1、ATmega16 L单片机模块
从低功耗、低成本设计角度出发，单片机模块采用高性能、低功耗的ATmega16 L单片机作为检测与控制核心。 ATmega16 L 是基于增强的AVRR ISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，内部带有16 k 字节的系统内可编程Flash， 512 字节EEPROM， 1 k字节SRAM， 32个通用I/O口线， 32个通用工作寄存器（用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程） ， 3个具有比较模式的灵活定时器/计数器（ T/C） （片内/外中断），可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口， 8路10位具有可选差分输入级可编程增益（ TQFP封装）的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SP I串行端口，以及6个可以通过软件进行选择的省电模式。 由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 L的数据吞吐率高达1M IPS/MHz，从而可以缓减系统功耗和处理速度之间的矛盾。
单片机的输入输出设计如图2所示。 由电源部分降压、稳压得到的3. 3 V电压通过端口10为单片机提供工作电压；端口12和13为反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端和反向振荡放大器的输出端，为单片机提供工作晶振；端口30是端口A与A /D转换器的电源，使用ADC时通过一个低通滤波器与端口10的VCC连接；端口37，38的ADC3，ADC2是经过转换后待检测的电压、电流值；端口39、40的ADC1、ADC0是经过温度传感器转换后的温控电压值。
图2 单片机的外围电路设计
2、稳压电源模块
稳压电源是单片机系统的重要组成部分，它不仅为系统提供多路电源电压，还直接影响到系统的技术指标和抗干扰性能。 ATmega16 L单片机的工作电压为2. 7~5. 5 V，为保证单片机稳定的工作电压为3. 3 V。稳压部分是由MC34063构成的DC /DC变换控制电路，从电池组分出的25 V电压经过电路降压、稳压，输出3. 3 V，供保护电路工作，其电路如图3所示。
图3 稳压电源模块电路
3、充电均衡模块
采用模拟电路方案。 即在每节电池的外部搭建过压保护电路，充电过程中当电压超过预定值时，保护电路自动闭合，使电池通过电阻回路放电，以保护电池不会过度充电。 当电池电压减小到均衡充电动作电压4. 18 V时，保护电路自动断开。
4、电压电流测量模块
待测的电压通过集成运算放大器LM358，将输出送至单片机进行检测。 LM358内部包括2个独立、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用和双电源工作模式，由于其低功耗电流，也适合于电池。 用霍尔传感器UGN - 3501 M 检测直流电流。 UGN -3501M是集成型霍尔传感器，采用差动霍尔电压输出，检测灵敏度为1. 4 V /0. 1T。
