【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電池電量 基本用完，此時(shí)采用恒定的小電流充電。當(dāng)進(jìn)入 B—C階段 時(shí)， 如果還 采用恒流充電，電流過(guò)大 就 會(huì)損壞電池，電流過(guò)小 就會(huì)使充電時(shí)間變長(zhǎng)，根據(jù)電壓變化情況控制充電電流，使電池充電已滿，如果 此時(shí)停止充電，電池 就 會(huì)自放電。為防止自放電現(xiàn)象 得 發(fā)生， 必須 采用浮充維護(hù)充電方式，用小電流進(jìn)行涓流充電。 在恒流充電狀態(tài)下，不斷檢測(cè)電池端電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到飽和電壓時(shí)，恒流充電狀態(tài) 將 終止，自動(dòng)進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)；恒壓充電時(shí)，保持充電電壓 不變。由于電池內(nèi)阻不斷變大，導(dǎo)致充電電流不斷下降，當(dāng)充電電流下降到恒流狀態(tài)下充電電流的 1/10時(shí)，終止恒壓充電，進(jìn)入浮充維護(hù)充電階段。 電池在充滿 后，如果不 能 及時(shí)停止充電，電池的溫度將 會(huì)迅速上升。溫度的升高將加速板柵腐蝕速度及電解液的分解，會(huì)使 縮短電池壽命、容量下降。為了保證電池充足電 而又不過(guò)充電，可以采用定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制等多種 方法 來(lái)終止充電 。 (1)定時(shí)控制 定時(shí)控制適用于恒流充電。采用恒流充電法時(shí)，依據(jù)電池的容量和充電電流，能 很容易的確定所需 要 的充電時(shí)間。充電的過(guò)程中，達(dá)到預(yù)定的充電時(shí)間后， 定時(shí)器 會(huì) 發(fā)出信號(hào)，使 得充電器迅速停止充電或者將充電電流迅速轉(zhuǎn)換成 浮充維護(hù)充電電流，這樣可以避免電池長(zhǎng)時(shí)間大電流過(guò)充電。 這種控制方法較簡(jiǎn)單，但也有缺點(diǎn)：充電前，電池的容量不能 準(zhǔn)確知道，而且電池和一些元器件的發(fā)熱使充電電能有一定 量 的 損失，實(shí)際的充電時(shí)間很難確定。而該方法充電時(shí)間是固定的，不能依據(jù)電池充電前的狀態(tài)而自動(dòng)調(diào)整，會(huì)使有的電池可能充不足電，有的電池過(guò)充電，所以 ，只有充電速率小于 ，才會(huì) 采用這種方法。 (2)電池電壓控制 在電壓控制法中，最容易檢測(cè)的是電池的最高電壓 值。常用的電壓控制法如下 ： 最 高電壓 (VMAX)：從充電特性曲線能看出，電池電壓達(dá)到最大值時(shí)，電池此時(shí) 充足電。充電過(guò)程中，當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速充電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池充足電的最高電壓 會(huì) 隨環(huán)境溫度、充電速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電電壓也 會(huì)有差別，所以采用這種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池是否充滿 電。 電壓負(fù)增量 (－ △ V)：由于電池電壓的負(fù)增量和 電池組的絕對(duì)電壓無(wú)關(guān)，而且 16 不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，所以可以比較準(zhǔn)確地判斷電池是否充滿電。而這種控制方法的缺點(diǎn)有 ： ① 電池充足電之前，也有可能出現(xiàn)局部電壓 下降的情況，使電池在未充足電時(shí)，由于檢測(cè)到了負(fù)增量而停止快充； ② 鎳鎘電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間，才出現(xiàn)負(fù) 增量，此時(shí)過(guò)充電較嚴(yán)重，此時(shí)電池的溫度較高，對(duì)電池有所損害。所以 這種控制方法主要適用于鎳鎘電池。 電壓零增量 (△ V)：鋰電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負(fù)增量的時(shí)間過(guò)久而損壞電池，通常采用 0△ V控制法。這種方法的缺點(diǎn)是：未充足電以前，電池電壓 會(huì)在某一段時(shí)間內(nèi)可能變化較小，如果 此時(shí)誤認(rèn)為 0△ V出現(xiàn)而停止充電，會(huì)造成誤操作。為此，目前大多數(shù)鋰電池快速充電器都采用高靈敏 0△ V檢測(cè)，當(dāng)電池電壓略有降低 時(shí)，立即停止快速充電。 (3)電池溫度控制 為了避免損壞電池，電池溫度上升到一定數(shù)值后，必須立即停止快速充電。常用的溫度控制方法如下 ： 最高溫度 (TMAX)：充電過(guò)程中，通常當(dāng)電池溫度達(dá)到 40℃ 時(shí)，應(yīng)立刻 停止快速充電，否則 就 會(huì)損害電池。電池的溫度可通過(guò)與電池裝在一起的熱敏電阻來(lái)檢測(cè)。這種方法的缺點(diǎn)是熱敏電阻的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，溫度檢測(cè)有一定滯后。 溫度變化率 (△ T/△ t)：充電電池在充電的過(guò)程中溫度都會(huì)發(fā)生變化，在充足電后，電池溫度迅速上升，而且上升速率 △ T/△ t基本相同，當(dāng)電池溫度每分鐘上升1℃ 時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即終 止快速充電。這里要說(shuō)明的是，由于熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系是非線性的，所以 為了提高檢測(cè)精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線性的影響。 采用溫度控制法時(shí)，由于熱敏電阻響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，再加上環(huán)境溫度的影響， 所以 不能準(zhǔn)確的檢測(cè)電池的充足電狀態(tài)。 (4)綜合控制法 以上各種控制方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)：因?yàn)榇嬖陔姵貍€(gè)體的差異和個(gè)別的特殊電池，若只采用一種方法，就會(huì)很難保證電池有高質(zhì)量 的充電。為了保證在任何情況下均能可靠的檢測(cè)電池的充足電狀態(tài)，可采用具有定時(shí)控制、溫度控制和電池電壓控制功能的綜合控制法。 依據(jù) 定時(shí)控制、溫度控制、最高電壓控 制等單獨(dú)作為終止條件使用的局限性，有的系統(tǒng)中鋰電池的充電終止也采用綜合控制法。鋰電池是以零增量檢測(cè)為主，時(shí)間、溫度和電壓檢測(cè)為輔的方式。系統(tǒng)在充電過(guò)程檢測(cè)有無(wú)零增量 (△ V)出現(xiàn)，作為判斷電池已充滿的正常標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)判斷充電時(shí)間、電池溫度及端電壓，是否已超過(guò)預(yù)先設(shè)定的保護(hù)值作為輔助 的 檢測(cè)手段。當(dāng)電池電壓超過(guò)檢測(cè)門限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)有無(wú)零增量出現(xiàn)，若出現(xiàn) △ V，就會(huì) 認(rèn)為電池正常充滿，進(jìn)入浮充維護(hù)狀 態(tài)；在充電過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)一直判斷充電時(shí)間、電池溫度及端電壓是否已經(jīng) 到達(dá)或超過(guò)了充電保護(hù)條件。若其中有一個(gè)條件滿足，系統(tǒng)會(huì)終 止現(xiàn)有充電方式，進(jìn)入浮充維護(hù)狀態(tài)。 17 第 3 章 鋰電池充電器硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)電路部分 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器 （ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié) 閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可 反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造 ，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C 系列 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 結(jié)構(gòu)如下圖所示： （ 1）主要特性： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 （ 2）特性概述： AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯 18 操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 （ 3）管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可 吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P0 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的低八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須接上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為低八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 ―1‖時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 ―1‖時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶 內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3 口寫入 ―1‖后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（計(jì)時(shí)器 0 外部輸入） T1（計(jì)時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的 輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 19 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高 電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 (4)芯片擦除 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE 管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 ―1‖且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 串口通訊 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關(guān)鍵 。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是 SCON， TCON， TMOD， SCON 等，各代表什么含義呢？ SBUF 數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個(gè)可以直接尋址的串行口專用寄存器。有朋友這樣問(wèn)起過(guò) ―為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個(gè)寄存器 SBUF？而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存器。 ‖實(shí)際上 SBUF 包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址－ 99H。 CPU 在讀SBUF 時(shí)會(huì)指到接收寄存器，在寫時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒(méi)有及 時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒(méi)有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來(lái)，而造成的數(shù)據(jù)重疊問(wèn)題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們?cè)趯懓l(fā)送程序時(shí)也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作 SBUF 寄存器的方法則很簡(jiǎn)單，只要把這個(gè) 99H 地址用關(guān)鍵字 sfr 定義為一個(gè)變量就可以對(duì)其進(jìn)行讀寫操作了，如 sfr SBUF = 0x99。當(dāng)然你也可以用其它的名稱。通常在標(biāo)準(zhǔn)的 或 等頭文件中已對(duì)其做了定義，只要用 include 引用就可以了。 SCON 串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都 會(huì)引用到接口控制寄存器。 SCON 就是 51 芯片的串行口控制寄