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畢業(yè)設(shè)計(jì)141多功能手機(jī)充電器的研制-wenkub

2022-12-11 13:22:04 本頁面
 

【正文】 的量。而且,寫入片內(nèi) EEPROM 的程序開可以進(jìn)行加密,從而使寫入的程序得到保護(hù)。所以,我們把這些與 8051 內(nèi)核相同的單片機(jī)統(tǒng)稱為“ 51 系列單片機(jī)”。 由于上述類型的單片機(jī)應(yīng)用的非常早,且影響很大,已經(jīng)成為了一種事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。用戶若想對(duì)寫入 EPROM 的程序進(jìn)行修改,必須先用一種特殊的紫外線照射,將其擦除,之后才可以重新寫入。 803805 8751 和 89C51 等等都是屬于“ 51 系列單片機(jī)”范疇之內(nèi)的。 目前,而市場上賣的最多的是旅行充電器,但是嚴(yán)格從充電電路上分析,只有很小部分充電器才能被真正意義上被稱為智能控制,即本設(shè)計(jì)中所述的單片機(jī)控制。在我國 863 計(jì)劃中,中科院物理所對(duì)鋰離子、鎳氫電池開展基礎(chǔ)研究,同時(shí)在金融及資本市場上尋找合作伙伴,為科研產(chǎn)業(yè)化、市場化打基礎(chǔ)。鋰電池將在空間、水下和地面的軍事以及特殊工業(yè)和民用領(lǐng)域中獲得更加廣泛的應(yīng)用和更加遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。而通訊的快速發(fā)展亦使蓄電池需求增長迅猛。預(yù)計(jì)到 2021 年,便攜式電話可達(dá) 1800 萬用戶,而小型蓄電池的年增長率可達(dá)到 50%,這將為鋰離子蓄電池的發(fā)展開拓廣闊的前景。 近幾年,國內(nèi)節(jié)能電池市場已被洋產(chǎn)品占領(lǐng),不少人使用的 手機(jī)電池都是日本、美國進(jìn)口的。 單片機(jī)系統(tǒng)不僅在一般的工業(yè)應(yīng)用有有著廣泛的用途,在家用電器中也很常用。本設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)控制的充電器選用 MAX1898 作為充電控制器件,單片機(jī)負(fù)責(zé)充電的控制和提示,是一種智能的充電器。但本系統(tǒng)之所以采用 52 系列中的 89C52 單片機(jī)作為系統(tǒng)的芯片,是因?yàn)樗兄渌麊纹瑱C(jī)所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)的。對(duì)于寫入到 EPROM 的程序,無法進(jìn)行保密工作,也可以理解為無保密性。后來,很多芯片廠商紛紛與 INTEL 公司合作,買進(jìn)了單片機(jī)的專利,也開始推出各種類型的單片機(jī)。 在眾多系列的單片機(jī) 中,要算 ATMEL 公司生產(chǎn)的 89C52 單片機(jī)最為實(shí)用,因?yàn)樗坏?8051 的指令、管腳完全兼容,而且其片內(nèi)帶有 4K的帶有 FLASH 工藝的程序存儲(chǔ)器 ROM。 ATMEL 公司生產(chǎn)的 51 系列單片機(jī)還有 AT89C205 89C1051 等芯片,這些芯片是在 89C52 的基礎(chǔ)上將一些功能精簡掉后所 形成的精簡版。這對(duì)于設(shè)計(jì)日用電器來說,帶來了極大的便利。 而對(duì) 89C52 單片機(jī)來說,在實(shí)際電路中可以直接和 8031 單片機(jī)互換,只是 在第31 腳有所區(qū)別。 通過以上的對(duì)比,我們可以得出結(jié)論: 89C52 單片機(jī)是相對(duì)起來最好的芯片,本文也曾考慮過 87C51 單片機(jī),但由于其價(jià)格比 89C52 高,而功能基本相同,故從性價(jià)比的考慮上本文 最后選取了 AT89C52 單片機(jī)作為系統(tǒng)的芯片 電池充電芯片的選擇 選擇電池充電芯片時(shí)需要結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用,具體的選擇標(biāo)準(zhǔn)有以下幾點(diǎn)。 *使用的電池類型:不同的電池需要不同的充電器。 太陽能電池的選擇 太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本; (二)太陽能控制器:太陽能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。 8 (四)逆變器:在很多場合,都需要提供 220VAC、 110VAC 的交流電源。 WD2850 萬能 充電器可用 110V220V 交流電,太陽能充電器,汽車點(diǎn)煙器對(duì)所有型號(hào)的手機(jī)充電。 Maxim Integrated Products (NASDAQ: MXIM)推出針對(duì)汽車和工業(yè)電源應(yīng)用中寬電壓輸入范圍設(shè)計(jì)的 MAXPower、 高壓、 降壓轉(zhuǎn)換 MAX5080/MAX5082 。 MAX5080/MAX5082 內(nèi)部高邊開關(guān),可分別提供高達(dá) 和 的輸出電流。器件采用外部補(bǔ)償,極 大增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的靈活性。器件內(nèi)部 MOSFET 具有低 RDS(ON),低工作電流以及低開關(guān)損耗,電源轉(zhuǎn)換效率可高達(dá) 90%。C 的汽車級(jí)溫度范圍,采用表貼、 16引腳 TQFN 封裝。同時(shí), AT89C52 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作,并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。作為輸出口用時(shí),每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL 邏輯門電路,對(duì)端口P0 寫“ 1”時(shí),可作為高阻抗輸入端用。對(duì)端口寫“ 1”,通過內(nèi)部上拉 電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可作輸入口。對(duì)端口 P2 寫“ 1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可作輸入口,做輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流( I)。 *P3 口: P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口。 P3口除了作為一般的 I/O 口線外,更重要的用途上它的第二功能,如下表所示 端口引腳 第二功能 (串行輸入口) (串行輸出口) (外中斷 0) (外中斷 1) T0(定時(shí)計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) 13 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通) (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 此外, P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器變成和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。一般情況下, ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào),因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。此外,該引腳會(huì)被微弱拉高,單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí),應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器(地址為 0000H— FFFFH), EA 非 端必須保持低電平(接地)。 *XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生的輸入端。對(duì)沒有定義的單元讀寫將是無效的,讀出的數(shù)值將不確定,而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。 15 中斷寄存器: AT89C52 有 6個(gè)中斷源, 2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí), IE 寄存器控制各中斷位, IP寄存器中6 個(gè)中斷源的每一個(gè)可定為 2 個(gè)優(yōu)先級(jí)。 例如,下面的直接尋址指令訪問特殊功能寄存器 0A0H(既 P2口)地址單元。 16 定時(shí)器 2: 定時(shí)器 2是一個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。若在第一個(gè)機(jī)器周期中采到的值為 1,而在下一個(gè)機(jī)器周期采到的值為 0,則在緊跟著的下一個(gè)周期的 S3P1 期間寄存器加 1。如果 EXEN2=0,定時(shí)器 2是一個(gè) 16 位定時(shí)器或計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)益處時(shí),對(duì) T2CON 的益處標(biāo)志 TF2置位,同時(shí)激活中斷。 自動(dòng)重裝載(向上或向下計(jì)數(shù)器)方 式 當(dāng)定時(shí)器 2 工作于 16 位自動(dòng)重裝載方式時(shí),能對(duì)其編程為向上或向下計(jì)數(shù)方式,這個(gè)功能可通過特殊功能寄存器 T2CON(見表 5)的 DDCEN 位(允許向下計(jì)數(shù))來選擇的。這個(gè)脈沖使 EXF2 置位,如果中斷允許,同樣產(chǎn)生中斷。 當(dāng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2向上溢出或向下溢出時(shí),置位 EXF2 位。 波特率發(fā)生器的方式與自動(dòng)重裝 載方式相仿,在此方式下, TH2 翻轉(zhuǎn)使定時(shí)器 2的寄存器用 RCAP2H 和 RCAP2L 中的 16 位數(shù)值重新裝載,該數(shù)值由軟件設(shè)置。 19 定時(shí)器 2 作為波特率發(fā)生器使用的電路入圖 7所示。所以,當(dāng)定時(shí)器 2 作為波特率發(fā)生器使用時(shí), T2EX 可作為附加 的外部中斷源來使用。在訪問定時(shí)器 2 或 RCAP2 寄存器之前,應(yīng)將定時(shí)器關(guān)閉。對(duì)外接電容 C C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求,但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性,如果使用石英晶體,我們推薦電容使用 30pF177。這種情況下,外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端,即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端, XTAL2 則懸空。此時(shí),同時(shí)將片內(nèi) RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容凍結(jié)。 空閑和掉電模式下,個(gè)端口引腳狀態(tài)如表 6 所示。 Flash 存儲(chǔ)器的編程 : AT89C52 單片機(jī)內(nèi)部有 8k 字節(jié)的 FlashPEROM, 這個(gè) Flash 存儲(chǔ)陣列出廠時(shí)已處于擦除狀態(tài)(即所有存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為 FFH),用戶隨時(shí)可對(duì)其進(jìn)行編程。 編程方法 : 22 編程前,須按表 9和圖 11 所示設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào), AT89C52 變成方法如下: 1,在地址線上加上要編程單元的地址信號(hào)。 5,每對(duì) Flash 存儲(chǔ)陣列寫入一個(gè)字節(jié)或每寫入一個(gè)程序加密位,加上一個(gè)ALE/PROG 非編程脈沖。寫周期完成后,所輸出的數(shù)據(jù)是有效的數(shù)據(jù),即可進(jìn)入下一個(gè)字節(jié)的寫周期,寫周期開始后, Data 非 Palling 可能隨時(shí)有效。加密位不可直接校驗(yàn),加密位的校驗(yàn)可通過對(duì)存儲(chǔ)器的校驗(yàn)和寫入狀態(tài)來驗(yàn)證。 ( 032H) =FFH 聲明為 12V 編程電壓。 外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器參數(shù) 27 如何使用 MAX1898 MAX1898 是本設(shè)計(jì)充電器中的一個(gè)關(guān)鍵器件。電池電壓調(diào)節(jié)精度為正負(fù)百 分之 75,提高了電池性能并延長了壽命。電池調(diào)節(jié)電壓為 ,采用10 引腳、超薄型 MAX 封裝,在更下的尺寸內(nèi)集成了更多的功能,只需少數(shù)外部元件。 下圖中的 MAX1898 內(nèi)部電路包括:輸入調(diào)節(jié)器、電壓檢測器、充電電流檢測器、定時(shí)器、溫度檢測器和主控制器。 ( 2)輸入: MAX1898 通過外接的場效應(yīng)管提供鋰電池的 充電接口。 33 Tchg[hours] ( 4)設(shè)置充電電流: MAX1898 充電電流在限制電流的模式下,可以通過選擇外接的電阻阻值大小來決定。具體的閃爍含義如下表所示: LED 指示燈狀態(tài)說明 充電狀態(tài) LED指示狀態(tài) 電池或充電器沒有安裝 關(guān)閉 快充或脈沖浮充 亮 快充結(jié)束或初始化 LED 以 2Hz 頻率閃爍 充電結(jié)束 LED 閃爍周期為4s 如何在單片機(jī)系統(tǒng)中使用 MAX1898? 鋰離子電池具有較高的能量重量比、能量體積比,具有記憶效應(yīng),可重復(fù)充電多次,使用壽命長、價(jià)格也越來越低。另外,對(duì)于電壓過低的電池需要進(jìn)行預(yù)沖,充電器好帶有熱保護(hù)和時(shí)間保護(hù),為電池提供附加保護(hù)。預(yù)充時(shí)間由外接電容確定,如果在規(guī)定的充電時(shí)間內(nèi)電池達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以上,電池溫 度正常,充電進(jìn)入快速過程;如果電池電壓低于標(biāo)準(zhǔn),則認(rèn)為電池不可充電,充電器顯示電池故障。 *滿充 在滿充過程中,充電電流逐漸衰減,直到充電速率降到設(shè)置值以下或滿充時(shí)間超 31 時(shí),轉(zhuǎn)入頂端截止充電;頂端截止充電時(shí),充電器以極小的充電電流為電 池補(bǔ)充能量。 *報(bào)警 當(dāng)電池充滿后, MAX1898 芯片本身會(huì)向外接的 LED 燈發(fā)出指令, LED 燈會(huì)閃爍。 *LM7805:電壓轉(zhuǎn)換芯片,將外部的 12V 電壓轉(zhuǎn)化為 5V 電壓,作為單片機(jī)和MAX1898 的電源。 *U14:蜂鳴器。 *BEEP:單片機(jī)控制蜂鳴器的引腳。對(duì)于本系統(tǒng)的設(shè)計(jì),因?yàn)樾阅軆r(jià)格比較高,很多硬件設(shè)備都需要有軟件的支持,來得以功能的實(shí)。在單片機(jī)系統(tǒng)中,能正確的應(yīng)用軟件抗干擾防線 ,能大大的 提高的穩(wěn)定性??梢杂行У臏p少影響。它在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。它可以使用 在未使用的中斷向量區(qū);未使用的大片 ROM 空間;表格和程序區(qū)。特別是 對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用,電腦的使用,學(xué)到了很多的新的東西。 37 參考文獻(xiàn) [1].何立民編著 MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北航出版社 [2].李新民等編著 8098 單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用 技術(shù) 北航出版社 [3]. 楊光友等編著 單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù) 中國水利水電出版社 [4]. 工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置 [5].自動(dòng)化與儀表 [6].電子產(chǎn)品世界 [7].測控技術(shù) [8].儀表技術(shù)與傳感器 [9].張勃編著 傳感器技術(shù) [10].劉艷玲編著 天津理工學(xué)院學(xué)報(bào) [11].王泓 編著 MCS5 系列單片機(jī)與 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