基于單片機(jī)的多用太陽(yáng)能手機(jī)充電器畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(含ppt-文庫(kù)吧資料
2024-08-19 08:16本頁(yè)面
【正文】 回充電結(jié)束電壓4V？電流？YNYN圖12 充電子程序結(jié)構(gòu)流程圖 電源子程序的設(shè)計(jì)本太陽(yáng)能手機(jī)充電器與傳統(tǒng)充電器相比，最大的優(yōu)點(diǎn)就是不僅能直接給電池充電，還能作為普通的直流電源使用，其中的5V直流輸出也可以直接給手機(jī)充電，或作為MP3等其他小電子設(shè)備的供電電源。充電過(guò)程中，“充電”指示燈亮；充滿時(shí)，“充飽”指示燈亮，“充電”指示燈滅，通過(guò)按鍵設(shè)置可控制充電時(shí)間。 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序數(shù)據(jù)采集主要由單片機(jī)控制ADC0809完成，程序分為數(shù)據(jù)初始化，發(fā)送啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，接收數(shù)據(jù)，處理并存入緩存，程序流程如圖11所示。對(duì)于電路中的74LS164共陰極數(shù)碼管數(shù)據(jù)位和字形的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表。顯示子程序是怎么將顯示緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)變成相應(yīng)的字形碼呢?具體的方法是將每個(gè)數(shù)字的字形碼以16進(jìn)制數(shù)從小到大的次序依次存放在存儲(chǔ)器中的固定區(qū)域中，構(gòu)成顯示代碼表。顯示子程序首先初始化串口，使串口工作在方式0，再讀取顯示緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)(顯示緩沖區(qū)主要是用來(lái)存放即將要顯示的數(shù)據(jù))，然后通過(guò)查表的方式找到對(duì)應(yīng)的字形碼，最后把字形碼寫入串口寄存器SBUF通過(guò)串口方式0發(fā)送出去。入口讀I/O口處理后存入緩存延時(shí)Y返回N圖10 按鍵子程序結(jié)構(gòu)流程圖 數(shù)碼管顯示子程序開機(jī)時(shí)，初始化數(shù)碼管，通過(guò)串口將“0”的字形碼輸出使數(shù)碼管顯示“O”。其中讀取端口后要做一定的延時(shí)以排除鍵抖引起的誤動(dòng)作。開始清片內(nèi)RAM初始參數(shù)設(shè)定AD設(shè)定定時(shí)器設(shè)定中斷設(shè)定返回圖9 初始化程序流程 按鍵采集程序鍵盤子程序用于探測(cè)開關(guān)、是否處在有效的開關(guān)狀態(tài)，以決定是否啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行所需的各個(gè)參數(shù)，設(shè)置定時(shí)器和中斷設(shè)定。這些未知的值在單片機(jī)復(fù)位完成，正式運(yùn)行以后，會(huì)產(chǎn)生無(wú)法讓程序設(shè)計(jì)人員掌握的后果，甚至?xí)斐上到y(tǒng)的損壞。開始初始化電池充電充電子程序電源子程序YesNo結(jié)束圖8 程序整體框架流程 電路啟動(dòng)初始化初始化是為單片機(jī)的運(yùn)行設(shè)置初始的運(yùn)行環(huán)境，主要完成以下工作：清片內(nèi)，每次單片機(jī)加電時(shí)，都將引起單片機(jī)的上電復(fù)位操作。在本設(shè)計(jì)中，電阻R4采用20K/，在輸出最大500mA時(shí)Uo不超過(guò)5V，輸出電壓便于ADC0809采集并作數(shù)字化處理。RS－為內(nèi)傳感電阻的負(fù)載端。GND為地端或電源負(fù)端。A。圖7 MAX471典型應(yīng)用電路MAX471所需的供電電壓Vbr/Vcc為3～36V，所能跟蹤的電流的變化頻率可達(dá)到130kHz，采用8腳封裝，其典型應(yīng)用電路如圖七所示。在這種情況下，用戶可根據(jù)自己的需要配置外接的傳感電阻與增益電阻。MAX471內(nèi)置35mΩ精密傳感電阻，可測(cè)量電流的上下限為3A。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)，而觸發(fā)單片機(jī)動(dòng)作準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上，單片機(jī)讀取P0口然后做下一步處理操作。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。ADC0809具體工作過(guò)程為：、將地址存入地址鎖存器中。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。D7－D0為數(shù)字量輸出線。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。表1 CBA通道選擇表C B A選擇的通道0 0 0IN00 0 1IN10 1 0IN20 1 1IN31 0 0IN41 0 1IN51 1 0IN61 1 1IN7數(shù)字量輸出及控制線：11條 ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。 地址輸入和控制線：4條 ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。（1）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖6 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖ADC0809由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。圖5 BUCK變換器電路 電壓電流的A/D采集ADC0809是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的器件。在本電路中輸入始終大于輸出，所以采用脈寬調(diào)制方式的BUCK變換器，BUCK變換器又稱降壓變換器、串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源、三端開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器。（4）Cuk電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電容傳輸。（2）Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于輸入電壓Ui，極性相同。DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。它有兩種類型，即線性變換器和開關(guān)變換器。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，有單片機(jī)處理編碼后送到數(shù)碼管上顯示。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用的是共陽(yáng)極數(shù)碼管，因而各數(shù)碼管的公共極接電源VCC，本電路有LM7805提供，并采用三只串聯(lián)的二極管降壓，而非電阻降壓，這樣保證個(gè)數(shù)碼段的亮度一致。圖4 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路單片機(jī)AT89C51的串口外接1片74LS164作為L(zhǎng)ED顯示器的靜態(tài)顯示接口，把AT89C2051的RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD作為移位時(shí)鐘脈沖。可以提供單獨(dú)鎖存的I／O接口電路很多，常用的就是通過(guò)串口外接串并轉(zhuǎn)換器74LS164，擴(kuò)展并行的I／O口。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I／O接口用于筆劃段字形代碼。本設(shè)計(jì)采用基于串口的LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，在串口擴(kuò)展中最常用的就是基于串口的LED數(shù)碼管顯示電路。方式 0的輸出是8位串行數(shù)據(jù)，通過(guò)移位寄存器可將8位串行數(shù)據(jù)變成8位并行數(shù)據(jù)輸出，也可以將外部的8位并行數(shù)據(jù)變成8位串行數(shù)據(jù)輸入。其中，方式0是8位移位寄存器輸入／輸出方式，多用與外接移位寄存器以擴(kuò)展I／O端口。 數(shù)碼管顯示電路AT89C51單片機(jī)內(nèi)有一個(gè)串行I／O端口，通過(guò)引腳RXD和TXD可與外部電路進(jìn)行全雙工的串行異步通信，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)由TXD端送出，接收時(shí)數(shù)據(jù)由RXD端輸入。在本設(shè)計(jì)中由于按鍵不是太多，故采用獨(dú)立按鍵法，這樣可以減小編程的難度，圖3為本設(shè)計(jì)的按鍵接線圖。通常所用的按鍵為輕觸機(jī)械開關(guān)，正常情況下按鍵的接點(diǎn)是斷開的，當(dāng)我們按壓按鈕時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。 按鍵指示電路及實(shí)現(xiàn)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵主要有兩種形式：獨(dú)立按鍵；矩陣編碼鍵盤。在電池充電過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)電流大小而確定電池充電多少，從而改變充電方式或決定是否停止充電[4]。具體工作過(guò)程是上電復(fù)位，首先查詢鍵盤，確定充電器功能，確定后繼續(xù)查詢鍵盤以確定輸出電流大小，或作為普通電源的輸出電壓，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)子程序并分析計(jì)算PWM占空比，開始輸出電流或電壓，并將數(shù)據(jù)送至顯示電路顯示。LM7805輸入電壓為8V到36V，具有輸入電壓范圍寬，工作電流大，輸出精度高且工作及其穩(wěn)定，外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，太陽(yáng)能電池電壓即使有較大的波動(dòng)，也能穩(wěn)定的輸出5V電壓，從而是單片機(jī)等控制電路正常工作，且成本低。一般電容的耐壓應(yīng)高于電源的輸入電壓和輸出電壓。圖2是三端穩(wěn)壓集成電路LM7805的典型應(yīng)用電路，三端集成穩(wěn)壓器設(shè)置的啟動(dòng)電路，在穩(wěn)壓電源啟動(dòng)后處于正常狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)電路與穩(wěn)壓電源內(nèi)部其他電路脫離聯(lián)系，這樣輸入電壓變化不直接影響基準(zhǔn)電路和恒流源電路，保持輸出電壓的穩(wěn)定?？紤]被充電池的電流不同所需充電時(shí)間不等，采用八塊相同參數(shù)電池板進(jìn)行串、并聯(lián)，,電流最大可達(dá)450mA，總標(biāo)稱功率為5W左右,實(shí)際輸出可根據(jù)不同的被充
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