【正文】 充電，可使電池容量快速恢復(fù)。此時(shí)充電電流逐漸減小，當(dāng)電流下降至某一閾值時(shí)，轉(zhuǎn)入浮充階段。、 浮充電此階段主要用來補(bǔ)充蓄電池自放電所消耗的能量，只要電池接在充電器上并且充電器接通電源，充電器就會(huì)給電池不斷補(bǔ)充電荷，這樣可使電池總處于充足電狀態(tài)。此時(shí)也標(biāo)志著充電過程已結(jié)束。第二章 總體設(shè)計(jì)方案2． 系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)題目的要求，系統(tǒng)采用開關(guān)電源，通過脈沖電流的方式來實(shí)現(xiàn)充電的目的。由市電送來的220V交流電經(jīng)整流、濾波后，經(jīng)脈沖變壓器降壓送給蓄電池進(jìn)行充電。系統(tǒng)可以分為控制部分和信號檢測部分。 控制部分則包括單片機(jī)模塊、電源通斷控制模塊、開關(guān)管驅(qū)動(dòng)模塊三個(gè)基本部分。信號檢測部分由充電電流測量及充電電壓測量模塊組成，其中電流測量用以測量蓄電池充電時(shí)的充電電流，電壓測量模塊模塊測量蓄電池充電時(shí)蓄電池的實(shí)時(shí)電壓。這兩個(gè)實(shí)時(shí)信號反饋給單片機(jī)，由單片機(jī)判斷后，控制PWM波形的占空比。從而控制充電電壓和電流的大小。當(dāng)蓄電池的電壓達(dá)到額定值后，說明蓄電池已經(jīng)充滿電，單片機(jī)控制開關(guān)，斷開電源，停止充電。2．方案比較與方案選擇對系統(tǒng)信號進(jìn)行采樣和控制，一般有兩到三種方法，傳統(tǒng)的方法多數(shù)是將充電的電壓和電流信號反饋回PWM信號發(fā)生器，由PWM信號發(fā)生器控制開關(guān)管通斷的占空比完成的，現(xiàn)在比較新的方法是單片機(jī)和用狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。方案一：用PWM信號發(fā)生器(比如UC3842)實(shí)現(xiàn)的方案。蓄電池充電時(shí)，電壓、電流采樣電路將蓄電池的電壓、電流信號進(jìn)行采樣，采樣的信號經(jīng)過各種處理后，分別送進(jìn)PWM信號發(fā)生器的電壓和電流反饋引腳。PWM信號性器對反饋回來的電壓、電流信號進(jìn)行分析，然后調(diào)整PWM輸出信號的占空比。這個(gè)PWM信號送給開關(guān)電源開關(guān)管，從而便調(diào)節(jié)的開關(guān)管在一個(gè)周期內(nèi)關(guān)斷和導(dǎo)通的時(shí)間，也就是控制了高頻變壓器通斷的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)控制高頻變壓器輸出電壓和電流的大小。這種方法是目前市場充電器流行使用的方法，也是一種很技術(shù)非常成熟的方法。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是，技術(shù)簡單、成熟、有多年的實(shí)用經(jīng)驗(yàn)、所需的元器件少、成本低，但其在沒充滿電的情況下就會(huì)產(chǎn)生過充電的現(xiàn)象，增加蓄電池的損耗，使蓄電池的壽命減少。高頻變壓器蓄電池PWM波形發(fā)生器電流電壓反饋 方案一方案二：用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的方案。由51系列單片機(jī)代替PWM信號發(fā)生器輸出PWM波形控制開關(guān)管在一個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通與斷開。電壓、電流采樣電路將蓄電池的電壓、電流信號進(jìn)行采樣，采樣信號分別送進(jìn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將電壓和電流的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)字信號送入單片機(jī)（MCU），由單片機(jī)對數(shù)字信號進(jìn)行分析和處理。然后單片機(jī)調(diào)整PWM輸出信號的占空比。這個(gè)PWM信號送給開關(guān)電源開關(guān)管，從而便調(diào)節(jié)的開關(guān)管在一個(gè)周期內(nèi)關(guān)斷和導(dǎo)通的時(shí)間，也就是控制了高頻變壓器通斷的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)控制高頻變壓器輸出電壓和電流的大小。當(dāng)蓄電池充電滿后，由單片機(jī)輸出信號控制開關(guān)斷開電源，充電器便停止對蓄電池的充電。這是充電器目前比較新的一種方法，這種方案的特點(diǎn)是，技術(shù)比較復(fù)雜、沒有什么實(shí)用經(jīng)驗(yàn)、所需的元器件少、成本比方案一要高，單片機(jī)使用軟件來控制整個(gè)充電器，使得充電的過程易于控制。在充滿電的情況下才會(huì)產(chǎn)生過充電的現(xiàn)象，減少蓄電池的損耗，延長蓄電池的壽命。繼電器蓄電池采樣電路MCU模數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)管高頻變壓器指示電路電源 方案二方案三：用VHDL設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。用VHDL設(shè)計(jì)主要是利用有限狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。用狀態(tài)機(jī)來控制A/D采樣，包括將采得的數(shù)據(jù)存入RAM，整個(gè)采樣周期需要4至5個(gè)狀態(tài)即可完成。由FPGA代替PWM信號發(fā)生器輸出PWM波形控制開關(guān)管在一個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通與斷開。電壓、電流采樣電路將蓄電池的電壓、電流信號進(jìn)行采樣，采樣信號分別送進(jìn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將電壓和電流的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)字信號送入FPGA，由FPGA的有限狀態(tài)機(jī)對數(shù)字信號進(jìn)行分析和處理。然后FPGA調(diào)整PWM輸出信號的占空比。這個(gè)PWM信號送給開關(guān)電源開關(guān)管，從而便調(diào)節(jié)的開關(guān)管在一個(gè)周期內(nèi)關(guān)斷和導(dǎo)通的時(shí)間，也就是控制了高頻變壓器通斷的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)控制高頻變壓器輸出電壓和電流的大小。當(dāng)蓄電池充電滿后，由單片機(jī)輸出信號控制開關(guān)斷開電源，充電器便停止對蓄電池的充電。這是充電器目前比較新的一種方法，這種方案的特點(diǎn)是，技術(shù)是最復(fù)雜、使用VHDL語言編程比較復(fù)雜，沒有實(shí)用經(jīng)驗(yàn)、所需的元器件少、成本比上兩個(gè)方案都要高，但是由于FPGA能通過編程構(gòu)造各種功能的模塊，可以大大的減少外圍電路，增加電路的抗干擾的能力，F(xiàn)PGA的晶振頻率一般為幾十MHz，故信號的采樣頻率高。在充滿電的情況下才會(huì)產(chǎn)生過充電的現(xiàn)象，減少蓄電池的損耗，延長蓄電池的壽命。繼電器蓄電池采樣電路FPGA模數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)管高頻變壓器指示電路電源 方案三綜合以上三個(gè)方案，方案一雖然所需的成本是最低，技術(shù)簡單、成熟，但是與本次題目的要求不相符合。方案三需要的成本最高，編寫VHDL程序復(fù)雜，在此不選用這種方案。方案二成本比方案一略高一點(diǎn)，易于接受，而且編程沒有那么的復(fù)雜，在本次設(shè)計(jì)選擇此方案。第三章 硬件電路設(shè)計(jì)、電路總體設(shè)計(jì)交流220V繼電器整流濾波高頻變壓器蓄電池電壓采樣電流采樣A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換單片機(jī)(MCU)指示電路開關(guān)管DC—DC整流直流5V電源低通濾波低通濾波 電路總體設(shè)計(jì)方框圖 ，由市電送來的220V的交流電經(jīng)繼電器進(jìn)行整流濾波，得到太約400V的直流電送入給脈沖變壓器，高頻變壓器的次級繞組輸出電壓為48V給蓄電池充電。在蓄電池的出口處分別的進(jìn)行電壓和電流的采樣，采樣信號送入低通濾波器以濾掉諧波的干擾。低通濾波器輸出的信號送入A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識別的數(shù)字信號送入單片機(jī)中。單片機(jī)通過軟件將送進(jìn)來的電壓和電流信號轉(zhuǎn)換為實(shí)際值，并將它們與上一次的實(shí)際值進(jìn)行比較，然后再調(diào)節(jié)輸出的PWM波形的頻率和占空比，并控制指示燈的亮滅來指示充電的過程。當(dāng)單片機(jī)檢測到蓄電池充滿電時(shí)，控制繼電器斷開電源，停止充電。同時(shí)蓄電池通過DCDC變換器經(jīng)整流濾波后給單片機(jī)、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、指示電路和其它的電路提供電源。、芯片介紹、 AT889S52型單片機(jī)、功能特性描述AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。、引腳結(jié)構(gòu) PDIP封裝 PLCC封裝 TQFP封裝、方框圖 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)P0 口、P2 口、P3 口與AT89S51單片機(jī)相兼容，既與8051單片機(jī)相兼容，與AT89S51單片機(jī)是沒有區(qū)別。AT89S52單片機(jī)與AT89S51單片機(jī)有區(qū)別的是P1口，P1口除了作為單片機(jī)的并口外，它還具有第二功能。（）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如下表所示。 P1口 第二功能引腳號第二功能T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）MOSI（在系統(tǒng)編程用）MISO（在系統(tǒng)編程用）SCK（在系統(tǒng)編程用） T2定時(shí)、計(jì)數(shù)器控制寄存器符號功能TF2定時(shí)器2 溢出標(biāo)志位。必須軟件清“0”。RCLK=1 或TCLK=1 時(shí)，TF2不用置位。EXF2定時(shí)器2 外部標(biāo)志位。EXEN2=1 時(shí)，T2EX 上的負(fù)跳變而出現(xiàn)捕捉或重載時(shí)，EXF2 會(huì)被硬件置位。定時(shí)器2 打開，EXF2=1 時(shí)，將引導(dǎo)CPU執(zhí)行定時(shí)器2 中斷程序。EXF2 必須如見清“0”。在向下/向上技術(shù)模式（DCEN=1）下EXF2不能引起中斷。RCLK串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。若RCLK=1，串行口將使用定時(shí)器2 溢出脈沖作為串行口工作模式1 和3 的串口接收時(shí)鐘；RCLK＝0，將使用定時(shí)器1計(jì)數(shù)溢出作為串口接收時(shí)鐘。TCLK串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。若TCLK=1，串行口將使用定時(shí)器2 溢出脈沖作為串行口工作模式1 和3 的串口發(fā)送時(shí)鐘；TCLK＝0，將使用定時(shí)器1計(jì)數(shù)溢出作為串口發(fā)送時(shí)鐘。EXEN2定時(shí)器2外部允許標(biāo)志位。當(dāng)EXEN2=1時(shí)，如果定時(shí)器2沒有用作串行時(shí)鐘，T2EX（）的負(fù)跳變見引起定時(shí)器2 捕捉和重載。若EXEN2＝0，定時(shí)器2將視T2EX端的信號無效TR2開始/停止控制定時(shí)器2。TR2=1，定時(shí)器2開始工作C/T2定時(shí)器2 定時(shí)/計(jì)數(shù)選擇標(biāo)志位。＝0，定時(shí)； ＝1，外部事件計(jì)數(shù)（下降沿觸發(fā)）CP/RL2捕捉/重載選擇標(biāo)志位。當(dāng)EXEN2=1時(shí)， ＝1，T2EX出現(xiàn)負(fù)脈沖，會(huì)引起捕捉操作；當(dāng)定時(shí)器2溢出或EXEN2=1時(shí)T2EX出現(xiàn)負(fù)跳變，都會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)重載操作。＝0 將引起T2EX 的負(fù)脈沖。當(dāng)RCKL=1或TCKL＝1時(shí)，此標(biāo)志位無效，定時(shí)器2溢出時(shí)，強(qiáng)制做自動(dòng)重載操作。 T2CON：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2控制寄存器T2CON 地址為 0C8H 復(fù)位值：0000 0000BTF2EXF2RLCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL2D7D6D5D4D3D2D1D0、 定時(shí)器2定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它既可以做定時(shí)器，又可以做事件計(jì)數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位選擇（）。定時(shí)器2有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。 所示，工作模式由T2CON中的相關(guān)位選擇。定時(shí)器2 有2 個(gè)8位寄存器：TH2和TL2。在定時(shí)工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期，TL2 寄存器都會(huì)加1。由于一個(gè)機(jī)器周期由12 個(gè)晶振周期構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。 定時(shí)器2工作模式RCLK+TCLKCP/RL2TR2MODE00116位自動(dòng)重載01116位捕捉1X1波特率發(fā)生器XX0（不用）在計(jì)數(shù)工作方式下，寄存器在相關(guān)外部輸入引腳T2 發(fā)生1 至0 的下降沿時(shí)增加1。在這種方式下，每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣外部輸入。一個(gè)機(jī)器周期采樣到高電平，而下一個(gè)周期采樣到低電平，計(jì)數(shù)器將加1。在檢測到跳變的這個(gè)周期的S3P1 期間，新的計(jì)數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。因?yàn)樽R別1－0的跳變需要2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)晶振期），所以，最大的計(jì)數(shù)頻率不高于晶振頻率的1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個(gè)完整的機(jī)器周期內(nèi)保持不變。捕捉方式在捕捉模式下，通過T2CON中的EXEN2來選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，溢出時(shí)，對T2CON 的TF2標(biāo)志置位，TF2引起中斷。如果EXEN2=1，定時(shí)器2做相同的操作。除上述功能外，外部輸入T2EX引腳（）1至0的下跳變也會(huì)使得TH2和TL2中的值分別捕捉到RCAP2H和RCAP2L中。除此之外，T2EX 的跳變會(huì)引起T2CON 中的EXF2 置位。像TF2 一樣，T2EX 也會(huì)引起中斷。自動(dòng)重載當(dāng)定時(shí)器2 工作于16 位自動(dòng)重載模式，可對其編程實(shí)現(xiàn)向上計(jì)數(shù)或向下計(jì)數(shù)。這一功能可以通過特殊寄存器T2MOD（）中的DCEN（向下計(jì)數(shù)允許位）來實(shí)現(xiàn)。通過復(fù)位，DCEN 被置為0，因此，定時(shí)器2 默認(rèn)為向上計(jì)數(shù)。DCEN 設(shè)置后，定時(shí)器2就可以取決于T2EX向上、向下計(jì)數(shù)。DCEN=0 時(shí)，定時(shí)器2 自動(dòng)計(jì)數(shù)。通過T2CON 中的EXEN2 位可以選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時(shí)器2計(jì)數(shù)，計(jì)到0FFFFH后置位TF2溢出標(biāo)志。計(jì)數(shù)溢出也使得定時(shí)器寄存器重新從RCAP2H 和RCAP2L 中加載16 位值。定時(shí)器工作于捕捉模式，RCAP2H和RCAP2L的值可以由軟件預(yù)設(shè)。如果EXEN2=1，計(jì)數(shù)溢出或在外部T2EX（）引腳上的1到0的下跳變都會(huì)觸發(fā)16位重載。這個(gè)跳變也置位EXF2中斷標(biāo)志位。置位DCEN，允許定時(shí)器2向上或向下計(jì)數(shù)。在這種模式下，T2EX引腳控制著計(jì)數(shù)的方向。T2EX上的一個(gè)邏輯1使得定時(shí)器2向上計(jì)數(shù)。定時(shí)器計(jì)到0FFFFH溢出，并置位TF2。定時(shí)器的溢出也使得RCAP2HRCAP2L中的16位值分別加載到定時(shí)器存儲器TH2和TL2中。T2EX 上的一個(gè)邏輯0 使得定時(shí)器2 向下計(jì)數(shù)。當(dāng)TH2 和TL2 分別等于RCAP2H 和RCAP2L中的值的時(shí)候，計(jì)數(shù)器下溢。計(jì)數(shù)器下溢，置位TF2，并將0FFFFH加載到定時(shí)器存儲器中。定時(shí)器2上溢或下溢，外部中斷標(biāo)志位EXF2 被鎖死。在這種工作模式下，EXF2不能觸發(fā)中斷。 T2MOD定時(shí)器2控制寄存器T2MOD 地址：0C9H 復(fù)位值：XXXXXX00B 不可位尋址－－－－－－T2OEDCEND7D6D5D4D3D2D1D0 T2MOD定時(shí)器2控制符號功能－無定義，預(yù)留擴(kuò)展