【正文】 源。、充電電路 充電電路圖次級(jí)繞組接DDD10和D15構(gòu)成二次整流電路， 470UF的電解電容C8電行濾波電容。而有了C3RD7組成的緩沖電路，在變壓器上電一瞬間，由于電容C6兩端的電壓不能突變，有個(gè)上升的過程，它兩端的電壓隨著電容的充電而升高，從而起到緩沖的作用。PNP三極管Q3用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)管DFF4N60，確保開關(guān)管的導(dǎo)通，R9～R12為限流電阻。而調(diào)節(jié)方波的占空比則能控制流過變壓器線圈電流的大小。光電耦合器NEC2501(U3)由單片機(jī)控制，單片機(jī)給低電它就會(huì)導(dǎo)通，接著PNP三極管導(dǎo)通，從而使直流12V電源加到開關(guān)管的柵極上，開關(guān)管導(dǎo)通高頻變壓器T1的初級(jí)繞組就有電流通過；單片機(jī)給高電平光耦就截止，開關(guān)管的柵源極之間沒有電壓降，開關(guān)管截止高頻變壓器T1的初級(jí)繞組沒有電流。保護(hù)電路的熔斷器為電路過流的保護(hù)，壓敏電阻RT1用于電路的過壓保護(hù)，而熱敏電阻RT為浪涌電流保護(hù)，在剛上電的瞬間，電路會(huì)產(chǎn)生浪涌電流，此時(shí)執(zhí)敏電阻的阻值就會(huì)迅速的增大，在浪涌電路結(jié)束之后它的阻值幾乎為零。由于電容兩端的電壓不能突變，電容C1～C4處于短路狀態(tài)，二極管上不流過很大的電流，從而保護(hù)了二極管。整流濾波電路由四個(gè)二極管D1～D四個(gè)電容C1～C4和一個(gè)濾波電容C5組成，電容C1～C4()對(duì)交流50Hz阻抗很大，而對(duì)高頻干擾的阻抗很小，基本上可以通過它順利入地。三極管Q1用于將光電耦合器NEC2501的信號(hào)放大，以確保有效的驅(qū)動(dòng)繼電器，其中RRR3和R4為限流電阻。繼電器J1驅(qū)動(dòng)電路由光電耦合器NEC250PNP三極管Q1和續(xù)流電路構(gòu)成，光電耦合器NEC2501能將強(qiáng)電與弱電進(jìn)行電的隔離，防止現(xiàn)場強(qiáng)電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到單片機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)蓄電池充滿電時(shí)，單片機(jī)先停止向雙向晶閘管的門極發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，此時(shí)雙向晶閘管仍處于導(dǎo)通的狀態(tài)，接著向控制繼電器的光電耦合器發(fā)出低電平，繼電器的線圈導(dǎo)通，繼電器的常閉開關(guān)斷開，交流220V電源無法送給雙向晶閘管，從而使雙向晶閘管截止，充電器停止對(duì)蓄電池充電。 圖 、功能模塊電路設(shè)計(jì)、交流220V整流濾波電路 交流220V整流濾波電路 ，交流220V整流濾波電路由繼電器電路、雙向晶閘管電路、橋形濾波整流電路和保護(hù)電路組成。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。、LM324是四運(yùn)放集成芯片LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝。直到A／D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。ADC0809的工作過程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。（5）． 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來判斷。（3）． 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 ADC0809應(yīng)用說明（1）． ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。通道選擇表如下表所示。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 IN0－IN7：8條模擬量輸入通道 ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是0－5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 Vcc：電源，單一＋5V。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。 3．外部特性（引腳功能） ADC0809引腳 ADC0809實(shí)物圖ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖13．23所示。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度 7）低功耗，約15mW?！　?）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。在讀寫定時(shí)器2 或RCAP2寄存器時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉定時(shí)器（TR2清0）。在這種模式下，定時(shí)器在每一狀態(tài)都會(huì)增加，讀或?qū)懢筒粫?huì)準(zhǔn)確。定時(shí)器2處于波特率產(chǎn)生模式，TR2=1，定時(shí)器2正常工作。特別強(qiáng)調(diào)，TH2的翻轉(zhuǎn)并不置位TF2，也不產(chǎn)生中斷； EXEN2置位后，T2EX引腳上1～0的下跳變不會(huì)使（RCAP2H，RCAP2L）重載到（TH2，TL2）中。[65536 (RCAP2H,RCAP2L)]其中，（RCAP2H,RCAP2L）是RCAP2H和RCAP2L組成的16位無符號(hào)整數(shù)。定時(shí)器2 用于定時(shí)器操作與波特率發(fā)生器有所不同，它在每一機(jī)器周期（1/12晶振周期）都會(huì)增加；然而，作為波特率發(fā)生器，它在每一機(jī)器狀態(tài)（1/2晶振周期）都會(huì)增加。模式1和模式3的波特率由定時(shí)器2溢出速率決定，具體如下公式：模式1和模式3波特率＝定時(shí)器2溢出率/16定時(shí)器可設(shè)置成定時(shí)器，也可為計(jì)數(shù)器。設(shè)置RCLK 和（或）TCLK 可以使定時(shí)器2 工作于波特率產(chǎn)生模式。 T2MOD定時(shí)器2控制寄存器T2MOD 地址：0C9H 復(fù)位值：XXXXXX00B 不可位尋址－－－－－－T2OEDCEND7D6D5D4D3D2D1D0 T2MOD定時(shí)器2控制符號(hào)功能－無定義，預(yù)留擴(kuò)展T2OE定時(shí)器2輸出允許位DCEN置1后，定時(shí)器2可配置成向上/向下計(jì)數(shù)、 波特率發(fā)生器通過設(shè)置T2CON（）中的TCLK或RCLK可選擇定時(shí)器2 作為波特率發(fā)生器。定時(shí)器2上溢或下溢，外部中斷標(biāo)志位EXF2 被鎖死。當(dāng)TH2 和TL2 分別等于RCAP2H 和RCAP2L中的值的時(shí)候，計(jì)數(shù)器下溢。定時(shí)器的溢出也使得RCAP2HRCAP2L中的16位值分別加載到定時(shí)器存儲(chǔ)器TH2和TL2中。T2EX上的一個(gè)邏輯1使得定時(shí)器2向上計(jì)數(shù)。置位DCEN，允許定時(shí)器2向上或向下計(jì)數(shù)。如果EXEN2=1，計(jì)數(shù)溢出或在外部T2EX（）引腳上的1到0的下跳變都會(huì)觸發(fā)16位重載。計(jì)數(shù)溢出也使得定時(shí)器寄存器重新從RCAP2H 和RCAP2L 中加載16 位值。通過T2CON 中的EXEN2 位可以選擇兩種方式。DCEN 設(shè)置后，定時(shí)器2就可以取決于T2EX向上、向下計(jì)數(shù)。這一功能可以通過特殊寄存器T2MOD（）中的DCEN（向下計(jì)數(shù)允許位）來實(shí)現(xiàn)。像TF2 一樣，T2EX 也會(huì)引起中斷。除上述功能外，外部輸入T2EX引腳（）1至0的下跳變也會(huì)使得TH2和TL2中的值分別捕捉到RCAP2H和RCAP2L中。如果EXEN2=0，定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，溢出時(shí)，對(duì)T2CON 的TF2標(biāo)志置位，TF2引起中斷。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個(gè)完整的機(jī)器周期內(nèi)保持不變。在檢測到跳變的這個(gè)周期的S3P1 期間，新的計(jì)數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。在這種方式下，每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣外部輸入。由于一個(gè)機(jī)器周期由12 個(gè)晶振周期構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。定時(shí)器2 有2 個(gè)8位寄存器：TH2和TL2。定時(shí)器2有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。 T2CON：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2控制寄存器T2CON 地址為 0C8H 復(fù)位值：0000 0000BTF2EXF2RLCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL2D7D6D5D4D3D2D1D0、 定時(shí)器2定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它既可以做定時(shí)器，又可以做事件計(jì)數(shù)器。＝0 將引起T2EX 的負(fù)脈沖。＝0，定時(shí)； ＝1，外部事件計(jì)數(shù)（下降沿觸發(fā)）CP/RL2捕捉/重載選擇標(biāo)志位。若EXEN2＝0，定時(shí)器2將視T2EX端的信號(hào)無效TR2開始/停止控制定時(shí)器2。EXEN2定時(shí)器2外部允許標(biāo)志位。TCLK串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。RCLK串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。EXF2 必須如見清“0”。EXEN2=1 時(shí)，T2EX 上的負(fù)跳變而出現(xiàn)捕捉或重載時(shí)，EXF2 會(huì)被硬件置位。RCLK=1 或TCLK=1 時(shí)，TF2不用置位。 P1口 第二功能引腳號(hào)第二功能T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）MOSI（在系統(tǒng)編程用）MISO（在系統(tǒng)編程用）SCK（在系統(tǒng)編程用） T2定時(shí)、計(jì)數(shù)器控制寄存器符號(hào)功能TF2定時(shí)器2 溢出標(biāo)志位。AT89S52單片機(jī)與AT89S51單片機(jī)有區(qū)別的是P1口，P1口除了作為單片機(jī)的并口外，它還具有第二功能。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。同時(shí)蓄電池通過DCDC變換器經(jīng)整流濾波后給單片機(jī)、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、指示電路和其它的電路提供電源。單片機(jī)通過軟件將送進(jìn)來的電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際值，并將它們與上一次的實(shí)際值進(jìn)行比較，然后再調(diào)節(jié)輸出的PWM波形的頻率和占空比，并控制指示燈的亮滅來指示充電的過程。在蓄電池的出口處分別的進(jìn)行電壓和電流的采樣，采樣信號(hào)送入低通濾波器以濾掉諧波的干擾。方案二成本比方案一略高一點(diǎn)，易于接受，而且編程沒有那么的復(fù)雜，在本次設(shè)計(jì)選擇此方案。繼電器蓄電池采樣電路FPGA模數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)管高頻變壓器指示電路電源 方案三綜合以上三個(gè)方案，方案一雖然所需的成本是最低，技術(shù)簡單、成熟，但是與本次題目的要求不相符合。這是充電器目前比較新的一種方法，這種方案的特點(diǎn)是，技術(shù)是最復(fù)雜、使用VHDL語言編程比較復(fù)雜，沒有實(shí)用經(jīng)驗(yàn)、所需的元器件少、成本比上兩個(gè)方案都要高，但是由于FPGA能通過編程構(gòu)造各種功能的模塊，可以大大的減少外圍電路，增加電路的抗干擾的能力，F(xiàn)PGA的晶振頻率一般為幾十MHz，故信號(hào)的采樣頻率高。這個(gè)PWM信號(hào)送給開關(guān)電源開關(guān)管，從而便調(diào)節(jié)的開關(guān)管在一個(gè)周期內(nèi)關(guān)斷和導(dǎo)通的時(shí)間，也就是控制了高頻變壓器通斷的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)控制高頻變壓器輸出電壓和電流的大小。數(shù)字信號(hào)送入FPGA，由FPGA的有限狀態(tài)機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和處理。由FPGA代替PWM信號(hào)發(fā)生器輸出PWM波形控制開關(guān)管在一個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通與斷開。用VHDL設(shè)計(jì)主要是利用有限狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在充滿電的情況下才會(huì)產(chǎn)生過充電的現(xiàn)象，減少蓄電池的損耗，延長蓄電池的壽命。當(dāng)蓄電池充電滿后，由單片機(jī)輸出信號(hào)控制開關(guān)斷開電源，充電器便停止對(duì)蓄電池的充電。然后單片機(jī)調(diào)整PWM輸出信號(hào)的占空比。電壓、電流采樣電路將蓄電池的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)分別送進(jìn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將電壓和電流的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。高頻變壓器蓄電池PWM波形發(fā)生器電流電壓反饋 方案一方案二：用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的方案。這種方法是目前市場充電器流行使用的方法，也是一種很技術(shù)非常成熟的方法。PWM信號(hào)性器對(duì)反饋回來的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行分析，然后調(diào)整PWM輸出信號(hào)的占空比。方案一：用PWM信號(hào)發(fā)生器(比如UC3842)實(shí)現(xiàn)的方案。當(dāng)蓄電池的電壓達(dá)到額定值后，說明蓄電池已經(jīng)充滿電，單片機(jī)控制開關(guān)，斷開電源，停止充電。這兩個(gè)實(shí)時(shí)信號(hào)反饋給單片機(jī)，由單片機(jī)判斷后，控制PWM波形的占空比。 控制部分則包括單片機(jī)模塊、電源通斷控制模塊、開關(guān)管驅(qū)動(dòng)模塊三個(gè)基本部分。由市電送來的220V交流電經(jīng)整流、濾波后，經(jīng)脈沖變壓器降壓送給蓄電池進(jìn)行充電。此時(shí)也標(biāo)志著充電過程已結(jié)束。此時(shí)充電電流逐漸減小，當(dāng)電流下降至某一閾值時(shí)，轉(zhuǎn)入浮充階段。、 補(bǔ)足充電快速充電終止后，電池并不一定充足電，為了保證電池充入100％的電量，對(duì)電池還要進(jìn)行補(bǔ)足充電。采用這種方法可以消除充電接近充滿時(shí)易出現(xiàn)的振蕩現(xiàn)象及過充電問題。、 脈沖快速充電 在快速充電過程中，采用分級(jí)定電流脈沖快速充電法，將充電電流分成三級(jí)。 鉛酸蓄電池充電過程中的電壓、電流原理示意圖、 預(yù)充電對(duì)長期不用的電池、新電池或在充電初期已處于深度放電狀態(tài)的蓄電池充電時(shí)，一開始就采用快速充電會(huì)影響電池的壽命。 快速充電原理圖充電電流大電流放電固有充電曲線大電流放電顯著地提高了蓄電池的充電接受力i0t、 充電方法設(shè)計(jì)基于上述理論，并考慮到鉛酸蓄電池自身的一些特性，本文介紹的快速充電裝置所采用的充電方法將整個(gè)充電過程分為了預(yù)充電、脈沖快速充電、補(bǔ)足充電、浮充電4個(gè)階段。馬斯三定律說明，在充電過程中，當(dāng)充電電流接近蓄電池固有的微量析氣充電曲線時(shí)，適時(shí)地對(duì)電池進(jìn)行反向大電流瞬間放電，以消除電池的極化現(xiàn)象，可以提高蓄電池的充電接受能