【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 碼器和鎖存器、高阻抗斬波器、穩(wěn)定的比較器，256R電阻T型網(wǎng)絡(luò)和樹(shù)狀電子開(kāi)關(guān)以及逐次逼近寄存器。輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接接到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線(xiàn)上；通過(guò)適當(dāng)?shù)耐饨与娐?，ADC0809可對(duì)0～5V的雙極性模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換[16]。D7～D0： 8位數(shù)字量輸出引腳；INT0～I(xiàn)NT7：8路模擬量輸入引腳；VCC：+5V工作電壓；GND：地；REF（+）：參考電壓正端；REF（）：參考電壓負(fù)端；START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端；ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端；EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平；OE：輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器；CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。A、B、C：地址輸入線(xiàn)，經(jīng)譯碼后可選通INT0～I(xiàn)NT7八通道中的一個(gè)通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。ADC0809與AT89C51接口電路設(shè)計(jì)：由于A(yíng)DC0809片內(nèi)無(wú)時(shí)鐘，可利用AT89C51提供的地址鎖存允許信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得，ALE腳的頻率是AT89C51時(shí)鐘頻率的1/6。單片機(jī)時(shí)鐘頻率采用6MHz，則ALE腳的輸出頻率為1MHz，再二分頻后為500KHz，恰好符合ADC0809對(duì)時(shí)鐘頻率的要求。地址譯碼引腳A、B、C分別與地址總線(xiàn)的低三位A0、AA2相連，以選通IN0～I(xiàn)N7中的一個(gè)通路。，在啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，由于A(yíng)LE和START連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時(shí)，啟動(dòng)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。，、START和OE之間有如下關(guān)系：。在工作過(guò)程中ADC0809處于隨時(shí)選通的狀態(tài)。本設(shè)計(jì)采用的是查詢(xún)方式的接法。 ADC0809與AT89C51的接口電路 8155A接口電路由于單片機(jī)I/O口有限，所以采用8155芯片擴(kuò)展89C51單片機(jī)的I/O口，用8155芯片管理鍵盤(pán)和顯示電路。8155內(nèi)部RAM用于控制參數(shù)的存儲(chǔ)，PA、PB口用于發(fā)光二極管示，PC口用于鍵盤(pán)輸入。 8155引腳圖8155采用40腳雙列直插式封裝，單一＋5V電源。帶有RAM和定時(shí)器的并行口8155的引腳功能：RESET：復(fù)位信號(hào)線(xiàn)，高電平有效，在該輸入端加一脈沖寬度為600ns 的高電平信號(hào)，就可使8155可靠復(fù)位，復(fù)位時(shí)三個(gè)輸入/輸出口預(yù)置為輸入方式。CE：片選端，8155為低電平有效，8156為高電平有效，當(dāng)8155上加上一個(gè)低電平時(shí)，芯片被選中，可以與單片機(jī)交換信息。AD0～AD7：三態(tài)地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)，在A(yíng)LE 的下降沿把8位地址鎖存于內(nèi)部地址鎖存器，地址可代RAM或輸入/輸出用，由IO/M信號(hào)的極性而定，8位數(shù)據(jù)的流向取決于RD或WR信號(hào)的狀態(tài)。ALE：地址鎖存器啟用信號(hào)線(xiàn)，高電平有效，其下降沿把AD0～AD7上的地址，片選信號(hào)、IO/M信號(hào)鎖存起來(lái)。IO/M：IO和RAM選擇信號(hào)線(xiàn)，高電平造反輸入/輸出，該線(xiàn)低電平選擇存儲(chǔ)器。RD：讀信號(hào)線(xiàn)，低電平有效，當(dāng)片選信號(hào)與RD有效時(shí)，開(kāi)啟AD0～AD7緩沖器，如果IO/M為低電平，則RAM的內(nèi)容讀至AD0～AD7，如果IO/M為高電平，則選中的輸入/輸出口的內(nèi)容讀到AD0～AD7。WR：寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，低電平有效，當(dāng)片選信號(hào)和WR信號(hào)有效時(shí)，AD0～AD7上的數(shù)據(jù)將根據(jù)IO/M極性寫(xiě)入RAM或I/O口[17]。PA0～PA7：輸入/輸出口A(yíng)的信號(hào)線(xiàn)，通用8位輸入/輸出口，輸入/輸出的方向通過(guò)對(duì)命令/狀態(tài)寄存器的編程來(lái)選擇。PB0～PB7：輸入/輸出口B的信號(hào)線(xiàn)，通用8位輸入/輸出口，輸入/輸出的方向通過(guò)對(duì)命令/狀態(tài)寄存器的編程來(lái)選擇。PC0～PC5：輸入/輸出口C的信號(hào)線(xiàn)，6位可編程輸入/輸出口，也可用作A和B口的控制信號(hào)線(xiàn)，通過(guò)對(duì)命令/狀態(tài)寄存器編程來(lái)選擇。INT：定時(shí)/計(jì)數(shù)器輸入信號(hào)線(xiàn)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘由此線(xiàn)輸入。TOUT：定時(shí)/計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)線(xiàn)，輸出信號(hào)為方波還是脈沖則由定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式而定。VCC：電源線(xiàn)，接＋５V直流電源。VSS：接地線(xiàn)，接到公用地線(xiàn)上。 顯示及按鍵電路 LED顯示電路在數(shù)字系統(tǒng)中，經(jīng)常要用到字符顯示器。目前，最常用字符顯示器為發(fā)光二極管LED字符顯示器。LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器件。這種顯示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種。通常七段LED顯示塊中有八個(gè)發(fā)光二極管，故也有人叫做八段顯示器。其中七個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成七筆字形“8”，一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。LED顯示方式有動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種。因?yàn)閯?dòng)態(tài)顯示電路能大大節(jié)省硬件開(kāi)銷(xiāo)，又因?yàn)橐@示的位數(shù)比較多，所以本設(shè)計(jì)采用的是動(dòng)態(tài)顯示方式。設(shè)計(jì)通過(guò)8155控制7位LED共陽(yáng)極動(dòng)態(tài)顯示。其中2位顯示蓄電池的充電電流，顯示精確到1A，3位顯示蓄電池的充電電壓。2位顯示PWM輸出百分比，顯示精確到1。8155提供兩個(gè)8為輸出口，PB輸出段選碼，PA口輸出位選碼。BIC8718為8位集成驅(qū)動(dòng)芯片。 按鍵及其接口因?yàn)榘存I數(shù)量較少，I/O口占用較少，采用獨(dú)立式按鍵。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，每個(gè)按鍵占用一根I/O口線(xiàn)。按鍵輸入采用低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開(kāi)時(shí)，I/O口線(xiàn)有確定的高電平。，其主要設(shè)定PWM波的輸出寬度。設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式按鍵，工作形式為中斷掃描方式。8155 PC0口為“UP”鍵，PC1口為“DOWN”鍵， PC2口為“OK”鍵?！癠P”鍵每按下一次PWM輸出百分比就加一，同時(shí)LED將會(huì)顯示相應(yīng)的參數(shù)值。“DOWN”鍵每按下一次PWM輸出百分比就減一?！癘K”鍵按下后，表示參數(shù)設(shè)定完畢，系統(tǒng)按照相應(yīng)的設(shè)定值工作。如果設(shè)定值工作一段時(shí)間，不能滿(mǎn)足充電的基本要求系統(tǒng)將推出中斷返回主程序。（7個(gè)） LED動(dòng)態(tài)顯示及鍵盤(pán)接口電路 驅(qū)動(dòng)電路 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路功能是將控制電路送來(lái)的PWM波變成能直接驅(qū)動(dòng)MOSFET的電壓信號(hào)。 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路具體分析如下：在驅(qū)動(dòng)電路和它的前置電路(即控制電路)之間運(yùn)用光耦進(jìn)行隔離，以減充電主電路對(duì)控制電路的干擾。驅(qū)動(dòng)電路的主干采用推挽式電路，以降低驅(qū)動(dòng)電路的靜態(tài)功并提高驅(qū)動(dòng)能力，驅(qū)動(dòng)更加穩(wěn)定。推挽式電路由兩個(gè)處于開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)的三極管Q3，、Q5組成，電路工作的任何時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)三極管處于一個(gè)導(dǎo)通另一個(gè)關(guān)斷狀態(tài)。要使MOSFET導(dǎo)通時(shí)，三極管Q3，導(dǎo)通，為柵極提供通向高電位的通路，柵源間Vgs電壓大到使MOSFET穩(wěn)定導(dǎo)通。要使MOSFET關(guān)斷時(shí)，三極管Q5導(dǎo)通，提供柵極通向低電位的通路，柵源間電壓Vgs小到使MOSFET穩(wěn)定關(guān)斷。自舉電容C，負(fù)端接MOSFET源極，正端接驅(qū)動(dòng)電路的12V電源，電源和自舉電容正端之間放一個(gè)二極管D3，使電流只能從12V電源流向自舉電容而不能反向流動(dòng)。當(dāng)MOSFET處于關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)，續(xù)流二極管Dl起作用，，和自舉電容串聯(lián)的電容充電限流電阻R7阻值很小，較大的電流使自舉電容很快充足電,其兩端電位差達(dá)到12V左右。當(dāng)MOSFET處于由斷到通的瞬時(shí)，三極管Q3開(kāi)始導(dǎo)通，提供自舉電容正端和柵極的通路，自舉電容兩端的電壓加在柵源極之間，對(duì)MOSFET柵極供電，使MOSFET導(dǎo)通。MOSFET一旦導(dǎo)通，源極電壓升高到幾十伏，使自舉電容負(fù)端電位值也升高到同樣大小。由于自舉電容容值較大，且自舉電容對(duì)MOSFET柵極放電電流較小，因此自舉電容兩端電壓保持12V幾乎不變，于是，自舉電容的正端電位保持比源極電壓大12V，這就使柵源極之間電壓為12V，因而MOSFET穩(wěn)定導(dǎo)通。自舉電容正端電位在幾十伏以上，大于12V電壓值，這時(shí)，+12V電源和自舉電容正端存在的二極管幾使自舉電容不會(huì)對(duì)+l2V電源放電。D3選快速恢復(fù)型的，以縮短在其反向恢復(fù)前自舉電容對(duì)+12V電源的放電時(shí)間。 在本設(shè)計(jì)中，主回路上的MOSFET1的柵源極分別連接驅(qū)動(dòng)電路的f1，f2端，而卸荷電路上的MOSFET2的柵源極分別連接f2，f3端。當(dāng)MOSFET1處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，f2，因此MOSFET2是導(dǎo)通的。當(dāng)MOSFET1處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，f2，f3兩端電壓是負(fù)的，因此MOSFET2此時(shí)是關(guān)斷的。這樣就行成了兩個(gè)MOS管工作在一個(gè)關(guān)斷另一個(gè)導(dǎo)通的狀態(tài)。 控制電路控制電路用來(lái)產(chǎn)生PWM波，我們采用TL494來(lái)實(shí)現(xiàn)。TL494是美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的一種電壓驅(qū)動(dòng)型脈寬調(diào)制控制集成電路，主要應(yīng)用在各種開(kāi)關(guān)電源中。TL494價(jià)格低廉、易購(gòu)得，和分立單元系統(tǒng)相比，在一個(gè)芯片內(nèi)，同時(shí)解決了電流和電壓調(diào)節(jié)器，脈寬調(diào)制，最大電流限制。芯片內(nèi)還設(shè)有附加監(jiān)控保護(hù)功能，使得它可獲得更優(yōu)良的工作性能，提高了抗干擾能力和可靠性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔，縮小了空間。由TL49單片機(jī)組成的充電控制回路，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。 用TL494實(shí)現(xiàn)PWM輸出TL494回路控制原理如下：TL494內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波送到PWM比較器的反相輸入端，脈沖調(diào)寬電壓AD574檢測(cè)到電池電壓、電流參數(shù)經(jīng)處理做出判斷，確定當(dāng)前的充電階段，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓信號(hào)送到比較器的同相輸入端DTC，TL494內(nèi)部PWM比較器比較后輸出一定寬度的脈沖波。當(dāng)調(diào)寬電壓變化時(shí)，TL494輸出的脈沖寬度也隨之改變，從而改變MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間，達(dá)到調(diào)節(jié)、穩(wěn)定輸出電流的目的，使電池充電電流值與設(shè)定值保持一致，形成閉環(huán)回路控制。本次設(shè)計(jì)只采用一組PWM輸出，故TL494采用單端輸出方式。單端輸出時(shí)TL494的Ql和Q2并在一起輸出PWM波。 單端輸出連接圖檢測(cè)到的電池電流轉(zhuǎn)換為0～5V的電信號(hào)，通過(guò)簡(jiǎn)單濾波電路進(jìn)行平滑、去除雜波干擾后的CURRENT送給TL494的誤差放大器I的IN+同相輸入端。設(shè)定輸入信號(hào)是由TL494的+5V基準(zhǔn)電壓源經(jīng)一精密多圈電位器分壓，由電位器滑動(dòng)端通過(guò)濾波電路接入TL494的誤差放大器I的IN反相輸入端。反饋信號(hào)和設(shè)定信號(hào)通過(guò)TL494的誤差放大器后進(jìn)行比較放大，進(jìn)而輸出占空比較低的PWM波，防止過(guò)充電。在本控制器中只用到了TL494的誤差放大器I，故將誤差放大器II的2IN+(16腳)接地、2IN(15腳)接高電平。 TL494連接圖 檢測(cè)電路檢測(cè)電路包括充電電壓檢測(cè)、充電電流檢測(cè)。 電壓檢測(cè)電壓檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)主要考慮的問(wèn)題有：在正常充電的過(guò)程中，要使單片機(jī)檢測(cè)U，需以某種途徑把U的變化映射到O至5V的范圍內(nèi)；在測(cè)量中，需要用低壓器件去測(cè)量高電壓、強(qiáng)電流模擬量，如果模擬量與數(shù)字量之間沒(méi)有電氣隔離，那么，高電壓、強(qiáng)電流很容易串入低壓器件，并將其燒毀。本次設(shè)計(jì)采用精密電阻進(jìn)行比例衰減，把輸入電壓量程范圍轉(zhuǎn)化為AD轉(zhuǎn)換器的量程范圍，然后經(jīng)RC濾波，再送給AD轉(zhuǎn)換器測(cè)量。線(xiàn)性光耦可以較好的實(shí)現(xiàn)輸入側(cè)和輸出側(cè)之間的隔離，且輸出跟隨輸入變化，%。： 電壓采樣電路 電流檢測(cè)通過(guò)霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)蓄電池的充電電流值的大小。 充電流采樣電路 霍爾電流傳感器的選型因?yàn)槌潆婋娐分凶畲蟮某潆婋娏鳛?0A，選擇了HNC100US型霍爾傳感器。：事項(xiàng)參數(shù)額定輸入電流（A）100測(cè)量電流范圍（A）0～200額定輸出電流（A）50轉(zhuǎn)換率1:2000電源電壓（V）12V、+12V電流消耗（mA）20 霍爾傳感器技術(shù)指標(biāo) 充電電路設(shè)計(jì)風(fēng)力充電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：風(fēng)機(jī)充電總體結(jié)構(gòu)圖。，充電控制器U、V、W接的三相輸出整流部分采用簡(jiǎn)單的不可控三相整流，開(kāi)關(guān)管選擇驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速度快且工作頻率高的電力MOSFTE。風(fēng)機(jī)充電控制部分工作過(guò)程如下：正常充電情況下兩個(gè)MOS管交替導(dǎo)通和關(guān)斷給蓄電池充電，當(dāng)外界風(fēng)速過(guò)大時(shí)蓄電池充電電流可能過(guò)大，這時(shí)CPU就會(huì)調(diào)整主充電電路上的MOSFET1的導(dǎo)通時(shí)間，從而調(diào)節(jié)充電電流，這樣防止蓄電池因大電流充電縮短壽命。蓄電池不能吸收的電能將通過(guò)MOSFET2導(dǎo)通在卸荷電阻上，從而保護(hù)蓄電池，即失速保護(hù)。 充電電路圖極性電容C1起濾波作用。當(dāng)MSOFET1導(dǎo)通時(shí)電路通過(guò)L1給C2充電，當(dāng)MOSFET1關(guān)斷時(shí)C2通過(guò)L2給蓄電池充電。LL2是平滑電流用的。4 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖包括主程序流程圖、A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖、控制子程序、UP、DOWN子程序、鍵盤(pán)中斷子程序流程圖、顯示子程序流程圖等。