经不再是传统意义上的电池温度检测系统了，设计人员将程序代码嵌入到其内部的智能控制芯片中，通过控制芯片对传感器、驱动器的操作，从而实现系统的自动运行，实现电动汽车电池温度监测系统对内部的温度识别和检测检测、显示、报警或者其他无线通信等功能，这在很大程度上颠覆了人们对于温度检测系统的想象，它的出现是人类社会进入智能时代或者芯时代的一个典型特征，本文将对这种电动汽车电池温度监测系统控制系统的发展背景、国内外发展现状以及本文设计内容做详细介绍。电动汽车电池温度监测系统的出现得益于半导体技术的飞速发展与成熟，在半导体技术成熟之前，无论是模拟电子技术还是数字电子技术，都只能停留在理论阶段，很多中设想都得不到实现，因此电子技术长时间停留在举足不前的状态。随着二十世纪中期人类对硅锗等半导体特性特性的发现，科学家迅速意识到该发现将在很快的时间内将人类社会带入一个崭新的时代，果然如科学家所料，许许多多的半导体器件很快出现在人类社会的各个角落，将这种半导体器件应用在许多已存的电子线路中，科学家发现有了半导体器件的加入，电子线路已经不仅仅是普通的电子线路了，它具有了许许多多不可思议的特性，如对电压、电流的放大、衰减、单向导通等，这些特性的实现使得许多电子线路出现了很多“智能特性”。本文介绍的这种电动汽车电池温度监测系统也得益于半导体器件的出现，通常这种智能系统中的核心部件是一种被称为单片机、DSP、ARM或者FPGA等控制器的芯片，这写芯片在外型上通常有数十个甚至上百个引脚，芯片内部电路通过对这些引脚的高低电平变换，从而实现负责的控制功能，电动汽车电池温度监测系统就是通过这个特性实现的——主控芯片通过输入输出不同的高低电平或者连续变化的电压，来改变芯片外部模块的状态，如集成温度传感器、铂电阻传感器、红外探头、显示器、报警器以及无线数据收发模块等，通过这些模块的有序配合，从而实现了我们所说的智能系统。电动汽车电池温度监测系统的出现在一定程度上推进了人类社会前进的脚步，它在一定程度上突破了人们对温度控制系统的想象，通过实现无线数据收发、控制等新型功能或者极快的温度调节速度来打破传统的温度检测系统，因此设计出性能更高、功能更强的电动汽车电池温度监测系统控制系统是非常必要的。
国内外发展现状
目前国内外对于电动汽车电池温度监测系统的研究可谓是处于一种如火如奈的状态，许许多多国内外的研究所、企业机构以及高校实验室都有对于电动汽车电池温度监测系统的研究小组，这不仅仅体现了人们对于智能概念的向往和“痴迷”，更体现了电动汽车电池温度监测系统带给人类社会的便利和“财富”。前不久美国加州大学的一个实验小组向世界宣布了他们的最新研究成果——能够实现精度达到0.001摄氏度精度的温度检测系统，如此高的检测精度已经突破了现有的温度检测系统所能实现的性能指标，将其应用在航空航天领域，能够大大促进人类的科学发展脚步；在国内，东部沿海高校也推出了类似的电动汽车电池温度监测系统控制系统，但是距离千分之一的检测精度指标还有一小段距离。
本文主要研究内容
本次的毕业设计将在传统电动汽车电池温度检测系统的发展基础上，设计出一款能够实现电动汽车电池温度检测功能的智能电动汽车电池温度检测控制系统，并选用目前市场上使用最为广泛的51单片机作为控制系统的主控器件，在文章结构上，第一章主要对电动汽车电池温度检测系统的发展背景和当前的发展背景做了主要阐述；第二章对智能控制系统的整体结构进行了设计，并且确立了结构中各模块所要使用到的元器件；第三章将对各模块的电气原理图进行了设计，并且对设计原理以及设计思路进行了详细的描述；第四章对系统的软件程序进行了设计，通过了Visio绘图软件绘制了流程图进行了软件的工作流程描述；第五章主要在硬件电路的设计基础上，使用了Proteus 7.8仿真软件对电动汽车电池温度检测控制系统进行了仿真优化，并将仿真结果通过图片方式进行了展现。
1、温度测量范围为0~125度，精度为0.5度；
2、8个温度采集模块能够同时监测蓄电池的不同部位；
3、具有显示功能，将系统参数回馈给用户；
4、具有异常报警功能。
方案选择及元器件介绍
控制芯片的选取
本章主要进行系统控制芯片的选取和各器件的相关介绍，首先我从大学期间接触过的几款单片机中选取了两款进行了细致的比较和考核，最终决定从这两款单片机中选择其中一个作为本次毕业设计的主控单片机，第一款单片机是我大三学习过程中接触到的一款高性能单片机STM32，其内核架构采用了M3系列的ARM，该单片机由意法半导体公司推出，是一款典型的32位微处理器，其中我对F103Z系列有过一段短暂的学习和使用经历；第二款单片机是美国宏晶公司推出的STC89C51单片机，对于这款芯片我已经有了近三年的学习经验。
如果采用STM32单片机作为本文的主控单片机，那么将带来三大方面的优势，首先最主要的是STM32单片机内部采用了高稳定度的PLL（锁相环）技术，这使得它能够在外部施加较低振荡频率的晶振时，就能够以80M以上的主频进行稳定工作，其中PLL能够使得外部晶振输出的频率进行倍频，并且倍数能够灵活的通过软件进行控制，如此高的主频配合了其32位数据处理宽度的特性，使得STM32在做一些中高速的数字信号处理时能够表现出非常高的灵活度和精确度，该单片机在一定程度上代表了当前单片机世界的最高水平；第二大优势是其内部丰富的资源模块，就以我熟悉的F103Z型号单片机来说，其内部具有数十路高速AD采样通道，同时内部集成了一个内置的温度采集模块，另外高性能多用途的UART、CAN以及SPI等常用接口也被集成在同一片内，如果将STM32应用于本系统，能够大大地降低系统的外形体积以及相关模块的消耗，并且对于电路的构建也能够带来相当大的便利；第三大优势要说到它的学习资料丰富性，由于STM32单片机目前代表着单片机的先进水平，因此国内外学习者众多，因此无论是图书馆还是网络上，都能够找到其各方面的开发资料，非常有利于本毕业设计的成功完成，下图为STM32单片机的外形图。
目录
一、 引言 1
（一） 电动汽车电池温度监测系统发展背景介绍 1
（二） 国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制芯片的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三） DS18B20温度传感器介绍 5
（四） LCD1602型液晶简介 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 电动汽车电池温度监测系统的原理框图设计 8
（二） 最小系统设计 8
（三） DS18B20温度传感器电路设计 9
（四） 液晶电路设计 10
（五） 报警电路设计 10
四、 软件系统设计 12
（一） 电动汽车电池温度监测系统的软件工作流程设计 12
（二） DS18B20温度传感器工作流程设计 13
（三） 液晶显示流程设计 13
（四） 报警电路工作流程设计 14
总 结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
br /> 附录二 程序 20
引言
电动汽车电池温度监测系统发展背景介绍
所谓的“电动汽车电池温度监测系统”是指温度检测系统内部被植入了一定程度的控制系统，它已经不再是传统意义上的电池温度检测系统了，设计人员将程序代码嵌入到其内部的智能控制芯片中，通过控制芯片对传感器、驱动器的操作，从而实现系统的自动运行，实现电动汽车电池温度监测系统对内部的温度识别和检测检测、显示、报警或者其他无线通信等功能，这在很大程度上颠覆了人们对于温度检测系统的想象，它的出现是人类社会进入智能时代或者芯时代的一个典型特征，本文将对这种电动汽车电池温度监测系统控制系统的发展背景、国内外发展现状以及本文设计内容做详细介绍。电动汽车电池温度监测系统的出现得益于半导体技术的飞速发展与成熟，在半导体技术成熟之前，无论是模拟电子技术还是数字电子技术，都只能停留在理论阶段，很多中设想都得不到实现，因此电子技术长时间停留在举足不前的状态。随着二十世纪中期人类对硅锗等半导体特性特性的发现，科学家迅速意识到该发现将在很快的时间内将人类社会带入一个崭新的时代，果然如科学家所料，许许多多的半导体器件很快出现在人类社会的各个角落，将这种半导体器件应用在许多已存的电子线路中，科学家发现有了半导体器件的加入，电子线路已经不仅仅是普通的电子线路了，它具有了许许多多不可思议的特性，如对电压、电流的放大、衰减、单向导通等，这些特性的实现使得许多电子线路出现了很多“智能特性”。本文介绍的这种电动汽车电池温度监测系统也得益于半导体器件的出现，通常这种智能系统中的核心部件是一种被称为单片机、DSP、ARM或者FPGA等控制器的芯片，这写芯片在外型上通常有数十个甚至上百个引脚，芯片内部电路通过对这些引脚的高低电平变换，从而实现负责的控制功能，电动汽车电池温度监测系统就是通过这个特性实现的——主控芯片通过输入输出不同的高低电平或者连续变化的电压，来改变芯片外部模块的状态，如集成温度传感器、铂电阻传感器、红外探头、显示器、报警器以及无线数据收发模块等，通过这些模块的有序配合，从而实现了我们所说的智能系统。电动汽车电池温度监测系统的出现在一定程度上推进了人类社会前进的脚步，它在一定程度上突破了人们对温度控制系统的想象，通过实现无线数据收发、控制等新型功能或者极快的温度调节速度来打破传统的温度检测系统，因此设计出性能更高、功能更强的电动汽车电池温度监测系统控制系统是非常必要的。
国内外发展现状
目前国内外对于电动汽车电池温度监测系统的研究可谓是处于一种如火如奈的状态，许许多多国内外的研究所、企业机构以及高校实验室都有对于电动汽车电池温度监测系统的研究小组，这不仅仅体现了人们对于智能概念的向往和“痴迷”，更体现了电动汽车电池温度监测系统带给人类社会的便利和“财富”。前不久美国加州大学的一个实验小组向世界宣布了他们的最新研究成果——能够实现精度达到0.001摄氏度精度的温度检测系统，如此高的检测精度已经突破了现有的温度检测系统所能实现的性能指标，将其应用在航空航天领域，能够大大促进人类的科学发展脚步；在国内，东部沿海高校也推出了类似的电动汽车电池温度监测系统控制系统，但是距离千分之一的检测精度指标还有一小段距离。
本文主要研究内容
本次的毕业设计将在传统电动汽车电池温度检测系统的发展基础上，设计出一款能够实现电动汽车电池温度检测功能的智能电动汽车电池温度检测控制系统，并选用目前市场上使用最为广泛的51单片机作为控制系统的主控器件，在文章结构上，第一章主要对电动汽车电池温度检测系统的发展背景和当前的发展背景做了主要阐述；第二章对智能控制系统的整体结构进行了设计，并且确立了结构中各模块所要使用到的元器件；第三章将对各模块的电气原理图进行了设计，并且对设计原理以及设计思路进行了详细的描述；第四章对系统的软件程序进行了设计，通过了Visio绘图软件绘制了流程图进行了软件的工作流程描述；第五章主要在硬件电路的设计基础上，使用了Proteus 7.8仿真软件对电动汽车电池温度检测控制系统进行了仿真优化，并将仿真结果通过图片方式进行了展现。
1、温度测量范围为0~125度，精度为0.5度；
2、8个温度采集模块能够同时监测蓄电池的不同部位；
3、具有显示功能，将系统参数回馈给用户；
4、具有异常报警功能。
方案选择及元器件介绍
控制芯片的选取
本章主要进行系统控制芯片的选取和各器件的相关介绍，首先我从大学期间接触过的几款单片机中选取了两款进行了细致的比较和考核，最终决定从这两款单片机中选择其中一个作为本次毕业设计的主控单片机，第一款单片机是我大三学习过程中接触到的一款高性能单片机STM32，其内核架构采用了M3系列的ARM，该单片机由意法半导体公司推出，是一款典型的32位微处理器，其中我对F103Z系列有过一段短暂的学习和使用经历；第二款单片机是美国宏晶公司推出的STC89C51单片机，对于这款芯片我已经有了近三年的学习经验。
如果采用STM32单片机作为本文的主控单片机，那么将带来三大方面的优势，首先最主要的是STM32单片机内部采用了高稳定度的PLL（锁相环）技术，这使得它能够在外部施加较低振荡频率的晶振时，就能够以80M以上的主频进行稳定工作，其中PLL能够使得外部晶振输出的频率进行倍频，并且倍数能够灵活的通过软件进行控制，如此高的主频配合了其32位数据处理宽度的特性，使得STM32在做一些中高速的数字信号处理时能够表现出非常高的灵活度和精确度，该单片机在一定程度上代表了当前单片机世界的最高水平；第二大优势是其内部丰富的资源模块，就以我熟悉的F103Z型号单片机来说，其内部具有数十路高速AD采样通道，同时内部集成了一个内置的温度采集模块，另外高性能多用途的UART、CAN以及SPI等常用接口也被集成在同一片内，如果将STM32应用于本系统，能够大大地降低系统的外形体积以及相关模块的消耗，并且对于电路的构建也能够带来相当大的便利；第三大优势要说到它的学习资料丰富性，由于STM32单片机目前代表着单片机的先进水平，因此国内外学习者众多，因此无论是图书馆还是网络上，都能够找到其各方面的开发资料，非常有利于本毕业设计的成功完成，下图为STM32单片机的外形图。
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