【文章內(nèi)容簡介】 .6I N 12A3V14vR?R E S 2G N DD1D I O D EV C C 1 9 VV C C 2 6 V 圖 7 Li電池模塊電路圖 電池充電電路 應(yīng)急燈電池的充電非常重要，如果電池出現(xiàn)過充電或者充電不夠，直接導(dǎo)致應(yīng)急燈具電池的使用壽命?？紤]到精確的快速充電模式需要非常復(fù)雜的電路，目前幾乎所有的應(yīng)急燈具都采用固定時間慢充的方式給電池充電。當(dāng)慢速充電完成后，轉(zhuǎn)為涓流充電，以保證電池繼續(xù)處于充滿狀態(tài)，從國家標(biāo)準(zhǔn)來看，要求涓流充電電流小于 。 本設(shè)計(jì)由單片機(jī) 和 引腳控制 Li 電池的充電。當(dāng) 為高電平時 NPN三極管 Q1 導(dǎo)通 ,Q1 的發(fā)射機(jī)有電流，即 Q2 的基極有了電流使 Q2 管導(dǎo)通，這時由主電電源給 Li 電池充電。若單片機(jī) 為低電平 Q1 管不能導(dǎo)通， Q2 管沒有基極電流，從而 Q2 管不會導(dǎo)通 Li 電池不能充電。單片機(jī) 引腳同樣控制三極管 QQ4 給 Li 電池充電。單片機(jī) 和 引腳同時為高電平可使 Li 電池快速充電（見圖 8）。 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 智能應(yīng)急燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 D1D IO D ER 2 71 0 0 KB T 16VG N DQ1N P NQ2P N PR 2 0R 2 2R E S 2R 2 1P 1 .5V C CA 9 V 圖 8 Li電池充電電路 自帶電源型消防應(yīng)急燈具由于使用的獨(dú)立電源作為備用電源，電池的特性會直接影響到應(yīng)急時間、光源的亮度，因此采用合適的電池非常重要。本設(shè)計(jì)采用 Li 充電電池。同時，控制系統(tǒng)必須對電池進(jìn)行檢測： 檢測到的電 壓輸入 A/D 轉(zhuǎn)換器中變?yōu)閿?shù)字信號送到單片機(jī)中進(jìn)行處理。 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入值在 0~5V之間（見圖 9）。 1）當(dāng)輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器 IN1 中的電壓為 0~，電池為短路狀態(tài)。 2）當(dāng)輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器 IN1 中的電壓為 ~，電池為正常狀態(tài)。 3）當(dāng)輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器 IN1 中的電壓為 ~5V時，電池為斷路狀態(tài)。 D1D I O D ER 2 71 0 0 KB T 16VG N DI N 12A3V14VR 3 42 0 KQ1N P NQ2P N P4 . 7 KR 2 0R 2 2R E S 24 . 7 KR 2 1P 1 .5V C CA 9 V 圖 9 電池檢測電路 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 智能應(yīng)急燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 當(dāng)有市電時，應(yīng)急燈的電源由市電提供。市電通過 LED D2 供電給 A 點(diǎn)。當(dāng)無市電時， Q6 管馬上導(dǎo)通，隨即 Q5 導(dǎo)通，由 Li 電池供點(diǎn)給 A 點(diǎn)。由此電 路可完成電源轉(zhuǎn)換功能（見圖 10）。 D1D I O D ER 2 7R E S 2B T ?B A T T E R YG N DQ5P N PQ6N P NR 2 8R E S 2R 2 9R E S 2R 3 0R E S 2G N DV c cV c cA7 8 0 6 _ V o u tD3D I O D ED2D I O D E 圖 10 電源轉(zhuǎn)換電路 單片機(jī)模塊 單片機(jī)模塊電路主要由看門狗電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路和光源檢測電路等組成。單片機(jī)模塊框圖見圖 11，電路圖見圖 12。 單 片 機(jī) 數(shù) 據(jù) 采 集復(fù) 位 看 門 狗 圖 11 單片機(jī)模塊框圖 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 智能應(yīng)急燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 V c c45P 1. 046P 1. 147P 1. 248P 1. 349P 1. 450P 1. 551P 1. 652P 1. 753R S T54R X D55T X D56I N T 057I N T 158T059T160P 3. 6\ W RP 3. 7\ R DX263X164G N D65P 0. 0P 00P 0. 1P 01P 0. 2P 02P 0. 3P 03P 0. 4P 04P 0. 5P 05P 0. 6P 06P 0. 7P 07EA74A L EA L EP S E N76P 2. 7P 27P 2. 678P 2. 579P 2. 480P 2. 381P 2. 282P 2. 183P 2. 084U48051D0P 00Q0A D D AQ1A D D BQ2A D D CQ3115Q4117Q5118Q6119Q7120D1P 01D2P 02D3123D4124D5125D6126D7127OE128LEA L EU?74L S 373I N 085I N 186I N 287I N 388I N 489I N 590I N 691I N 792r e f ( )93r e f ( + )94m s b2 1P 072 2P 062 3P 052 4P 042 5P 032 6P 022 7P 011s b2 8P 00E O CE O CA D D A104A D D B105A D D C106A L E107E N A B L E108S T A R T109C L O C K110U50809V c cU1N O RU2N O RU1N O TA R 1O P A M PR 340. 3kR 352MD1L E DV C CS1S W P B C 10C A PC9C A PY111. 0592M H ZC 1222uFR 3210KR 3310KCS131SO132WP133V s s134R E S E T137S C K138SI139V c c140X 25045R1C om pone nt _1V C CR 311KU1ORV C C0. 1uFC 11U6D4L E DV C CR 3810KR E 0Q1N P NQ2P N P4. 7KR 20R 22R E S 24. 7KR 21P 2. 3R 360. 01kR 350. 1kD5L E DR 3810K 圖 12 單片機(jī)模塊電路圖 器件選型 本設(shè)計(jì)采用 MCS51 系列單片機(jī)。 51 單片機(jī)的典型產(chǎn)品有 8031,8051 和 8751 三種機(jī)型，除片內(nèi)程序存儲器的容量不同外，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳完全形同。本設(shè)計(jì)采用的是 8051，其引腳配置圖見圖 13。 HMOS 的 MCS51 單片 機(jī)采用雙列直插式封裝，有 40 個引腳，分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線 3 類見圖 13。 MCS51 系列單片機(jī)的各引腳的功能如下： 1）主電源引腳 Vcc， Vss Vcc：接 +5V電源 Vss：接地 2）外接晶振引腳 XTAL1,XTAL2 XTAL1：片內(nèi)反相放大器輸入端 XTAL2：片內(nèi)反相放大器輸出端 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 智能應(yīng)急燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 V c c45P 1 . 046P 1 . 147P 1 . 248P 1 . 349P 1 . 450P 1 . 551P 1 . 652P 1 . 753R S T54R X D55T X D56I N T 057I N T 158T059T160P 3 . 6\ W RP 3 . 7\ R DX263X164G N D65P 0 . 0P 0 0P 0 . 1P 0 1P 0 . 2P 0 2P 0 . 3P 0 3P 0 . 4P 0 4P 0 . 5P 0 5P 0 . 6P 0 6P 0 . 7P 0 7EA74A L EA L EP S E N76P 2 . 7P 2 7P 2 . 678P 2 . 579P 2 . 480P 2 . 381P 2 . 282P 2 . 183P 2 . 084U48051V c c 圖 13 51 單片機(jī)引腳圖 外接晶體時 XTAL1,、 XTAL2 各接晶體一端構(gòu)成振蕩器。 3）輸入 /輸出引腳 P0， P1， P2， P3 ~:P0 口的 8 各引腳， P0 口是 8 位漏極開路型雙向 I/O 擴(kuò)展接口時 ， ~ 分時復(fù)用，做低 8 位地址總線與雙向 8 位數(shù)據(jù)總線。 ~:P1 口的 8 個引腳， P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，對于 52 子系列， 還可以用于定時器 /計(jì)數(shù)器 2 的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2， 還可以作為定時器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部控制端 T2EX。 ~： P2 口的 8 個引腳， P2 口也是一個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，在訪問片外存儲器或擴(kuò)展 I/O 接口是，還用于提供高 8 位地址。 ~:P3 口的 8 個引腳， P3 口也是一個帶上拉電阻的 I/O 口，除可工作為雙向的輸入輸出口外，還具有第 2 功能。 4)控制線（ 4 條） ALE/PROG:雙功能引腳。由于 P0 口的 8 個引腳是低 8 位地址總線與數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用，因此必須將 P0 口輸出的低 8 位地址進(jìn)行鎖存。在訪問片外存儲器時，每機(jī)器周期該信號出現(xiàn) 2 次。其下降沿用于控制鎖存 P0 口輸出的低 8 位地址。即使不訪問片外存儲器，訪問引腳上仍出現(xiàn)上述頻率的周期性信號，因此也可作為對外輸出的時鐘脈沖，頻率為振蕩器頻率的 1/6。必須注意的是：在訪問片內(nèi)外存儲器時， ALE脈沖會跳空 1 個。 對片內(nèi)含有 EPROM 的機(jī)型，此引腳在編程時可作為編程脈沖 /PROG 的輸入端。 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 智能應(yīng)急燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 /PSEN：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，在 CPU 從片外程序存儲器取址期間，此信號每個機(jī)器周期兩次有效，已通過 P0 口讀入指令，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器時，該信號不出現(xiàn)。 /EA/Vpp：雙功能引腳，衛(wèi)片外程序存儲器選用端。當(dāng)該引腳信號有效（低電平）時，選擇片外程序存儲器，否則，即 /EA/Vpp=1 時，訪問片內(nèi)程序存儲器。 RST/VP0：雙功能引腳，在單片機(jī)工作期間，當(dāng)引腳上出現(xiàn)連接 2 個機(jī)器周期的高電平時可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 在 VCC掉電期間，若該引腳接備用電源（ +5V），可向片內(nèi) RAM 供電，以 保存片內(nèi) RAM 中的信息。 A/D ADC0809 ADC0809 是 NS 公司生產(chǎn)的 CMOS、 8 位、 8 通道、逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。 它的主要特點(diǎn)如下： 1)逐次比較型，單電源供電，具有三臺輸出所存。 2)輸出與 TTL 兼容，無需外部進(jìn)行 0 點(diǎn)和滿度調(diào)整。 3) 8 位分辨率，最大非線性誤差 ? %LSB。 4）轉(zhuǎn)換時間為 100us,存取時間為 135us。 5）功耗為 15mW。 ADC0809 的引腳分布圖如圖 14 所示。引腳功能說明如下： 1） IN0~IN7： 8 路輸入通道的模擬量輸入端口。 2） 21~28： 8 位數(shù)字量輸出端口。 3） START、 ALE： START 為啟動控制輸入端口， ALE 為地址鎖存控制信號端口，這兩個端口可以連接在一起，輸入一個正脈沖時，便啟動模 /數(shù)轉(zhuǎn)換。 4） EOC、 OE： EOC 為轉(zhuǎn)換輸出結(jié)束信號脈沖輸出端口， OE 端的電平由低變高，打開三態(tài)輸出鎖存器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 5） REF（ +）、 REF（ ）： REF（ +） 和 REF（ ） 為參考電壓輸入端。 6） CLK:時鐘輸入端。 7） ADD_A、 ADD_B、 ADD_C： 8 路模擬量的三位地址選通輸入端，已選擇對無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 智能應(yīng)急燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 應(yīng)的輸入通道，類似 38 譯碼器的選通。 I N 085I N 186I N 287I N 388I N 489