【正文】 9 系列單片機(jī)是美國(guó)Atmel 公司的 8 位機(jī)產(chǎn)品。 本設(shè)計(jì)所用的單片機(jī)芯片 本設(shè)計(jì)的單片機(jī)芯片選用 Atmel 公司的 AT89C52，它可以完全滿足要求。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。當(dāng) P0 用作輸出口時(shí)，沒個(gè)管腳能保持 8 個(gè) TTL 輸入。 端口（ ~）： P1 端口是一 組具有內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 端口。此外 , 和 管腳可配置成為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和觸發(fā)輸入（ ），具體配置如表 。 表 1 和 管腳配置 管腳 配置功能表述 T2（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的處罰和方向選擇） 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 5． P2 端口： P2 端口是一組具有內(nèi)部上拉 電阻的雙向 I/O 端口。這種操作一般使用 MOVXDPTR 語句實(shí)現(xiàn)。 表 2 P3 的功能 管腳：輸入用于撫慰輸入信號(hào)。 /PROG 表示在刷新程序代碼時(shí)的程序脈沖輸入信號(hào)。 9./PSEN 管腳： /PSEN 表示程序代碼存放使能信號(hào)，主要用于讀取外部的程序數(shù)據(jù)區(qū)間，當(dāng) AT89C52 執(zhí) 行外部程序數(shù)據(jù)區(qū)間中的代碼時(shí)， /PSEN 信號(hào)在每一機(jī)器始終周期內(nèi)使能兩次，但若單片機(jī)操作外部數(shù)據(jù)區(qū)間， /PSEN 將無實(shí)際意義。 管腳：晶振放大器的輸出。 管腳 配置功能 RXD（串行輸入端口） TXD（串行輸出端口） INT0（外部中斷 0 端口） INT1（外部中斷 1 端口） T0（定時(shí)器 0 的外部輸入） T1（定時(shí)器 1 的外 部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)間的寫入端口） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)間的讀取端口） 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 AT89C52 管腳圖 MAX1898的介紹 鋰是一種金屬元素，化學(xué)符號(hào) Li，是一種銀白色、十分柔軟，化學(xué)性能活潑的金屬，是金屬中最輕的。 鋰離子電池可以分成兩大類：不可充電型和可充電型，最大特點(diǎn)是比能量高。 鋰離子電池基本參數(shù)特性 [6] 鋰 電子電池的能量密度可以達(dá)到 360Wh/L,158Wh/Kg,是 NICD 及 NIMH 電池的兩倍以上。 一般鋰電子電池的最大連續(xù)放電電流可達(dá) 2CmA。 鋰離子電池可接受的最大充電電流可達(dá) 1CmA，而且恒流充電時(shí)間可達(dá) 50 分鐘以上。 鋰離子電池的這些特點(diǎn)促進(jìn)了便攜式產(chǎn) 品向更小更輕的方向發(fā)展，使得選用單節(jié)鋰離子電池供電的產(chǎn)品也越來越多。但是，鋰離子電池在多次充放電之后仍會(huì)性能下降，原因是非常復(fù)雜的。從物理角度看上，由于充放電過程中難免會(huì)有一些摩擦，碰撞，這樣會(huì)使外部材料慢慢流失，甚至脫落。 過度的充放電，都會(huì)對(duì)造成電池的損害或降低使用壽命，過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋放出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來。 鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片。這些數(shù)值在使用中都會(huì)逐漸變化。鋰離子電池 的充電過程分為兩個(gè)階段，恒流快充階段（電池指示燈呈黃色時(shí)）和恒壓電流遞減階段（電池指示燈呈綠色閃爍。 電量統(tǒng)計(jì)芯片通過記錄放電曲線（電壓、電流、時(shí)間）可以抽樣計(jì)算出電池的電量。所以我們需要深充 放來校準(zhǔn)電池的芯片。鋰離子電池要求的充電方式是恒流恒壓方式，為有效利用電池容量，需將鋰離子電池充電至最大電壓，但是過壓充電會(huì)造成電池?fù)p壞，這就要求較高的控制精度。由此可見實(shí)現(xiàn)安全高效的充電控制成為鋰離子電池推廣應(yīng)用的瓶頸。 MAX1898 配合外部的 PMOS 或 PNP 晶體管可以組成完整的鋰離子充電器。 MAX1898 可以提供精確的恒流 /恒壓充電，提高了電池性能且延長(zhǎng)了電池的使用時(shí)間。 MAX1898 還可以可選過放電電池的低電流預(yù)充和充電終止安全定時(shí)器、輸入關(guān)斷控制、可選充電周期重啟（不用重新給電）。 圖 MAX1898 實(shí)物圖 的特點(diǎn)及充電芯片的選擇理由 MAX1898 特點(diǎn)如下： 1. ~12V的輸入電壓小，無需變壓裝置。 3. 充電電流可以自由編程。 5. 檢流可監(jiān)視輸出。 7. 充電狀態(tài)可有 LED 指示。 9. 小尺寸 uMAX 封裝的特點(diǎn)很靈巧，簡(jiǎn)易。 177。 、安全的線性的充電方式。而且它的高集成度，是在很小才尺寸內(nèi)集成了很多功能，盡量減少外部電路。 的引腳構(gòu)造。 2. /CHG（ 2 腳）：充電狀態(tài)指示腳，同時(shí)驅(qū)動(dòng) LED。 EN 為輸入腳，可通過輸入禁止芯片工作； OK 為輸出腳，指示輸入電源與充電器是否連接?？梢源?lián)一個(gè)電阻到地來設(shè)置最大的充電電流。接一個(gè)時(shí)間電容來設(shè)置充電時(shí)間（當(dāng)此腳接地時(shí)，禁止充電）。當(dāng)這個(gè)引腳直接接地時(shí)，如果電池電壓掉至基本電壓閾值一下 200mV，將會(huì)重新開始新的充電周期；如果這個(gè)腳串聯(lián)一個(gè)電阻接地，這個(gè)閾值會(huì)降低。 7. BATT（ 7 腳）：電池傳感輸入腳，此腳接鋰離子電池正極。 8. GND（ 8 腳）：接地引腳。 （ 10 腳）： 電流傳感輸入引腳，此腳接晶體管的發(fā)射極。這種連接方式有個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)：如果在沒有使用電感的情形下，仍然能使功率耗散降到很低，這樣可以進(jìn)行預(yù)充電，同時(shí)具有溫度、過壓保護(hù)的功能，最長(zhǎng)的充電時(shí)間的限制可以對(duì)鋰離子電池進(jìn)行二次保護(hù)。 輸入電流調(diào)節(jié)器可以限制電源的總 輸入電流（包括系統(tǒng)充電電流和負(fù)載電流）。這是因?yàn)楫?dāng)系統(tǒng)工作的時(shí)候，電源的電流變化范圍很大，如果充電器沒有輸入電流檢測(cè)的功能，則輸入電源就必須能夠提供最大充電電流和最大負(fù)載電流之和，這就會(huì)是電源體積增大、成本增加。 MAX1898 典型充電電路的過程： 圖 MAX1898典型充電電路 1．電源輸入：輸入電源范圍為 ~12V。 ：鋰離子電池的充電接口可以外接一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管來提供。充電時(shí)間與定時(shí)電容的關(guān)系： CCT= tCHG CCT 單位是 nF， tCHG單位為小時(shí)。 ：在限制電流的模式下，最大充電電流 IFSTCHG 的設(shè)置需要外接一個(gè)電阻 REST，公式如下： IFSTCHG=1400/REST 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 此式中， REST單位為 Ω， IFSTCHG單位為 A。一般情況下，平均的脈沖充電電流要低于設(shè)置的快速充電電流的 20%，當(dāng)充電時(shí)間超過我們?cè)O(shè)置的最大充電時(shí)間時(shí)，充電周期就會(huì)結(jié)束?？焖俪潆妴?dòng)之后，打開外接的 P 型場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)檢測(cè)到電池電壓達(dá)到的設(shè)定的閾值時(shí)，就會(huì)竟如脈沖充電，P 型場(chǎng)效應(yīng)管打開的時(shí)間會(huì)越來越短。閃爍的含義如表： 表 典型充電電路的 LED 指示燈狀態(tài)說明 4．硬件電路的設(shè)計(jì) 硬件電路的設(shè)計(jì)的核心器件是 MAX189 AT89C52。 1. 本設(shè)計(jì)的核心器件為 MAX1898， MAX1898 的介紹在前面詳細(xì)介紹過（詳見）。 3. 因?yàn)槌潆娖魍獠坑?+12V 來供電，所以就需要一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換芯片將 +12V 電壓轉(zhuǎn)換為 +5V電壓，在這里可以選用三段電壓轉(zhuǎn)換芯片 LM7805 來完成電壓的轉(zhuǎn)換。它的樣子象是普通 的三極管， TO 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有 LM9013樣子的 TO92 封裝。這里 LM7805，表示輸出電壓為 +5V。 6N137 的引腳功能： 表 6N137 引腳功能 圖 6N137 引腳圖 [8] 硬件電路是由單片機(jī)電路、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離電路、充電控制電路組成。低的時(shí)候，無論有無輸入，輸出總是高。 VCC（ 8 腳） 電源輸入端 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 單片機(jī)控制部分 單片機(jī)部分的電路原理圖如圖 。 LS1 是蜂鳴器，他可有單片機(jī)的 腳控制發(fā)出報(bào)警聲提示。 C8 是光耦隔離芯片 6N137，輸入 VCC（ 8 腳）與 LM7805 的輸出（ 3 腳）相連，輸出 OUTPUT 是經(jīng)過隔離的 5V電壓， U4 的 2 腳與單片機(jī)的 相連，單片機(jī)控制可以適時(shí)地關(guān)閉充電電源，這樣可以防止電源的干擾。 R5是設(shè)置充電電流的電阻， 阻值為 ，所以最大充電電流為 500mA； C12 是設(shè)置充電時(shí)間的電容，容值為 100nF，