智能电池充电器的设计-毕业设计 - 图文(3)

片机相媲美。

3.2.2系统电源模块

3.2.3恒流恒压源模块

图3-3系统电源模块

ICL7660[10]。LM7805是三端稳压芯片，可以给运放提供负电压。

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PWM功能，有足够的I/O口及内部定时器，都可以拿来实现这个方案，我采用的是

单片机最小系统不仅仅包括核心芯片STC12C5A60S2，还包括复位电路、晶振时

10位A/D转换（250K/S，即25万次每秒）等，资源丰富、性价比高，可以和AVR单

钟电路，单片机最小系统如图3-2所示。对于单片机的选择，只要它具备ADC功能和

STC12C5A60S2单片机，该单片机单时钟/机器周期（1T），有2路PWM[8]，8路高速

如图3-3所示。系统电源模块包括给单片机供电模块，用到芯片LM7805[9]和

图3-4恒流恒压源模块

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如图3-4所示。该电路是经典的串联型稳压电路，以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流；在电路中引入深度负反馈使输出电压稳定；并且通过一路PWM对输出电压值进行设定，使输出电压可调，通过另一路PWM对输出电流值进行设定，使输出电流可调。如图3-4所示，电压值设定和电流值设定为两路PWM信号，在PWM信号频率不变的情况下，通过调节PWM脉冲占空比，便可改变设定值。对于电池两端电压检测，电池电压值为电池正极电压减去负极电压；对于电流值检测，由于本方案的采样电阻为0.1?，即使经过500mA大电流时，采样电阻两端电压也才50mV，没有充分利用ADC的转换精度，不利于电流检测的准确性，所以必须对采样电阻两端的电压值进行线性放大。

3.2.4按键模块

图3-5 按键模块

按键模块如图3-5所示，通过按键对最大电压最大电流进行设置，控制电池的最大充电电流和最大充电电压。

3.2.5数码管显示模块

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用完全，减少成本。

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图3-6数码管显示电路

电池的电压和工作电流。数码管驱动直接用IO口驱动，这样单片机多余的IO口可以利

数码管显示模块如图3-6所示。数码管显示充电器的最大充电电压、最大充电电流、

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4. 系统软件设计

4.1主程序流程图

主程序流程图如图4-1所示，包含两个部分，一部分为初始化段，另一部分为循环主体段。在主程序循环体中，并不是直接执行程序，而是去调用一个个任务模块。每个任务都是一个子函数，这些任务的调度机制为轮询机制。即：这些子函数功能的执行与否取决于其条件标志是否满足。比如：当某个子函数被主程序调用时，会先判断其执行条件是否成立（标志位是否有效），如果有效则执行实际功能语句，否则不执行任何动作直接返回。为了避免各个任务为了抢占系统CPU资源，造成时间冲突，我采取以下一些措施：根据任务的轻重缓急分别给予以不同的时间调度。比如LCD显示2ms扫描一个，8个数码管扫描频率为62Hz，经调试扫描频率太慢了会数码管会闪，这个频率刚好[10]。PWMD/A调节和A/D采样速度不宜太快，我用的是200ms调用一次，因为它会影响到数码管刷屏，调节和采样太快，数码管上的数值会跳变的厉害。按键处理则为10ms调用一次，当按键处理中，当首次检测到按键闭合时，本来需要20ms左右的延时时间来进行消除抖动，这里如果用延时程序delay(20ms)来实现，则会影响其他任务的执行。应该把这个等待时间让给其他任务程序去执行。具体方法是可以先设置个标志后退出，待下次到了20ms再次进入按键处理程序，再做一个闭合检测。一个任务执行过程中，不能影响其它任务的执行，一旦一个任务执行完成，就立刻释放对CPU的控制权。

上电初始化程序主程序2mS定时处理程序10mS定时处理程序20mS定时处理程序主程序流程图

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湖北师范学院物理与电子科学学院2014届学士学位论文 2mS定时处理程序10mS定时处理程序200mS定时处理程序N2mS溢出标志=1？Y2mS溢出标志=0N10mS溢出标志=1？Y10mS溢出标志=0N200mS溢出标志=1？Y200mS溢出标志=0LCD显示RET2mS定时处理程序流程图LCD显示RET10mS定时处理程序流程图LCD显示RET200mS定时处理程序流程图

图4-1 主程序流程图

4.2数码管显示模块

将数码管各显示状态化分13种状态，给每个状态编号： //工作模式 WK_MODE

//WK_MODE=0 充电时，电压值电流值显示 //WK_MODE=1 设定时，电压值闪烁，电流值不闪烁 //WK_MODE=2 设定时，电流值闪烁，电压值不闪烁 //WK_MODE=3 设定时，电压值第一位闪烁 //WK_MODE=4 设定时，电压值第二位闪烁 //WK_MODE=5 设定时，电压值第三位闪烁 //WK_MODE=6 设定时，电压值第四位闪烁 //WK_MODE=7 设定时，电流值第一位闪烁 //WK_MODE=8 设定时，电流值第二位闪烁 //WK_MODE=9 设定时，电流值第三位闪烁 //WK_MODE=10 设定时，电流值第四位闪烁 //WK_MODE=11 设定时，电压值电流值显示 //WK_MODE=12 设定时，电压值电流值显示

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