【文章內容簡介】 路為上電復位，電源通過10K的電阻加到單片機的復位腳9腳上一個高電平復位信號，RC常數(shù)遠大于2個機械周期的時間(即2mS),即單片機在加電后，單片機能完成復位。P0口通過排阻RS1與電源相連，為P0口的每個引腳接了一個1K的上拉電阻。P0口與ADC0809的數(shù)據(jù)口相連，用于電壓和電流信號的讀取及取樣。單片機的地址鎖存輸出引腳經過四分頻后為ADC0809提供時鐘信號，， (WR)(RD)，(INT0)用于接收來自ADC0809模數(shù)轉換結束的中斷 [9] 華成英 童詩白《模擬電子技術基礎》高等教育出版社2006。圖 單片機最小系統(tǒng)模塊充電模塊主要把220V的交流電通過整流濾波，在經過高頻變壓器降壓得到電池充電所需的額定電壓。其中電源充電由UC3842控制，UC3842是一種型性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調制芯片， 采用固定工作頻率脈沖寬度可控調制方式，共有8 個引腳，各腳功能如下：①腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性；②腳是反饋電壓輸入端， 基準電壓進行比較，產生誤差電壓，從而控制脈沖寬度；③腳為電流檢測輸入端， 當檢測電壓超過1V時縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài)；④腳為定時端，內部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時間常數(shù)決定，f=(RTCT)；⑤腳為公共地端；⑥腳為推挽輸出端，內部為圖騰柱式，上升、下降時間僅為50ns 驅動能力為177。1A ；⑦腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW；⑧腳為5V 基準電壓輸出端，有50mA 的負載能力[10] 周志敏 周紀?！冻潆娖麟娐吩O計與應用》 人民郵電出版社 2005年。、V1～VC2組成濾波整流電路，變壓器T為高頻變壓器，VRC11組成功率開關管V7的保護電路，NF為供給IC電源的繞組。單端輸出IC為UC3842，其8腳輸出5V基準電壓，2腳為反相輸入，1腳為放大器輸出，4腳為振蕩電容C電阻R7輸入端，5腳為接地端，3腳為過流保護端，6腳為調寬單脈沖輸出端，7腳為電源輸入端。RC7組成負反饋，IC啟動瞬間由R1供給啟動電壓，電路啟動后由NF產生電勢經VCC5整流濾波后供給IC工作電壓。R12為過流保護取樣電阻，VC3組成反激整流濾波輸出電路。R13為內負載，V9～V12及R14～R19組成發(fā)光管顯示電路。圖1中VV6選用FR107，V8選用FR154，V7選用K792圖 電壓檢測模塊一般單片機內都自帶的AD轉換模塊，P8 為模擬通道輸入接口，輸入范圍為0~5V。P8接入蓄電池的正極，負極接GND（P14）。AD轉換將模擬量轉化為數(shù)字量，通過AT89C51在把數(shù)字信息傳送給數(shù)碼管，可以使我們在數(shù)碼管上明確看到蓄電池的電壓，同時單片機將電壓信號傳送給UC3842,UC3842通過輸入的參照電壓量，與內部基準電壓進行比較，產生的誤差信號送往脈寬調制電路，完成脈沖寬度的調制，從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。如果輸出電壓變高，則第2引腳的取樣電壓也變高，脈寬調制電路會使輸出脈沖的寬度變窄， 則開關功率管的導通時間變短，輸出電壓變低，從而使輸出電壓穩(wěn)定：反之，如果輸出電壓變低，則芯片的輸出脈沖的寬度變寬， 開關功率管的導通時間變長，輸出電壓變高．以抵消輸出電壓的降低使之穩(wěn)定下來。 ADC模塊原理圖 數(shù)碼管模塊。，主要顯示蓄電池目前的電壓值，充電時，時刻對蓄電池的電壓進行檢測，通過AD轉換，再在數(shù)碼管顯示，是我們能直觀的觀察蓄電池電壓的變化。 數(shù)碼管模塊原理圖 電源模塊電源模塊采用的是USB供電，來讓單片機，數(shù)碼管正常工作[12] 陳勁松 何德建 《STC12C5A60S2實驗板 》 湖北汽車工業(yè)學院 。 電源模塊 LED指示模塊指示電LED指示燈組成。當預充電時，燈D1；快速充電時燈D2亮；補足充電時燈D3亮；浮充電時燈D4亮。充電完成時沒有燈亮。單片機根據(jù)傳送來的電壓信號，按照電壓量的大小做出判斷，通過LED來顯示，以便我們能更直觀的觀察蓄電池的充電情況。圖 LED指示電路圖 外部分壓電路因為電動自行車蓄電池的電壓最高為48V，然而采集模擬電壓的范圍為0V到5V，所以只有進行分壓，要確保單片機集成電路正常工作，當蓄電池滿電時，分壓后采集的電壓也不超過5V，所以設計12個電阻進行串聯(lián)，達到分壓的效果。圖 第四章 軟件系統(tǒng)設計 系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)采用8位的AT89C51單片機來完成對系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)處理，當上電復位后單片機首先對ADC0809進行初始化，測量蓄電池的電壓，讀取由ADC0809轉換出來的數(shù)字信號[13] Hua Bai and Chris Mi Transients of Modern Power Electronics Wiley 2010。由單片機換算出蓄電池的實際電壓值，由實際的電壓值決定對蓄電池進行那種階段的充電，并將此時的電壓值傳送給UC3842，控制導通與斷開實現(xiàn)對蓄電池的充電。在充電器對蓄電池進行充電的同時，單片機實時地測量充電的電流和蓄電池的電壓，并對電流和電壓信號傳送給UC3842進行處理，不斷地調整PWM波形的占空比[14] William M. Flanagan Handbook of Transformer Design and Applications McGrawHill Professional 1993 。當蓄電池充滿電時，單片機控制繼電器，斷開電源停止充電，：首先通過對蓄電池電壓的檢測，如果電壓小于10V，這個時候由單片機控制充電模塊，進行小電流充電，因為蓄電池的的電壓太低，處于深度放電狀態(tài)，這個時候進行快速充電，大電流注入，會損耗蓄電池的壽命，反之，如果大于10V，單片機就直接控制充電模塊進行快速充電。當進行預充電，一段時間過后，蓄電池的電壓上升，當?shù)竭_10V時，這時單片機會控制充電模塊由預充電狀態(tài)進入快速充電狀態(tài)。隨著充電的進行，蓄電池的電壓快速上升，當上升到40V時，這個時候電池的電壓已經接近滿了，由于快速充電是大電流強制注入，所以這個時候不適合了，所以這個時候單片機控制充電模塊，轉入補足充電，進行小電流充電。隨著補足充電的進行，幾分鐘過后，電池的電壓接近滿了，這個時候為了電池的電量回復100%，我們可以從數(shù)碼管上明顯看到蓄電池的電壓，當?shù)?7V時，單片機控制充電模塊進行浮壓充電。此階段主要用來補充蓄電池自放電所消耗的能量，只要電池接在充電器上并且充電器接通電源，充電器就會給電池不斷補充電荷，這樣可使電池總處于充足電狀態(tài)。這個時候電壓的數(shù)據(jù)一般沒有明顯變化，單片機會在3分鐘后控制充電模塊斷開來斷開電源，也預示著充電的結束。開始U47V？U40V？U48V？初始化啟動模數(shù)轉換預充電快速充電U10V？補足充電讀取電壓幅值浮壓充電讀取電壓幅值停止充電讀取電壓幅值讀取電壓幅值NYNYNYNY 充電過程流程圖電壓的采集就是將實際電壓用數(shù)字顯示出來，通過AD轉換，將模擬量裝化為數(shù)字量，單片機讀取數(shù)字信號，再將電壓值顯示在數(shù)碼管上[15] . Kiehne Battery Technology Handbook (Electrical Engineering and Electronics) CRC Press 2003 。AD轉換的模擬量輸入端口的電壓為0~5V。然而電動自行車的蓄電池一般為48V，所以進行蓄電池的兩端電壓進行采集，必須先分壓，使用串聯(lián)電阻分壓，采集其中一段電壓值，使最高電壓值小于5V，在經過AD裝換，傳送給單片機，單片機根據(jù)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)反成蓄電池的實際電壓值，然后顯示在數(shù)碼管上，同時根據(jù)電壓值的大小與10V，40V，47V比較，確定蓄電池處于充電的哪個階段，以控制4個LED的中的哪個亮。 電壓采集流程圖 部分模塊程序段顯示： AD延時程序段：void AdcDelay(Uint16 t){ Uint16 n。 while(t) { n = 6000。 while(n)。 }}[16] 徐愛鈞 彭秀華《單片機高級語言 C51 應用程序設計》北京航空航天大學出版社 2006附錄系統(tǒng)設計程序實現(xiàn)功能:STC12c5a60s2 ADC測試程序，以P1^1作為AD采集口，數(shù)碼管顯示采集數(shù)據(jù)8位（0～255）組成文件: 主程序文件 STC12C5A60S2 ADC驅動程序文件 硬件連接: 模擬電壓輸入到P1^1口（0～5V） …… …… ……============================================================================*/include include .\src\ADC\include .\src\SegledDisp\/******************************************** 函 數(shù)：void main(void) 參 數(shù)：無 功 能：測試程序主函數(shù) 返回值：無 更 新：無 備 注：無*********************************************/void main(vo