基于AVR微控制器的电池充电和放电控制器可用于539CH-1镍镉电池。制器以Mega16L为核心，根据高级计算机的控制，控制电池的充电和放电电流值以及放电电阻的插入时间。池; AVR微控制器; TLV5638功率控制简介电池是飞机电源系统的重要组成部分。池性能直接影响飞机的安全性。
此，正确维护电池已成为一项非常重要的任务。539CH-1镍镉电池是法国SAFT生产的碱性电池。包含20个单电池，额定电压为24V，额定容量为53Ah。种类型的电池用于波音737.充电和放电是维护和维护电池的主要任务。于电池是镍镉电池，为了防止记忆效应影响电池容量，电池需要在充电前放电。池放电规范要求测量电池的电压并记录电池电压降至1V时的放电时间，然后在两个电池之间插入放电电阻。池的充电规格要求使用恒流步进充电方法。充电过程中，必须检测电池的端电压和充电电流。最后的充电阶段，必须测量单个电池电压，并且必须相应地处理具有较低电压的电池。设计使用Megal6L AVR微控制器的核心，同时控制两个539CH-1型电池的充电和放电过程。Megal6L通过串行总线从主机接收命令，并通过SPI总线将数据发送到TLV5638。MCU通过CD4053多通道模拟开关将TLV5638的两个D / A输出发送到信号控制电路，完成充电和放电电流的控制。放电期间，Megal6L通过控制8D 74LS573锁存器和ULN2081复合管阵列来控制对放电电阻的访问。件硬件设计系统包括串行通信电路，充放电控制电路，继电器控制电路和其他模块。信电路的微控制器通过串行端口与主计算机通信。Megal6L端口为TTL，主机上的串口为标准RS232C接口。此，当主计算机与微控制器通信时，需要电平转换。
设计使用MAX232执行TTL电平和RS232接口电平之间的转换。
从主计算机接收到负载控制和放电命令后，充放电控制电路的微控制器通过SPI端口将控制信号发送到TLV5638。TLV5638将接收到的数字信号转换为模拟信号，并将其发送到信号调理电路。节模拟控制信号并将其发送到充电或放电电源的PI控制器，以控制充电和放电电流。MCU通过CD4053选择控制信号输出通道，以便控制器可以同时对两个电池进行充电和放电。N / A转换此设计使用双速12位ADT TLV5638双速转换器进行数模转换。设计中，Mega16用作主机，通过SPI端口直接连接到TLV5638的串行接口。
于Mega16的SPI端口是4线串行端口，因此微控制器的SPI端口MIP（M6）在连接时会挂起。串行通信中，当CS引脚的下降沿发生且数据在SCLK的下降沿传输到TLV5638内部寄存器时，通信开始。一个进入的是最高数据位。
16位数据位移位或引脚CS变为高电平时，TLV5638移位寄存器数据存储在相应的锁存器中，锁存器选择由数据中包含的控制字确定。此，当Mega16必须向TLV5638发送数据时，PB7首先从高电平跳变为低电平，然后通过SPI端口执行两次连续写操作，然后将字节数据发送到TLV5638。次写操作完成后，相应锁的内容将在SCLK的第16个上升沿自动更新。应用中，TLV5638工作在慢速正常模式，内部参考电压为2.048V。
新某些TLV5638 DAC数据时，必须确保其他数据保持不变。Mega16的SPI端口以四种不同的数据传输格式工作，传输格式由CPOL位和CPHA控制寄存器位控制。应用中，考虑到使用TLV5638的要求，保留CPHA = 0，CPOL = 1（发送开始时SCK下降沿的采样和结束时SCK上升沿的采样）。号通道选择从Mega16到PD4和PD5的输出通道以及控制信号的外围逻辑。
辑电路包括一块7404和两片CD4053。如，考虑TLV5638的OUTA输出信号。
拟控制信号从TLV5638输出，经过滤波并发送到CD4053的X和Y通道。方面，单片PD4直接连接到CD4053的控制端A，恒温阀芯并且还通过反相器7404连接到CD4053的控制端B.这样，控制信号端子A和B是反相的，因此X和Y通道中只有一个可以随时发出有效的控制信号，从而确保通道的装载和卸载不会发生冲突。CD4053的Z通道未在应用中使用，必须通过控制端子C和激活端子接地。
旦继电器控制电路放电，就必须完全放电电池的剩余容量，最后将单个电池的电压降低到0V。
设计中，继电器用于将并联放电电阻器连接到单个电池的两个极，从而释放电池的剩余容量。电器由8D 74LS573锁存器和达林顿ULN2801网络驱动。PA0-PA7单片机输出控制信号，PD2，3，7和PC6，7输出74LS573所需的五个锁定使能信号。制信号由74LS573锁定，然后继电器由ULN2801驱动，放电电阻与电池的电池并联，完成电池剩余容量的放电。
电器控制电路的框图如图3所示。图仅包含一个74LS573，其他四种控制方法类似。件设计软件使用主从结构。从主计算机接收到指令之后，MCU根据通信协议检索命令字和数据，然后基于命令字终止相应的命令。软件基于模块化设计思想，包括：主程序模块，通信程序模块，D / A转换模块和通道选择模块，继电器组控制模块。程序模块的主程序模块终止MCU的初始化，等待并处理中断。MCU通信程序模块和主机使用RS232串行通信。
MCU接收主机在中断模式下发送的命令，并根据接收到的数据内容将响应消息发送给主机。命令的开始标志和结束标志正确时，MCU将ASCII字符“Y”发送到主机以指示收据成功，然后处理接收的命令，否则ASCH字符“N” “被发送到主机，表明传输失败。
要求主机重新发送命令。机发送给MCU的命令符合以下格式：命令以帧为单位表示，每帧包含7个字节。个图像中包含的命令字指定微控制器的控制模式。帧中的数据字确定充电和放电电流以及中继码作为ASCH码。
主机需要控制充电和放电电流时，MCU使用轮询模式通过SPI端口向TLV5638发送命令和数据，然后通过控制确定模拟控制信号的输出通道CD4053。于Megal6L SPI端口的宽度为8位，因此必须进行两次连续写操作才能完成TLV5638编程。主机接收到命令后，MCU首先将数据写入PA端口，然后在相应锁的激活位中写入“0”，锁定74LS573中的数据并完成继电器控制。论本文档介绍了一种基于Mega16L的电池充放电控制器。制器使用RS232串口接受主机发出的控制命令，然后根据命令完成对电池充电电流，放电电流和放电电阻的访问控制控制。制器部分执行电池充电和放电的数字控制。系统应用于539CH-1镍镉电池的充放电装置，性能良好。
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