【正文】 池電壓會(huì)不斷降低，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉電池供電回路，禁止其對(duì)外繼續(xù)供電，避免電池?fù)p壞。 電池在對(duì)外部負(fù)載供電過程中，其電壓會(huì)隨著供電過程逐漸降低，其容量已被完全放光，此時(shí)如果讓電池繼續(xù)對(duì)負(fù)載供電，將造成電池的永久性損壞。致謝四年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開始。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的導(dǎo)師。而此時(shí)由于Q1自帶的體二極管V1的存在，充電器可以通過該二極管對(duì)電池進(jìn)行充電。當(dāng)電池供電電流過大，超出其額定功率，電池會(huì)產(chǎn)生較高的熱量，致使本身溫度過高，有爆炸的危險(xiǎn)。A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，系統(tǒng)讀取采樣值，關(guān)閉ADC并重新進(jìn)入空閑模式。 模擬外圍設(shè)備功耗是ADC、溫度傳感器、內(nèi)部偏置電壓產(chǎn)生器及內(nèi)部振蕩器的功耗和。理論上供電電壓最小可達(dá)到2．7 V，但由于電壓調(diào)整本身有177。電阻器上的壓降成指數(shù)倍大小，其波形可以簡(jiǎn)化為三角波來估計(jì)平均值。比較器也有少量的能量損耗。CMOS電路中不使用的輸入引腳應(yīng)接地，否則會(huì)引起邏輯電平的不正常，易接受外界干擾產(chǎn)生的誤動(dòng)作。其次現(xiàn)場(chǎng)往往有許多強(qiáng)電設(shè)備,空間電磁場(chǎng)通過感應(yīng)耦合到輸入電路,其中50Hz交流電網(wǎng)的干擾最為嚴(yán)重,接觸型繼電器觸電斷開電路時(shí)產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)會(huì)影響系統(tǒng)正常工作。使用穩(wěn)壓管LM385產(chǎn)生+2．5V基準(zhǔn)電壓供給AD7714作為參考電壓，通過寄存器查詢A/D更新狀態(tài)，而不使用DRDY硬件信號(hào)，以節(jié)省單片機(jī)口線及簡(jiǎn)化布線。 AD7714內(nèi)部結(jié)構(gòu) AD7714片內(nèi)寄存器及其功能AD7714具有8個(gè)片內(nèi)寄存器，分別是通信寄存器、模式寄存器、濾波器高寄存器、濾波器低寄存器、測(cè)試寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、零刻度校準(zhǔn)寄存器和滿刻度校準(zhǔn)寄存器。系統(tǒng)工作原理如下: 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)控電流源，通過C8051F020根據(jù)測(cè)量范圍控制繼電器來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電流源的切換；讓該電流流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻，分別采集標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻上的電壓；將檢測(cè)到的電壓信號(hào)由AD7714內(nèi)置的PGA完成一定增益的放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后在單片機(jī)中進(jìn)行計(jì)算獲得被測(cè)試品的電阻值，并將測(cè)量結(jié)果送LCD 顯示和打印機(jī)打印。（2）采用DC/AC變換技術(shù)將直流變?yōu)榻涣鞯牡皖l恒定電流以便于測(cè)量。（8）采用便攜式設(shè)計(jì)，體積小，重量輕，攜帶方便。調(diào)節(jié)I1或I2，使檢流計(jì)指零，則未知電阻值為 RX=（I1/I2)R0 （14）產(chǎn)生誤差的主要原因在于檢流計(jì)的電壓靈敏度和電流I1與I2的測(cè)量誤差（熱電勢(shì)誤差可以通過選用合適的測(cè)量方法予以消除）。（4）通過試樣電流的穩(wěn)定性及其測(cè)量。但金屬試樣受幾何形狀的限制電阻很小，只有幾微歐或更小。鑒于此，以高性能單片機(jī)C8051F020為主控制芯片，選用高精度24位的A/D轉(zhuǎn)換芯片AD7714設(shè)計(jì)并開發(fā)了微小電阻測(cè)量?jī)x。隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，其使用方法和技術(shù)得到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暋５捎趯?shí)際情況的限制，有時(shí)試樣做得很小，其電阻只有微歐數(shù)量級(jí)或更小。電位差計(jì)先接在月R2上，調(diào)節(jié)電路中電流使電位差計(jì)讀數(shù)為測(cè) 測(cè)量微電阻原理圖量值UX，則被測(cè)電壓真值為 UX=U2=U1R2/R1 （11）由于U1比U2大得多，可以用電位差計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量，電阻R1和R2用標(biāo)準(zhǔn)電阻，比值可以準(zhǔn)確知道，所以UX也可以準(zhǔn)確測(cè)得。在電力系統(tǒng)和電器制造業(yè)中，常要對(duì)微電阻進(jìn)行測(cè)試，如電機(jī)、變壓器的線圈電阻、電閘或油開關(guān)的接線端子的接觸電阻、電纜插座的接觸電阻等?？朔似渌惍a(chǎn)品由LED顯示值在陽光下不便讀數(shù)的缺點(diǎn)，同時(shí)具備了自動(dòng)消弧功能。如若測(cè)試回路不通表頭顯示“1”代表溢出，符合常規(guī)測(cè)量習(xí)慣。Rx作為反饋信號(hào)，通過Rf2反饋到放大器的同相端使輸出電流I保持恒定，Rn為標(biāo)準(zhǔn)電阻，Cf、C起濾波作用。下面介紹其中主要的幾種寄存器的用法。使用AD7714之前，一定要對(duì)所有寄存器進(jìn)行設(shè)置，才能保證器件正常工作。在本系統(tǒng)中通過光耦進(jìn)行隔離。 C8051各部分組件的功耗(3) 外部電容C模式正常模式時(shí)的電流值減去空閑模式時(shí)的電流值即為CPU正常運(yùn)行的工作電流值。在這種情況下，設(shè)計(jì)者將選擇滿足要求的最低頻率．并采用消耗最低功率的振蕩器配置。由于增加SAR轉(zhuǎn)換時(shí)鐘頻率或降低采樣率會(huì)縮短每次A／D轉(zhuǎn)換的時(shí)間，使系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換間隙有更多的時(shí)間處于空閑狀態(tài)，因此會(huì)大大降低系統(tǒng)功耗。對(duì)于節(jié)能系統(tǒng)．應(yīng)該盡量在保證系統(tǒng)安全可靠的前提下采用最低的工作電壓。休眠模式可以通過將電源管理模式設(shè)定為空閑或停機(jī)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。模式的設(shè)計(jì)包括調(diào)整工作電流的峰值以及時(shí)鐘頻率，以減小高效工作期問的總電荷量。由于電荷量是一段時(shí)間內(nèi)電流的總量，因此可以通過縮短采樣時(shí)間或減小采樣時(shí)的峰值電流來節(jié)約能量。轉(zhuǎn)換完成后，讀ADC數(shù)據(jù)，而后停止ADC及內(nèi)部振蕩器并令CPU回到空閑模式。值得注意的是：保護(hù)電路不能因?yàn)樨?fù)載需要短時(shí)間的大電流而誤動(dòng)作，所以必須提供不同的過供電電流保護(hù)延遲時(shí)間，以提高電路工作的穩(wěn)定性。電池在對(duì)負(fù)載正常供電過程中，供電電流在經(jīng)過串聯(lián)的2個(gè)MOSFET時(shí)，由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗，會(huì)在其兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓，該電壓值U=IRDS2,，RDS為單個(gè)MOSFET導(dǎo)通阻抗。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo),經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”。如果電池發(fā)生短路，立刻進(jìn)入中斷處理程序，關(guān)斷Q1，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的及時(shí)保護(hù)。,比較器LM139翻轉(zhuǎn)，使Q2由導(dǎo)通為關(guān)斷，從而切斷了充電回路，使充電器無法再對(duì)電池進(jìn)行充電,起到過充電保護(hù)作用。7. 鋰電池充電供電保護(hù)電路設(shè)計(jì)鋰離子電池允許充電的電壓范圍是：~。 外部電容模式振蕩器消耗的功耗比晶振低，但沒有晶振精確。高效工作期的工作電流偏大，而休眠期的電流非常小。第二點(diǎn)就是構(gòu)建合理的固件結(jié)構(gòu)降低以功耗。在上述例子中，如果利用交叉開關(guān)將UARTO的TX端分配到P0．4口，則配置端口為推挽模式將令系統(tǒng)的工作電流再增加82μA。(2) OPU工作電壓、頻率及溫度對(duì)功耗的影響 數(shù)字設(shè)備的能量淌耗主要是由CPU電流的大小來衡量的。(4) 外部振蕩RC模式 當(dāng)工作于外部振蕩器CMOS時(shí)鐘模式時(shí)，外部振蕩器驅(qū)動(dòng)被關(guān)閉．電路功耗電流微小可以近似忽略。 整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的功耗應(yīng)該由4部分組成：振蕩器功耗、數(shù)字設(shè)備功耗、模擬外設(shè)功耗及I／O端口功耗。模擬電源采用電阻和電容進(jìn)行低通濾波,濾掉高頻噪聲干擾。（4）軟件也應(yīng)采取一些抗干擾措施，如在每次采樣的進(jìn)程中，要檢測(cè)AD7714管腳DPRY的狀態(tài)，只要發(fā)現(xiàn)異常就取消該采樣結(jié)果重新采樣；為避免采樣進(jìn)入死循環(huán)，對(duì)AD7714的工作要實(shí)施定時(shí)監(jiān)控，超時(shí)則強(qiáng)制將其復(fù)位并初始化。 AD7714與C8051的連接利用AD7714設(shè)計(jì)了微小電阻測(cè)試儀的電壓采集模塊。AD7714的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。Vx/Vn （33）同時(shí)本測(cè)試儀采用了四端測(cè)試技術(shù)（即一對(duì)電流端，一對(duì)電位端）。（8）可儲(chǔ)存120次測(cè)量數(shù)據(jù)，掉電不丟失?！　。?）采用DDS、數(shù)字選頻、梳裝濾波等新技術(shù)確保了測(cè)試精度。R01和R02是兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，R01R02。當(dāng)電阻為106Ω量級(jí)時(shí)，如電流達(dá)1OA量級(jí)，則電位差可達(dá)數(shù)+μV，結(jié)果有三位有效數(shù)字。在工程實(shí)踐中,常需要測(cè)定某些高導(dǎo)電材料的電阻率。 23／0接口的功耗分析 22而在過度供電狀態(tài)下，電解液分解導(dǎo)致電池特性和耐久性劣化。所以，在測(cè)量微電阻時(shí)，使用伏安法，只要電表選擇合適，仍可達(dá)到一定的測(cè)量精度。為保證電流的穩(wěn)定性，必要時(shí)亦可混合使用。本產(chǎn)品是電力、電信、石化、鐵路、冶金等行業(yè)的必備檢測(cè)設(shè)備。（5）保護(hù)功能完善，能可靠保護(hù)反電勢(shì)對(duì)儀器的沖擊，具有自動(dòng)放電指示功能。 補(bǔ)償法原理圖 上圖中在電流I恒定的條件下，分別測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn和被測(cè)電阻RX上的電位差Vn和Vx，則 Vn=I A/D轉(zhuǎn)換電路AD7714是美國Analog Devices公司（AD）的24位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是ADC家族AD771X系列的產(chǎn)品。（2）模式寄存器模式寄存器是一個(gè)8位的可讀寫寄存器。（2）讀AD數(shù)據(jù)時(shí)，輸出數(shù)據(jù)的順序由最高位到最低位；同樣，對(duì)AD內(nèi)部寄存器進(jìn)行寫操作時(shí)，應(yīng)首先寫入最高位，最后寫入最低位。連接被測(cè)電阻和測(cè)量系統(tǒng)的四根測(cè)試線分別走線,各自用一根屏蔽電纜,這樣外界的電磁干擾對(duì)測(cè)量的影響可以大大的削弱。(1) 外部CMOS時(shí)鐘只用1個(gè)電容元件就可以提供8種不同的工作頻率．最高頻率幾乎可達(dá)最低頻率的3000倍。設(shè)置停機(jī)模式后，當(dāng)前指令被執(zhí)行完畢，內(nèi)部振蕩器及所有的數(shù)字外圍設(shè)備全部停止工作。舉個(gè)例子，當(dāng)C8051F單片機(jī)工作在3．06MHz(內(nèi)部振蕩器8分頻)，3 V電壓時(shí)，沒有一個(gè)數(shù)字外圍設(shè)備端口的工作電流超過700μA；而在啟動(dòng)計(jì)數(shù)器作為UARTO數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鐘后，系統(tǒng)的工作電流會(huì)增加18μA。通常工作電壓是重點(diǎn)考慮的參數(shù)。由于工作電壓通常是恒定的，因此經(jīng)常通過減小平均電流來降低系統(tǒng)的總功耗。 下面以ADC采樣為例，比較、分析兩種設(shè)計(jì)中系統(tǒng)功耗的消耗率情況。 根據(jù)以上分析，進(jìn)行了兩種設(shè)計(jì)。隨著充電過程，轉(zhuǎn)為恒壓充電，直至電流越來越小。其工作原理與過電流保護(hù)類似，只是判斷方法不同，保護(hù)延時(shí)時(shí)間也不一樣。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。電池在對(duì)負(fù)載供電過程中，若回路電流大到使U1U ，則判斷為負(fù)載短路,，INT1采到低，系統(tǒng)進(jìn)中斷，控制Q1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷供電回路,起到短路保護(hù)作用。 ，2個(gè)MOSFET都處于導(dǎo)通狀態(tài)，電池可以自由地進(jìn)行充電和供電，由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗很小，通常小于60mΩ，因此其導(dǎo)通電阻對(duì)電路的性能影響很小。在3V鋰電池供電的情況下．第1種設(shè)計(jì)電池的壽命為4000h；而第2種設(shè)計(jì)電池的壽命為42000h。因?yàn)橥獠空袷幤髂軌蚪箖?nèi)部振蕩器的振蕩，并能以非常低的時(shí)鐘基準(zhǔn)進(jìn)行振蕩。在這里推薦使用鋰電池，鋰錳二氧化氮電池能夠無須任何調(diào)節(jié)地輸出穩(wěn)定的2．85V電壓，并且該電池能夠直接連接到設(shè)備的電源引腳。被喚醒后，CPU開始從設(shè)置空閑方式選擇位指令的下一條指令開始執(zhí)行。對(duì)于一個(gè)外部振蕩源(如晶振)，驅(qū)動(dòng)電流(由模擬電源提供)用軟件通過配置外部振蕩器控制寄存器OSCXCN的XFCN位來設(shè)置。 外部電容模式通過將一個(gè)電容連接到XTAL2為系統(tǒng)提供低功耗時(shí)鐘。由于振蕩器可以靈巧地在各種方式中轉(zhuǎn)換，因此可以通過改變振蕩器來降低功耗。 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)對(duì)功耗要求嚴(yán)格時(shí)，可以在硬件電路建立前首先粗略計(jì)算一下整個(gè)系統(tǒng)所需的功耗。電壓測(cè)量系統(tǒng)中,模擬信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ蓝疾捎梅漓o電干擾措施。以下是AD7714的配置程序：void ADC_ write(unsigned char byte){ unsigned ehar i； AD_SCLK =0； AD7714變成流程圖 AD_CS=0；//開始寫 for(i=0；i8；i++){ AD_SCLK=0； AD_DIN=(byte amp。寫操作時(shí)，該位必須為“0”(若為“1”，則等待直到寫入“0”為止)；讀操作時(shí)，表示數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好，與DRDY腳上的信號(hào)一致。它的輸入失調(diào)電壓為25μV，輸入噪聲電壓（峰—峰），足以滿足分辨率1μV讀數(shù)穩(wěn)定的要求，并且AD624內(nèi)有預(yù)先調(diào)好的精密電阻網(wǎng)絡(luò)，通過引腳互連及外接精密電阻可獲得6種固定的增益：100、200、500、1000。 整機(jī)原理結(jié)構(gòu)框圖3. 微電阻測(cè)量測(cè)量?jī)x采用補(bǔ)償法原理進(jìn)行測(cè)量。（3）響應(yīng)速度快，在測(cè)量狀態(tài)可以直接轉(zhuǎn)換分接開關(guān)，儀器會(huì)自動(dòng)提示，新的電阻值很快就會(huì)顯示出來。微電阻計(jì)可手動(dòng)測(cè)試或系統(tǒng)應(yīng)用測(cè)試，可16次/秒快速采樣、溫度補(bǔ)償和自動(dòng)選擇量程，并可根據(jù)不同用途選擇版本。否則，應(yīng)增大電位差計(jì)工作電源的容量。但是，在測(cè)量微電阻時(shí)，電橋已無法使用，而伏安法卻有它自己的獨(dú)到之處。與鎳氫、鎳鎘電池不一樣，鋰離子電池必須考慮充電、供電時(shí)的安全性。 277. 鋰電池充電供電保護(hù)電路設(shè)計(jì) 29 29 29 29 29 30 31 31 318. 結(jié)論 33致謝 34參考文獻(xiàn)及引用資料目錄 35附錄1 英文資料及翻譯 36第I頁1. 緒論工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，經(jīng)常遇到微小電阻的測(cè)量問題，如在電力系統(tǒng)生產(chǎn)和安全維護(hù)中經(jīng)常需要對(duì)各類變壓器繞組直流電阻進(jìn)行測(cè)量，以判斷變壓器性能及狀況。但是有些高導(dǎo)電材料的電阻很小,采用實(shí)驗(yàn)室一般儀器,在很多情況下無法測(cè)量,而市場(chǎng)上微電阻測(cè)量?jī)x價(jià)格又非常昂貴。用電位差計(jì)測(cè)電壓存在的主要問題有：（1）由于電位差計(jì)準(zhǔn)確度的限制，很可能達(dá)到微伏量級(jí)時(shí)讀數(shù)已完全不確?！　。?）大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 （10）數(shù)字電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定、顯示清晰、測(cè)量范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)。使得在補(bǔ)償法中測(cè)得的電壓就是被測(cè)電阻結(jié)點(diǎn)間的電位差。AD7714提供了一個(gè)片內(nèi)可編程增益放大器，一個(gè)低通數(shù)字濾波器和校準(zhǔn)選擇功能，增益值在G=l～128之間可選，數(shù)字濾波的3dB帶寬可通過片內(nèi)寄存器來編程。設(shè)計(jì)中AD