基于at89c51的智能充電器電路設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 時間指的是快充時的最大充電時間，它和定時電容 CcT 的關系如下式所示。 CCT ＝ tCHG 式中， tCHG 的單位為小時， CcT 的單位為 nF。 大多數情況下，快充時最大充電時間不超過 3 小時，因此常取 CcT 為 100nF。 （ 4）在限制電流 的模式下，通過外接的電阻 RSET 來設置最大充電電流IFSTCHG，關系如下式所示 12 式中， RSET 的單位為Ω， IFSTCHG 的單位為 nF。 當充電電源和電池在正常的工作溫度范圍內時，插入電池將啟動一次充電過程。平均的脈沖充電電流低于設置的快充電流的 20%，或者充電時間超出片上預置的最大充電時間時，充電周期結束。 MAX1989 能夠自動檢測充電電源，沒有電源時自動關斷以減少電池的漏電。啟動快充后，打開外接的 P 型場效應管，當檢測到電池電壓達到設定的門限時進入脈沖充電方式， P 型場效應管打開的時間會越來越 短。充電結束時， LED 指示燈將會呈現周期性的閃爍，具體的閃爍含義如表 1 所示。 表 1 MAX1898典型充電電路的 LED指示狀態說明 MAX1898 的引腳圖如下圖 3 所示： 圖 3 MAX1898引腳圖 、單片機選擇 單片機選擇 AT89C51， 89C51 是 INTEL 公司 MCS51 系列單片機中基本的產品，它采用 INTEL 公司可靠的 CHMOS 工藝技術制 造的高性能 8 位單片機，屬于標準的 MCS51 的 HCMOS 產品。它結合了 HMOS 的高速和高密度技術及 CHMOS的低功耗特征，它基于標準的 MCS51 單片機體系結構和指令系統，屬于 80C51增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數器等更多的功能，適合于充電狀態 LED 指示燈 電池或充電器沒有安裝 滅 預充或快充 亮 充電結束 滅 充電出錯 以 頻率閃爍 13 類似馬達控制等應用場合。 80C51 內置 8 位中央處理單元、 256 字節內部數據存儲器 RAM、 8k片內程序存儲器（ ROM） 32 個雙向輸入 /輸出 (I/O)口、 3 個 16 位定時/計數器和 5 個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩電路。此外，89C51 還可工作 于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結 CPU 而 RAM 定時器、串行口和中斷系統維持其功能。掉電模式下，保存RAM 數據，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內其它功能。 89C51 有 PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。 主要特點 標準 MCS51 內核和指令系統 片內 8kROM(可擴充 64kB 外部存儲器 ) 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內部 RAM(可擴充 64kB 外部存儲器 ) 3 個 16 位可編程定時 /計數器 時鐘頻率 向上或向下定時計數器 改進型快速編程脈沖算法 6 個中斷源 工作電壓 全雙工串行通信口 布爾處理器 — 幀錯誤偵測 4 層優先級中斷結構 — 自動地址識別 兼容 TTL 和 CMOS 邏輯電平 空閑和掉電節省模式 PDIP(40)和 PLCC(44)封裝形式 震蕩起特性： 外接石英晶體或者陶瓷諧振器以及電容 C C2 接在放大器的反饋回路（ AT89C51 內部有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大電路， XTALXTAL2 分別是該放大器的輸入和輸出端 ）中構成并聯振蕩電路。為了使裝置能夠被外部時鐘信號激活， XATL1 應該有效，而 XTAL2 應該被懸空。由于輸入到內部的時鐘信號電路通過了一個二分頻的信號，外部信號的工作周期比沒有別的要求，但是最大值和最小值的大小可以在數據表上觀察出來。當正常工作時，外部振蕩器可以計算出 XTAL1 上的電容，最大可達到 100pF。這是由于振蕩器電容和反饋電容之間的相互作用。當外部信號是標準高電平或者低電平時，電容不會超過 14 20pF.。 結構特點： 補高性能金屬氧化物半導體結構可擦可 編程只讀存儲器 /只讀存儲器 /中央處理 器 三個 16 位的定時器 /計數器 編程的時鐘輸出 Up/Down 定時器 /計數器 三級程序鎖定系統 256 字節片內 RAM 改進的快速脈沖編程算法 布爾處理器 32 根可編程的輸入 /輸出線 1 六個中斷源 1 可編程的串行通道帶有： —— 幀錯誤檢測 —— 自動地址識別 1 TTL 和 CMOS 兼容邏輯電平 1 MCS51 單片機可兼容指令集 1 擴展溫度范圍（﹣ 40℃ 到﹢ 85℃ ） 、其他硬件選擇 6N137 選擇： 6N137 光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其內部有一個 850 nm波長 AlGaAs LED 和一個集成檢測器組成，其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補償功能，高的輸入輸出隔離， LSTTL/TTL 兼容，高速 (典型為 10MBd)， 5mA 的極小輸入電流。 特性： 換速率高達 10MBit/s。 擺率高達 10kV/us。 扇出系數為 8。 邏輯電平輸出 。 集電極開 路輸出 。 15 工作參數： 最大輸入電流，低電平： 250uA 最大輸入電流，高電平： 15mA 最大允許低電平電壓 (輸出高 )： 最大允許高電平電壓： Vcc 最大電源電壓、輸出： 扇出 (TTL 負載 )： 8 個 (最多 ) 工作溫度范圍： 40176。C to +85176。C 典型應用：高速數字開關，馬達控制系統和 A/D 轉換等 6N137 光耦合器的真值如表 2 所示： 表 2 6N137光耦隔離器的真值表 需要注意的是，在 6N137 光耦合器的電源管腳旁應有 — 個 的去耦電容。在選擇電容類型時，應盡量選擇高頻特性好的電容器，如陶瓷電容或鉭電容，并且盡量靠近 6N137 光耦合器的電源管腳；另外，輸入使能管腳在芯片內部已有上拉電阻，無需再外接上拉電阻。 6N137 光耦合器的使用需要注意兩點：第一是 6N137 光耦合器的第 6 腳 Vo輸出電路屬于集電極開路電路，必須上拉一個電阻；第二是 6N137 光耦合器的第2 腳和第 3 腳之間是一個 LED，必須 串接一個限流電阻 6N137 的內部結構原理如下圖所示，信號從腳 2 和腳 3 輸入，發光二極管發光，經片內光通道傳到光敏二極管，反向偏 置的光敏管光照后導通，經電流 電壓轉換后送到與門的一個輸入端，與門的另一個輸入為使能端，當使能端為高時與門輸出高電平，經輸出三極管反向后光電隔離 器輸出低電平。當輸入信號電流小于觸發閾值或使能端為低時，輸出高電平，但這個邏輯高是集電極開路的，可針對接收電路加上拉電阻或電壓調整電路。 6N137 引腳圖如下圖 4 所示： 6N137 光耦合器的真值表 輸入 使能 輸出 H H L L H H H L H L L H H NC L L NC H 16 圖 4 6N137引腳圖 原理如上圖所示，若以腳 2 為輸入，腳 3 接地，則真值表如附表所列，這相當于非門的傳輸，若希望在傳輸過程中不改變邏輯狀態，則從腳 3 輸入，腳 2 接高電平。 簡單的原理如 下圖 5 所示，若以腳 2 為輸入，腳 3 接地，則真值表如附表所列，這相當于非門的傳輸，若希望在傳輸過程中不改變邏輯狀態，則從腳 3 輸入，腳 2 接高電平。 圖 5 6N137光耦隔離器引腳圖 LM7805 選擇 。 LM7805 是常用的三端穩壓器，一般使用的是 TO220 封裝，能提供 DC 5V 的輸出電壓，應用 范圍廣，內含過流和過載保護電路。帶散熱片時能持續提供 1A 的電流，如果使用外圍器件，它還能提供不通的電壓和電流。 7805 是常用的三端穩壓器件，顧名思義 05 就是輸出電壓為 5v，還可以微調， 17 7805 輸出波紋很小。 (1) 集成三端穩壓器根據穩定電壓的正、負極性分為 7815， 7905 系列。 圖下圖 6 和圖 7 給出了正、負穩壓的典型電路。 圖 6 正穩壓圖 圖 7 負 穩壓圖 實際應用 ： 在實際應用中，應在三端集成穩壓電路上安裝足夠大的散熱器（當然小功率的條件下不用）。當穩 壓管溫度過高時，穩壓性能將變差，甚至損壞。 當制作中需要一個能輸出 以上電流的穩壓電源，通常采用幾塊三端穩壓電路并聯起來，使其最大輸出電流為 N 個 ，但應用時需注意：并聯使用的集成穩壓電路應采用同一廠家、同一批號的產品，以保證參數的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別