单片机在燃料电池监控系统中的应用

编程要点：

ａ．单片机与微机串行通讯时必须同步，否则微机接收到的将是错误的数据。本系统采用方式３，定时器初值设为Ｅ６Ｈ。

ｂ． 系统外部干扰比较大时，Ａ／Ｄ转换时可多采集几组数据，去除极端数据后，将剩下的数据做算术或几何平均运算。

ｃ． 每采集完一路电压值后，应令指针指向下一路，使程序可以循环往复运行。

微机部分

ＬａｂＶｉｅｗ开发平台功能强大，电压值采集到微机中后，先被恢复为原始值，然后以队列排列方式每小时存储一次电压值，并保留一个月的数据以便观测燃料电池的性能变化。当有单体电池不能正常工作时，软件控制工控机关闭氢气供气阀门，人工进行检修。

（２）硬件设计

系统的硬件设计原理图如图２所示：

ａ． 由于系统的工作环境具有较大的干扰（交直流电路同在一个控制柜中），若采用扁平４０芯总线电缆，虽然接线时简单方便，但由于系统中的高频信号较多，电缆中的电容效应不可忽视。所以结合实际，单体电压的传输线采用多芯屏蔽电缆。

ｂ．单片机ＭＰＵ选用８９Ｃ５１，它本身带有４Ｋ的ＲＡＭ，不用另外扩展，配６ＭＨｚ晶振，以保证Ａ／Ｄ转换器ＡＤＣ０８０９可以正常运行。

ｃ．多路集成模拟开关阵列ＡＤ７５０６，具有多选一的传输功能，双片ＡＤ７５０６配合使用即可在某一时刻采集到一片单体电池的电压差。燃料电池单体电压比较小，而系统不仅要监控每一片单体电池电压，还要知道它从０Ｖ升高至正常工作电压的时间。为了使数据更加准确，就需要将电压值放大。实现这一环节，本系统采用了集成４运放ＬＭ３２４，以负反馈的形式将采集到的电压差３倍放大。

ｄ． 串行通信采用ＭＡＸ２３２Ｃ，它具有传输距离远，抗干扰性强等优点，而且外围电路简单，只需５个钽电容即可。

ｅ． 监控板外接±１５Ｖ电源，＋５Ｖ 电源由７８０５获得。因为双七段码显示需要较大电流，所以７８０５应外接散热器。

ｆ． 由于系统的外界干扰较大，为了防止ＭＰＵ由于干扰进入死机状态，本系统不仅在每片芯片的电源部分加入了抗干扰电容，还在程序中添加了抗干扰部分，使系统具有较高的稳定性。

４ 结束语

利用监控板与微机相配合的这套监控系统，反应迅速、抗干扰能力强、性能稳定，取得了很好的实验效果。工作人员在操作室中足不出户即可实时准确的掌握燃料电池的情况。

参考文献
[１]李华主编，ＭＣＳ－５１系列单片及应用接口技术，北京航空航天大学出版社，１９９３．８
[２]林维明主编，燃料电池系统，化学工业出版社，１９９６．６