【正文】 集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲功能的部件 —— 存儲器中。 程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行，必須有一個(gè)部件能追蹤指令所在的地址，這一部件就是程序計(jì)數(shù)器 PC（包含在 CPU中），在開始執(zhí)行程序時(shí)，給PC 賦以程序中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執(zhí)行的命令， PC 在中的內(nèi)容就會自動(dòng)增加，增加量由本條指令長度決定，可能是 2或 3，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行 。充電電流通過電流傳感器 MAX471 轉(zhuǎn)換為電壓值。 15V 雙電源供電 AD574 進(jìn)行轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，在通過 DB0~DB11 的 12 位輸出，從P0 口輸入到單片機(jī)里，單片機(jī)將結(jié)果讀取 , 并進(jìn)行存儲和處理。部分連接圖如圖 8 圖 部分電氣連接圖 2 . 2 采樣部分 采樣電路是時(shí)刻接收輸入電壓，并在輸出端保持該電壓直至下次采樣開始為止。采樣工作在采樣狀態(tài)和保持狀態(tài)的 兩種狀態(tài)之一。 采樣電路連接圖 。電流采樣的電壓值和電池組的端電壓值兩者經(jīng)過模擬開關(guān) CD4051,再經(jīng)過電壓跟隨器輸入到 AD574 , 分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ,其結(jié)果由單片機(jī)讀取 , 并進(jìn)行存儲和處理。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最 大的可轉(zhuǎn)換信號大小。 其主要功能特性如下 : 分辨率 : 1 2 位 非線性誤差 : 小于177。 1LBS 轉(zhuǎn)換速率 : 2 5 u s 模擬電壓輸入范圍 : 0 ～ 1 0V 和 0 ～ 20V,0～177。 10V 兩檔四種 電源電壓 : 177。與端用來控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的方式和輸出格式。當(dāng)輸入電壓為 VIN=0V+10V 時(shí) ,應(yīng)從引腳“ 10VIN”輸入。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的所涉及的 AD574 主要是用來對采集電路的采集的模 擬信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。其部分連接如圖 11 圖 AD574 部分連接 電流傳感器 MAX471 定義 為 能感受被測電流并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。 圖 MAX471 引腳圖 內(nèi)含精密的內(nèi)部檢測電阻 (MAX471)。 在工作溫度范圍內(nèi) , 其精度為 2 % 。 內(nèi)部檢測電阻和檢測能力為 3 A , 并聯(lián)使用時(shí)還可擴(kuò)大檢測電流范圍。最大電源電流為 100 μ A。 MAX471 的電流增益比已預(yù)設(shè)為 500μ A/A,由于 2k Ω的輸出電阻 (ROUT)可產(chǎn)生 1V/A 的轉(zhuǎn)換 , 因此177。用不同的 ROUT 電阻可設(shè)置不同的滿度電壓。 MAX471 包含兩個(gè)放大器 ,如圖 所示。 傳感電流 Isense 通過傳感電阻 R從 RS+ 流向RS(反之亦然 )。 圖 MAX471 MAX471 在此次的設(shè)計(jì)電路中主要起著采集電路的作用，電流傳感器 MAX471 將 RS+接入電池組正端， RS接負(fù)端， OUT(8 號引腳）為電壓輸出端。 控制器 PWM 引腳圖如圖 所示： 13 圖 PWM 引腳圖 (引腳 1)：誤差放大器反向輸入端。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號輸入端（引腳 9）相連，可構(gòu)成跟隨器。在閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號。 (引腳 3)：振蕩器外接同步信號輸入端。 (引腳 4)：振蕩器輸出端。 （引腳 6）：振蕩器定時(shí)電阻接入端。該端與引腳 5 之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。該端通常接一只 5 的軟啟動(dòng)電容。在該端與引腳 2 之間接入不同類型的反饋 網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型調(diào)節(jié)器。該端接高電平時(shí)控制器輸出被禁止。 14 A（引腳 11）：輸出端 A。 (引腳 12)：信號地。 B（引腳 14）：輸出端 B。 （引腳 15）：偏置電源接入端。該端可輸出一溫度穩(wěn)定性極好的基準(zhǔn)電壓。 圖 PWM 控制器電路 本設(shè)計(jì)的 PWM 發(fā)生器由 20HZ 的單片機(jī)構(gòu)成 ,主控制器和它采用中斷的方式進(jìn)行通訊 ,控制其增大或減小脈寬。從而達(dá)到電流的控制。用 PWM 方式控制的開關(guān)電源可以減小功耗 , 同時(shí)便于進(jìn)行數(shù)字化控制 , 但母線的波紋系數(shù)相對較大。在調(diào)整充電電流前 , 單片機(jī)先快速讀取充電電流的大小 , 然后把設(shè)定的充電電流與實(shí)際讀取到的充電電流進(jìn)行比較 , 若實(shí)際電流偏小則向增加充電電流的方向調(diào)整 PWM 的占空比 。在軟件 PWM 的調(diào)整過程中要注意 ADC 的讀數(shù)偏差和電源工作電壓等引入的紋波干擾 , 合理采用算術(shù)平均法等數(shù)字濾波技術(shù)。它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列 作為 PWM 波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化可以通過調(diào)整 PW 的周期、 PWM的占空比而達(dá)到控制充電電流的目的。本方法的基本思想就是利用單片機(jī)具有的 PWM 端口，在不改變 PWM方波周期的前提下，通過軟件的方法調(diào)整單片機(jī)的 PWM 控制寄存器來調(diào)整 PWM的占空比，從而控制充電電流。在調(diào)整充電電流前，單片機(jī)先快速讀取充電電流的大小，然后把設(shè)定的充電電流與實(shí)際讀取到的充電電流進(jìn)行比較，若實(shí)際電流偏小則向增加充電電流的方向調(diào)整 PWM 的占空比；若實(shí)際電流偏大則向減小充電電流的方向調(diào)整 PWM 的占空比。 軟件 PWM 法具有以下優(yōu)缺點(diǎn)。利用軟件 PWM不用外部的硬件 PWM 和電壓比較器，只需要功率 MOSFET、續(xù)流磁芯、儲能電容等元 器件，大大簡化了外圍電路。在 PWM 控制充電的過程中 ,單片機(jī)可實(shí)時(shí)檢測 ADC端口上充電電流的大小，并根據(jù)充電電流大小與設(shè)定的涓流進(jìn)行比較，以決定PWM 占空比的調(diào)整方向。單片機(jī)利用 ADC 端口與 PWM 的寄存器可以任意設(shè)定充電電流的大小，所以，對于電池電壓比較低的電池，在上電后，可以采取小電流充一段時(shí)間的方式進(jìn)行充電喚醒，并且在小電流的情況下可以近似認(rèn)為恒流，對電池的沖擊破壞也較小。充電電流的大小的感知是通過電流采樣電阻來實(shí)現(xiàn)的，采樣電阻上的壓降傳 到單片機(jī)的 ADC 輸入端口，單片機(jī)讀取本端口的電壓就可以知道充電電流的大小。則 ADC的 1 LSB 對應(yīng)的電壓值為 5000mV/1024≈ 5mV。 17 若想增加軟件 PWM 的電流控制精度，可以設(shè)法降低 ADC 的參考電壓或采用 10 位以上 ADC的單片機(jī)。在進(jìn)行大電流快速充電的過程中，充電從停止到 重新啟動(dòng)的過程中，由于磁芯上的反電動(dòng)勢的存在，所以在重新充電時(shí)必須降低 PWM 的有效占空比 ,以克服由于軟件調(diào)整 PWM 的速度比較慢而帶來的無法控制充電電流的問題。在快速充電時(shí)，因?yàn)椴捎昧顺潆娷泦?dòng)，再加上單片機(jī)的 PWM 調(diào)整速度比較慢，所以實(shí)際上停止充電或小電流慢速上升充電的時(shí)間是比較大的。 純硬件 PWM 法控制充電電流?，F(xiàn)在智能充電器中采用的 PWM 控制芯片主要有 TL494等 ,本 PWM 控制芯片的工作頻率可以達(dá)到 300kHz 以上，外加阻容元件就可以實(shí)現(xiàn)對電池充電過程中的恒流限壓作用，單片機(jī)只須用一個(gè)普通的 I/O 端口控制 TL494 使能即可。采用純硬件 PWM 具有以下優(yōu)缺點(diǎn)。充電電流的控制精度只與電流采樣電阻的精度有關(guān)，與單片機(jī)沒有關(guān)系。充電效率高。對電池?fù)p害小。 缺點(diǎn)：硬件的價(jià)格比較貴。涓流控制簡單，并且是脈動(dòng)的。單片機(jī)的普通 I/O 控制端口無法實(shí)現(xiàn) PWM 端口的功能，即使可以用軟件模擬的方法實(shí)現(xiàn)簡單的 PWM功能，但由于單片機(jī)工作的實(shí)時(shí)性要求，其軟件模擬的 PWM 頻率也比較低，所以最終采用的還是脈沖充電的方式，例如在 10%的時(shí)間 是充電的，在另外 90%時(shí)間內(nèi)不進(jìn)行充電。單片機(jī) PWM控制端口與硬件 PWM 融合。在充電過程中可以這樣控制充電電流：采用恒流大電流快速充電時(shí)，可以把單片機(jī)的 PWM 輸出全部為高電平（ PWM 控制芯片高電平使能）或低電平（ PWM 控制芯片低電平使能）；當(dāng)進(jìn)行涓流充電時(shí)，可以把單片機(jī)的 PWM 控制端口輸出PWM 信號，然后通過測試電流采樣電阻上的壓降來調(diào)整 PWM 的占空比，直到符合要 求為止。 ( 2 ) 電池充到一定電壓 ( 一般設(shè)置為 2 .9 V ) 時(shí) , 進(jìn)行全電流充電。 ( 4 ) 當(dāng)電流逐漸減小到規(guī)定的值時(shí) , 充電過程結(jié)束。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們選用了以鋰電池為主的充 電器設(shè)計(jì)。其充電控制程序流程圖如圖 所示。下面是設(shè)計(jì)步驟（判斷為鋰電池）： （ 1）對通過采集電路采集的參數(shù)用單片機(jī)進(jìn)行比較判斷， （ 2）當(dāng)比較到 的電壓小于 3V時(shí)，單片機(jī)就發(fā)送指令給 PWM 控制電流進(jìn)行小電流充電，跳至步驟（ 1） 20 （ 3）當(dāng)比較到的電壓大于 3V而小于 時(shí)，單片機(jī)就發(fā)送指令給 PWM 控制電流進(jìn)行大電流充電，跳至步驟（ 1） （ 4）當(dāng)比較到的電壓等于 時(shí)，單片機(jī)就發(fā)送指令給 PWM 控制電流進(jìn)行恒壓充電，當(dāng)電流 I1/21C 時(shí)，跳至步驟（ 1） （ 5）當(dāng)比較到的電壓大于 并且電流 I1C 時(shí)，單片機(jī)就發(fā)送指令給 PWM 控制電流進(jìn)行關(guān)斷充電，電流逐漸減小，充電完成結(jié)束。再根據(jù)不同的情況判斷不同的執(zhí)行方法。 圖 (a)等待外部信號輸入 21 圖 (b) 外部中斷程序 22 圖 (c)定時(shí)器程序 程序開始，系統(tǒng)初始化進(jìn)入系統(tǒng)無限循環(huán)。 定時(shí)器 0服務(wù)子程序模塊： TH0=5000/256 TL0=5000/256； 5ms 定時(shí)， TR0=1 時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器， EA=1；打開 CPU 中斷 0； GATE=1，正常輸出電源。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個(gè)寫作過程難以用語言來表達(dá)?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 在搜集資料的過程中。然后我將收集到的資料仔細(xì)整理分類，及時(shí)拿給導(dǎo)師進(jìn)行溝 通。在寫作過程中遇到困難我就及時(shí)和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請教 指導(dǎo) 老師。 當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對的任務(wù)后整個(gè)人都很累，但同時(shí)看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計(jì)稿件我的心里是甜的，我覺 得這一切都值了。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識。畢業(yè)論文的制作給了我難忘的回 憶。為了這段旅程看似荊棘密布，實(shí)則蘊(yùn)藏著無盡的寶藏。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實(shí)自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。我想這是一次意志的磨練，是對我實(shí)際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工 作有很大的幫助。 24 致謝 在 此 要感謝我的 指 導(dǎo)師，是你的 悉 心指導(dǎo)，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。 25 參考文獻(xiàn) [1] 楊 寧，胡學(xué)軍．單片機(jī)與控制技術(shù)．北京航空航天大學(xué)出版社， 202103:306322 [2] 劉建清 . 單片機(jī)技術(shù) . 國防工業(yè)出版社， : 104105 [3] 戴佳 . 單片機(jī) C51 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) . 電子工業(yè)出版社， :168169 [4] 朱民雄 .計(jì)算機(jī)語言技術(shù) . 北京航空航天大學(xué)出版社， :103105 [5] 李鴻 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 . 湖南大學(xué)出版社 . 2021:8:7273 [6] 李鄧化，彭書華，許曉飛．智能檢測技術(shù)及儀表．科學(xué)出版社， 2021： 194201 [7] 鄭毛祥 .單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) .人民郵電出版社， ： 2142 26 附錄 1： 27 附錄 2： 定時(shí)器 0 與外部中斷 0 程序 define uchar unsigned char define uint unsigned int Sbit GATE= Uint T_count ,Int0_count。//停止計(jì)數(shù) TH0=5000/256。 T_ount++。關(guān)閉充電源 Else GATE=1。 EX0=0。 T_count=0。//T0 開始計(jì)數(shù) /*外部中斷 0服務(wù)子程序 */ Void int0() interrupt 1 using 1 If (Int0_count==0) {TH0=5000/256。 TR0=1。} /*初始化 */ Void init() {EA=1。//T0 中斷設(shè)置為高優(yōu)先級 TMOD=0X00。//打開外部中斷 0 GATE=1。//產(chǎn)生外部中斷 0的計(jì)數(shù)器清零 } Void main() {/*調(diào)用初始化函數(shù) */ Init() /*無限循環(huán) */ While(1) } 28 項(xiàng) 目 經(jīng) 理項(xiàng) 目 副 經(jīng) 理 項(xiàng) 目 總 工 質(zhì) 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術(shù)管理部檢測試驗(yàn)室質(zhì)安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測 試 驗(yàn) 室現(xiàn) 場 質(zhì) 檢 員 、 施 工 員施 工 班 組 3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承 承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承 承 承