【正文】 ASH 操作錯(cuò)誤這三個(gè)復(fù)位源之外，其他復(fù)位源都可以被軟件禁止。 C8051F330 的內(nèi)部振蕩器在出廠時(shí)已經(jīng)被校準(zhǔn)為 177。器件內(nèi)集成了外部振蕩器驅(qū)動(dòng)電路，允許使用晶體、陶瓷諧振器、電容、 RC 或外部 CMOS時(shí)鐘源產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘。外部振蕩器在低功耗系統(tǒng)中是非常有用的，它允許 MCU 從一個(gè)低頻率（節(jié)電）外部晶體源運(yùn)行，當(dāng)需要時(shí)再周期性地切換到高速（可達(dá) 25MHz）的內(nèi)部振蕩器。應(yīng)急照明設(shè)備需要定期放電，單片機(jī)通過長(zhǎng)定時(shí)后發(fā)出信號(hào)，電池放電，放電過程有電壓、電流檢測(cè)，放電到一定電壓值停止放電，之后馬上對(duì)電池充電。當(dāng)有緊急情況，電網(wǎng)無電壓，電池放電，單片機(jī)發(fā)出控制指令，繼電器動(dòng)作，電池電壓通過變壓器逆變，使燈泡點(diǎn)亮，達(dá)到應(yīng)急照明的作用。 蓄電池充電裝置是直流電源系統(tǒng)的核心部件之一，其性能的優(yōu)劣直接決定了直流電源的水平。其二是要有較為完善的自我檢測(cè)與控制功能，有較高的智能水平，可以根據(jù)蓄電池的特性和用戶的具體需要，選擇最佳的充電規(guī)律，以提高蓄電池的蓄電容量和使用壽命。后者正是智能充電裝置的控制器要完成的功能。選擇不當(dāng)對(duì)電池壽命、能否充滿電有一定的影響。 本設(shè)計(jì)第一次選取電壓為 18 伏，通過穩(wěn)壓電源給電池充電，其中用 555 振蕩電路產(chǎn)生1KHz振蕩脈沖導(dǎo)通功率開關(guān)管 PMOSFET，調(diào)節(jié)電位器可改變脈沖占空比以調(diào)節(jié)充電電流。 2. 在接通 電源記錄當(dāng)前電流值，接著調(diào)節(jié)電位器使電流保持 1 安。 (注：由于在本設(shè)計(jì)中有兩塊電池，所以充電開始值不一定是 10 伏 )如表 表 充電電壓為 18V時(shí)占空比、電流、電壓關(guān)系 時(shí)間 (分 ) 占空比 D 電流（ A） 電壓 (V) 0 1 30 60 1 90 120 150 分析： 18 伏時(shí)占空比變化小，調(diào)節(jié)不明顯。 解決方法：繼續(xù)減小充電電壓，輸入 15 伏，如下表： 表 充電電壓為 15V時(shí)占空比、電流、電壓關(guān)系 時(shí)間 (分 ) 占空比 D 電流（ A） 電壓 (V) 0 1 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 分析：占空比變化明顯，但過大。這樣會(huì)引起充電過程不會(huì)結(jié)束，陷入死循環(huán)。也可在充電期間加一段 10 小時(shí)的定時(shí)程序（蓄電池容量 10 安時(shí)）強(qiáng)制充電結(jié)束。 由上分析，本設(shè)計(jì)確定充電電壓為 16 伏（變壓器變比 220/16）。 充電回路中串了一個(gè) 歐檢測(cè)電阻，由于檢測(cè)電阻上有壓降（ 1 安 = 伏），檢測(cè)電壓經(jīng)電壓放大（ ）送入 A/D 轉(zhuǎn)換單元。 在運(yùn)放前極放大前進(jìn)行電流采樣時(shí)，濾波電容從 沒有明顯效果，因?yàn)椴蓸与娮柚挥? 歐使放電 常數(shù)同樣很小，經(jīng)過對(duì)電池充電電壓、電流的采樣，數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)電壓變化時(shí)，采用濾波平均值方法，在電流相等的情況下，電壓值差異很大，故而放棄采樣前濾波方法，直接采樣電流峰值通過電流的占空比計(jì)算出電流平均值。 集成穩(wěn)壓器是將穩(wěn)壓直流電壓換成直流電壓的 IC 芯片。芯片內(nèi)部設(shè)有過流保護(hù)、過熱保護(hù)及調(diào)整管安全保護(hù)電路，其所需外接元件少，使用方便、可靠、作為穩(wěn)壓電源被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。 LM7805 的輸入端和輸出端管腳分別接以電解電容，可起到防止產(chǎn)生自激振蕩、削弱電路的高頻噪聲、濾波的作用，可以滿足設(shè)計(jì)要求。溫 度過高，會(huì)直接影響充電效率，同時(shí)對(duì)電池?fù)p壞很大，縮短壽命。 隨著季節(jié)變化，蓄電池室環(huán)境溫度變化很大，夏天經(jīng)常在 35℃左右，冬天則經(jīng)常在 5℃左右。此時(shí)，若對(duì)浮充電壓不進(jìn)行調(diào)整，必將引起蓄電池過充電和過熱，惡性循環(huán)的結(jié)果是使用壽命降低、甚至損壞。充電電壓應(yīng)隨著蓄電池室的環(huán)境溫度變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓，這個(gè)調(diào)節(jié)過程是線形的，即具有 溫度補(bǔ)償 作用。所以設(shè)計(jì)中添加了熱敏電阻檢測(cè)溫度，采樣蓄電池附近的空氣溫度以調(diào)節(jié)充電電壓的終止值。 Ub 式中 Ug=用戶自己設(shè)定的充電電壓 。 溫度補(bǔ)償是以標(biāo)準(zhǔn) 25℃ 為基準(zhǔn)。環(huán)境溫度降低，應(yīng)提高充電電壓，以防欠充電。溫度為 25℃時(shí)電阻為 10K， ℃，當(dāng)溫度升高到 50℃時(shí)，電阻值為 （ 5025） 10K =，當(dāng)溫度降低到 20℃時(shí)，電阻值為 （ 2025） 10K=。 針對(duì)實(shí)驗(yàn)中我所使用的蓄電池， 每差 1℃電壓修正177。即溫度每升高 1℃，充電電壓降低 4mV/單體 108= 。 表 MF11 普通負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器參數(shù) 主要技術(shù)參數(shù)名稱 參數(shù)值 MF11 熱敏電阻符號(hào)外形圖 標(biāo)稱阻值（ kΩ） 10～ 15 片狀外形 符號(hào) 額定功率 （ W） 材料常數(shù) B 范圍（ k） 1980～ 3630 溫度系數(shù)（ 102/℃） （ ～ ） 耗散系數(shù)（ mW/℃） ≥ 5 時(shí)間常數(shù)（ s） ≤ 30 最高工作溫度（℃） 125 可靠性設(shè)計(jì)（光敏檢測(cè)電路） 電池放電時(shí)間不能為晚上或是光強(qiáng)較弱的時(shí)候，以免發(fā)生緊急情況，應(yīng)急照明設(shè)備不能正常工作，耽誤險(xiǎn)情達(dá)不到應(yīng)急照明的用途。 光線最強(qiáng)時(shí) 端電壓約為 ，經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換后可視為低電平，光線最暗時(shí)端電壓約為 5V，可視為高電平。依據(jù)功能劃分，具有并網(wǎng)能饋方式自動(dòng)維護(hù) 性定時(shí)放電功能的獨(dú)立式應(yīng)急照明系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)如圖 所示。 變壓整流 /逆變部分如圖 所示，沒有采用過分追求效果的獨(dú)立的高頻逆變方式，而是自主構(gòu)思了一種新穎的變壓整流 /逆變復(fù)用電路結(jié)構(gòu)。逆變（應(yīng)急或能饋）狀態(tài)下系統(tǒng)由 T0、 T1兩個(gè) NMOSFET 通過微處理器的 SPWM 控 制交替工作，最終實(shí)現(xiàn)交流電正負(fù)半周的輸出。電源狀態(tài)檢測(cè)部分主要信號(hào)波形如圖 所示。由于系統(tǒng)中輸入信號(hào)小于 ，加之取樣回路時(shí)間長(zhǎng)數(shù)過小，不宜采用一般的濾波平均采樣方式，故此處直接進(jìn)行電流脈沖信號(hào)的放大及采樣。 系統(tǒng) PWM控制部分如圖 所示，包括充電狀態(tài)下的 PWM恒流控制及能饋 /應(yīng)急狀態(tài)下的 SPWM 逆變控制。 2. 電池電壓、充電電流采集軟件（ 1012 位 ADC 分辨率）。 4. 典型 51 內(nèi)核的單片機(jī)系統(tǒng)軟件。 常規(guī)可靠性設(shè)計(jì)。 圖 掉電 /恢復(fù)檢測(cè)流程圖 當(dāng)過零中斷時(shí)，啟動(dòng)掉電檢測(cè)定時(shí)器 T0，設(shè)定為 3 個(gè)周期（ 60ms），如果在 3 個(gè)周期內(nèi)，沒有收到過零中斷信號(hào)，則可認(rèn)為市電掉電，進(jìn)入應(yīng)急照明態(tài)。 市電過零中斷發(fā)生后，開始過零信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到 5，即有 5 個(gè)周期的過零中斷信號(hào)，則認(rèn)為電網(wǎng)已經(jīng)恢復(fù)供電，立即進(jìn)去充電狀態(tài)。 5 研究結(jié)果 結(jié)果與討論 采用上述設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)應(yīng)急狀態(tài)下從 NMOSFET 柵極及市電側(cè) 220V/20W 應(yīng)急照明白熾燈兩端最終獲得的控制驅(qū)動(dòng)及逆變輸出信號(hào)波形如圖 所示。綜合考慮上述因素，確定系統(tǒng)中采用的 12V/5Ah 蓄電池基本的（ 25℃）充 /放電終止電壓為 及 。無須質(zhì)疑，直接采用變壓器整流繞組，無法獲得正常的能饋 /逆變電壓輸出。此處的另一實(shí)現(xiàn)方案是，在逆變前首先采用 DC/DC 變換，以取得足夠高的逆變直流電壓。因此，為防止應(yīng)急狀態(tài)隨時(shí)出現(xiàn)并提高其適應(yīng)能力，在時(shí)間間隔（ 35 個(gè)月）條件滿足的條件下，系統(tǒng)維護(hù)性放電只發(fā)生在 24 小時(shí)中亮度參數(shù)最高的時(shí)段，放電量亦限定在其總?cè)萘康?1/3 左右。另外，系統(tǒng)充電態(tài)如果發(fā)現(xiàn)蓄電池端電壓低于下限電壓（ 10V），會(huì)及時(shí)啟動(dòng)一個(gè)電壓異常監(jiān)測(cè)定時(shí)，當(dāng)此電壓一定時(shí)間內(nèi)隨著充電沒有回升時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。 技術(shù)創(chuàng)新及特點(diǎn) 本項(xiàng)目在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究： 1. 在實(shí)現(xiàn)定期自主維護(hù)放電的基礎(chǔ)上對(duì)比照明、逆變回饋、負(fù)載電阻等不同放電方式的電路結(jié)構(gòu)、成本、可靠性等技術(shù)指標(biāo)。 3. 研究了放電時(shí)機(jī)、程度與突發(fā)事件應(yīng)對(duì)能力的關(guān)系。 2. 采用單片機(jī)場(chǎng)超長(zhǎng)定時(shí)技術(shù)（ 16 月），對(duì)典型單體應(yīng)急照明設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行定期并網(wǎng)能饋型放電維護(hù)。 4. 采用 SPWM 脈寬控制逆變技術(shù)以提高蓄電池維護(hù)性放電及設(shè)備運(yùn)行效率，在減少并網(wǎng)高頻干擾的技術(shù)下實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。 整流 /逆變部分合而為一的方案很大程度上簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并取得了較為理想的輸出結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)減小了日常維護(hù)的強(qiáng)度，提高了電能利用率，保障了設(shè)備在應(yīng)急狀態(tài)下更高的可靠性，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 參考文獻(xiàn) [1] 崔永剛 .智能電池 Smart . [2] 趙征，景有泉，張光福 .數(shù)字化電池及相關(guān)技術(shù) .電源世界 . [3] 黃正佳，袁永斌 .智能電池模塊 .電源技術(shù) . [4] 劉保泉 .智能充電器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .西工大碩士學(xué)位論文 .2020 [5] 李廣弟，朱月秀，王秀山 .單片機(jī)基礎(chǔ) .北京：北京航 空航天大學(xué)出版社 ,2020 [6] Mark Gurries. 智能電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 .Power [7] Louis Batteries and Lithium Ion Voltage Profiles Director Rechargeable [8] :Natual of Interface of serry 51 singlechip of Aeronautics and Aerospace University of [9] Comparative study of histopathology changes between the PS1/APP double transgenic mouse model and Aβ_(140)injected rat model of Alzheimer disease DaBing LI~1。 XiaoTang FAN~2。并網(wǎng)能饋維護(hù)性放電應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2020（ 1） 5861 致謝 感謝導(dǎo)師師公社老師長(zhǎng)期以來的指導(dǎo)和教誨。 作者在攻讀學(xué)士學(xué)位期間得到了師公社老師大量的幫助。 感謝我的學(xué)友和朋友們對(duì)我的關(guān)心和幫助。本人保證畢業(yè)離校后，使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作成果或用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作成果發(fā)表論文時(shí)署名單位仍然為西安工業(yè)大學(xué)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)與優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了致謝。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 附錄 A 主流程圖 附錄 B 系統(tǒng)部分程序 上電初始化程序： MOV CLKSEL,00000000B。將高頻振蕩器校準(zhǔn)為 20MHZ MOV OSCICN,11000011B。 為 A/D 模擬輸入 MOV P0MDOUT,11110011B。, 被跳過 MOV P1MDIN,11110000B。vref 為電壓基準(zhǔn)并把內(nèi)部電壓基準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)到 vref MOV AMX0P,00000000B。A/D 負(fù)輸入為 VREF MOV ADC0CF,00101000B。設(shè)置定時(shí)器 2 溢出啟動(dòng) A/D MOV IDA0CN,10100001B。交叉開關(guān)使能 MOV XBR0,00000100B。SMBUS 配置設(shè)置 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的程序：