Учебная работа. Курсовая работа: Контроллер зарядного устройства

Учебная работа. Курсовая работа: Контроллер зарядного устройства

КАФЕДРА «РОБОТОТЕХНИКА И МЕХАТРОНИКА»

Курсовая работа

На тему:

«Контроллер зарядного устройства»

Создатель проекта (работы): студент Комков Д. А.

Специальность: «Мехатроника»

Ростов на дону–на–Дону 2007 г.

Содержание

Введение

1. Составление схемы электронной структурной

2. Составление схемы электронной многофункциональной

3. Описание элементной базы

3.1 Кварцевые резонаторы ZQ1 и ZQ2.

3.2 Излучатель звука BF1 HCM1212A.

3.3 Компаратор LM393N.

3.4 Регулятор напряжения линейный LM317LZ.

3.5 Диоды VD1, VD2, HL1, HL2, HL3.

3.6 Транзисторы.

3.7 Семисегментные индикаторы.

3.8 Резисторы.

3.9 Конденсаторы.

3.10 Микроконтроллер AT89C52-24PI.

4. Описание работы устройства.

Заключение

Перечень использованных источников

Введение

Посреди цифровых интегральных микросхем микроконтроллеры сейчас занимают приблизительно такое же пространство, как операционные усилители посреди аналоговых. Это — всепригодные приборы, их применение в электрических устройствах самого различного предназначения повсевременно расширяется. Разработкой и созданием микроконтроллеров занимаются практически все большие и почти все средние конторы, специализирующиеся в области полупроводниковой электроники.

Современные микроконтроллеры (их ранее называли однокристальными микро-ЭВМ (Электронная вычислительная машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач)) объединяют в собственном корпусе массивное процессорное ядро, запоминающие устройства для хранения выполняемой программки и данных, устройства приема входных и формирования выходных сигналов, бессчетные вспомогательные узлы. Общая тенденция современного «микроконтроллеростроения» — уменьшение числа наружных частей, нужных для обычной работы. На кристалле микросхемы располагают не только лишь компараторы, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, да и различные нагрузочные и «подтягивающие» резисторы, цепи сброса.

Выходные буферы микроконтроллеров рассчитывают на конкретное подключение более обычных нагрузок, к примеру, светодиодных индикаторов. Практически хоть какой из выводов микроконтроллеров (кроме, естественно, выводов общего провода и питания) разраб может применять по собственному усмотрению в качестве входа либо выхода. В итоге достаточно непростой по выполняемым функциям устройство часто удается выполнить всего на одной микросхеме.

Неизменное удешевление микроконтроллеров и расширение их многофункциональных способностей понизило порог трудности устройств, которые целенаправлено строить на их базе. сейчас имеет смысл конструировать на микро-контроллерах даже такие приборы, для реализации которых классическими способами потребовалось бы наименее 10-ка логических микросхем средней и малой степени интеграции.

Процессы разработки программки для МК и обыкновенной принципной схемы цифрового устройства почти во всем идентичны. В обоих вариантах «здание» подходящей формы строят из простых «кирпичей». Просто «кирпичи» различные: в первом случае — набор логических частей, во 2-м — набор установок микроконтроллера. Заместо взаимодействия меж элементами при помощи обмена сигналами по проводам — пересылка данных из одной ячейки памяти в другую снутри МК. процесс пересылки «выплескивается» наружу, когда МК поддерживает связь с присоединенными к нему датчиками, индикаторами, исполнительными устройствами и наружной памятью. Различаются и рабочие инструменты разраба. На замену обычным карандашу, бумаге, паяльничку и осциллографу приходят комп и программатор, хотя на крайнем шаге отладки изделия без осциллографа и паяльничка все таки не обойтись.

Еще одна трудность — недостающее количество настоящей технической документации и справочной литературы на российском языке. Большая часть публикаций подобного рода в повторяющихся изданиях и в особенности в русском Вебе, часто — не наиболее чем подстрочные переводы британских оригиналов. При этом переводчики, время от времени не достаточно знакомые с предметом и терминологией, истолковывают «черные» места по-своему, и они (места) оказываются достаточно дальними от правды. Фактически отсутствуют русские программные средства разработки и отладки программ МК.

1-ое знакомство с МК для почти всех начинается с повторения одной из размещенных в «Радио» либо другом издании конструкций на их базе. И тут сходу проявляется основное отличие МК от обыкновенной микросхемы: он не способен созодать что-либо полезное, пока в его внутреннее (время от времени наружное) запоминающее устройство не занесена программка — набор кодов, задающий последовательность операций, которые предстоит делать. Функцию записи кодов в память МК именуют его программированием (не путать с предыдущим этому одноименным действием разработки самой программки).

Необходимость программирования, на 1-ый взор, может показаться недочетом. На самом же деле это — основное достоинство, с помощью которого можно, изготовив, к примеру, всего одну плату с МК и несколькими соединенными с ним светодиодными индикаторами и клавишами, по желанию, превращать в частотомер, счетчик импульсов, электрические часы, цифровой измеритель хоть какой физической величины, пульт дистанционного управления и контроля и почти все другое.

1. Составление электронной структурной схемы

Электронная структурная схема контроллера аккумуляторных батарей изображена на рисунке 1.1.

Набросок 1.1 — Электронная структурная схема контроллера аккумуляторных батарей.

Большая часть конструкций не предугадывают корректировку аспекта окончания зарядки, привязываясь или к определенному типу аккумуляторной батареи, или к фиксированным значениям тока, конечного напряжения, времени зарядки, что ограничивает их применение для аккумуляторных батарей другого типа, емкости либо напряжения.

2. Составление схемы электронной многофункциональной

Предлагаемое устройство дозволяет надзирать процесс зарядки разных типов аккумов в последующих режимах:

1.Зарядка аккума до заслуги данного уровня напряжения. В этом режиме вводится нужный уровень напряжения в милливольтах (максимум 20 В). В конце зарядки фиксируется время зарядки в спектре 1 с…24 час, также спад напряжения, если такой имелся, в спектре -1…-99 мВ.

2.Зарядка аккума по таймеру. Вводится время зарядки — часы, минутки, секунды, опосля окончания зарядки фиксируется достигнутый уровень напряжения и отрицательный спад напряжения, если такой имелся.

3.Зарядка аккума до заслуги данного спада напряжения. Вводится время зарядки в спектре

1 с…24 час. У неких №-МН и №-С<1 аккумов сначала зарядки током 0,8С и выше наблюдается краткосрочный спад напряжения. В этом случае можно активировать таймер на время 1…9 мин, в течение которого спад напряжения на аккуме будет проигнорирован.

4. Зарядка аккума с внедрением хоть какой композиции режимов 1 — 3. Можно, например, заряжать аккумулятор током до заслуги спада напряжения

-5 мВ, сразу активировав таймер зарядки и/либо ввести наибольший уровень напряжения на батарее. процесс зарядки остановится, если хотя бы один пара-метр превзойдет установленное значение.

5.Разрядка аккума до заслуги данного уровня напряжения. Вводится остаточное напряжение на аккуме в милливольтах, изначальное напряжение на аккумуляторной батарее обязано быть не наиболее 20 В. По достижении введенного значения фиксируется время разрядки в спектре 1 с…24 час. Этот режим можно применять для измерения настоящей емкости аккума, так как разрядка происходит размеренным током и его

6.Зарядка аккума с подготовительной разрядкой. Употребляется для борьбы с «эффектом памяти». Режим содержит в себе все функции 1 — 5 для зарядки и разрядки.

7.Тренировка аккума. Режим содержит в себе все функции для зарядки с подготовительной разрядкой, бывает полезен для аккумуляторных батарей, которые долгое время не эксплуатировались.

8. Неавтоматизированная зарядка/разрядка аккума. момент окончания зарядки/разрядки аккума определяется юзером. Измеряется лишь напряжение на аккуме, время зарядки и спад напряжения не контролируются.

3. Описание элементной базы

В данной схеме употребляются обозначенные ниже элементы.

3.1 Кварцевые резонаторы
ZQ1 и
ZQ2

Главные свойства кварцевых резонаторов ZQ1 и ZQ2 приведены ниже в таблице 3, сами элементы изображены на рисунке 3.

Таблица 3 — Главные свойства кварцевых резонаторов ZQ1 и ZQ2.

Заглавие свойства
характеристики свойства

ZQ1
ZQ2

Резонансная частота, кГц:
24000
32.768

Номер гармоники:
-
3

Точность опции dF/Fх10-6:
30
20

Температурный коэффициент, Ктх10-6:
30
0.042

Нагрузочная емкость, пФ:
32
12.5

Рабочая температура, °С:
-20…+70
-10…+60

Корпус:
HC-49U
DT-38T

Длина корпуса L, мм:
13.5
8

Поперечник(ширина)корпуса, D(W), мм:
11.5
3

а)



б)

Набросок 3 – а) Кварцевый резонатор ZQ1; б) Кварцевый резонатор ZQ2;

3.2 Излучатель звука
BF1 HCM1212A

Главные свойства излучателя звука BF1 HCM1212A приведены в таблице 3.1, сам элемент изображен на рисунке 3.1.

Таблица 3 — Главные свойства излучателя звука BF1 HCM1212A.

Заглавие свойства
характеристики свойства

Тип:
электромагнитный

Интегрированный генератор:
нет

Частота, Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ):
2400

Номинальное рабочее напряжение, В:
12

Наибольший ток ,мА:
40

Сопротивление катушки, Ом,:
140

Интенсивность звука, дБ (Децибел — логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений):
85

Толщина корпуса h, мм:
9

Поперечник (ширина) корпуса d, мм:
12

Рабочая температура, °С:
-40…+85

Набросок 3.1 — Излучатель звука BF1 HCM1212A.

3.3 Компаратор LM393N

Главные свойства компаратора LM393N приведены в таблице 3.2, сам элемент изображен на рисунке 3.2.

Таблица 3.2 — Главные свойства компаратора LM393N.

Заглавие свойства
характеристики свойства

Число компараторов:
2

Корпус:
PDIP8

Набросок 3.2 — Компаратор LM393N.

3.4 Регулятор напряжения линейный
LM317LZ.

Главные свойства линейного регулятора напряжения LM317LZ приведены в таблице 3.3, сам элемент изображен на рисунке 3.3.

Таблица 3.3 — Главные свойства линейного регулятора напряжения LM317LZ.

Заглавие свойства
характеристики свойства

Корпус:
TO92

Мин. входное напряжение:
5

Макс. входное напряжение:
45

Выходное напряжение:
1.2 … 37

Номинальный выходной ток:
1,5

Ток употребления:
10000

Набросок 3.3 — Линейный регулятор напряжения LM317LZ.

3.5 Диоды
VD1,
VD2,
HL1,
HL2,
HL3.

Главные свойства диодовVD2, VD1, HL1, HL2, HL3 приведены в таблице 3.4, элементы HL1, HL2, HL3 изображены на рисунке 3.4.

Таблица 3.4 — Главные свойства диодовVD1, HL1, HL2, HL3.

Заглавие свойства
характеристики свойства

VD2
VD1
HL1, HL2, HL3

Тип:
Стабилитрон
Стабилитрон
Светодиод

Модель:
КД212А
КД522Б9
АЛ307А

Корпус:
kd16
SMD
КИ2-2

Рабочая температура, °С :
-60…+125
-60…+70

Наибольшее неизменное оборотное напряжение, В:
200
50
-

Наибольшее импульсное оборотное напряжение ,В:
200
75
2

Наибольший прямой(выпрямленный за полупериод) ток, А:
1
0,1
0,22

Очень допустимый прямой импульсный ток, А:
50
1,5
0,1

Наибольший оборотный ток, мкА:
50
1
-

Наибольшее прямое напряжение, В:
1
1,1
2

Наибольшее время восстановления ,мкс:
300
4
2

Общая емкость, Сд.пФ:
60
3
-

цвет свечения:
-
-
Красноватый

Длина волны, нм:
-
-
650-675

Малая сила света Iv мин., мКд:
-
-
0,15

цвет линзы:
-
-
Красноватый матовый

Рабочая частота, кГц:
100
-
-

Форма линзы:
-
-
Круглая

Видимый телесный угол, град:
-
-
20

Набросок 3.4 – Светодиоды HL1, HL2, HL3.

3.6 Транзисторы.

Главные свойства транзисторовVD1, HL1, HL2, HL3 приведены в таблице 3.5, сами элементы изображены на рисунке 3.5.

Таблица 3.5 — Главные свойства транзисторовVT1…..VT23.

Заглавие свойства
характеристики свойства

VТ1… VТ8,

VТ15,

VТ19…VТ21

VТ22… VТ23
VТ16, VТ18

VТ9…

VТ10

VТ17

Тип:
Транзисторы биполярные
Транзисторы биполярные
Транзисторы полевые
Транзисторы биполярные
Транзисторы биполярные

Модель:
КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта)315Г
КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта)972Б
КП501А
КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта)209К
КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта)3102ЕМ

Корпус:
KT-13
KT-27-2
TO-92
KT-26
KT-26

структура:
NPN
NPN
N-FET
PNP
NPN

Наибольшее напряжение сток-исток Uси, В:
-
-
240
-
-

Наибольшее напряжение затвор-исток Uзи макс., В:
-
-
1
-
-

Наибольшая рассеиваемая мощность Pси макс., Вт:
0,15
8
0,5
0,2
0,25

Крутизна свойства S, мА/В:
-
-
100
-
-

Граничная частота коэффициента передачи тока fгр, МГц:
250,00
200,00
-
5,00
300,00

Статический коэффициент передачи тока h21э мин:
50
750
-
80
400

Очень допустимый ток к ( Iк макс, А):
0,1
4
-
0,3
0,1

Макс. напр. к-э при данном токе к и данном сопр. В цепи б-э.(Uкэr макс), В:
35
45
-
45
20

Макс. напр. к-б при данном оборотном токе к и разомкнутой цепи э.(Uкбо макс),В:
35
-
-
45
20


б)





в)





г)





а)





Набросок 3.5 — а) Транзисторы биполярные КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта)209К, VT9…VT10;
б) Транзисторы биполярные КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта)315Г, VT1…VT8, VT15, VT19…VT21;
в) Транзисторы биполярные КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта)972Б, VT22…VT23;
г) Транзисторы биполярные КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта)3102ЕМ, VT17.

3.7 Семисегментные индикаторы

Главные свойства семисегментных индикаторов приведены в таблице 3.6, сами элементы изображены на рисунке 3.6.

Таблица 3.6 — Семисегментных индикаторы.

Заглавие свойства
характеристики свойства

Модель:
С516RD

Тип:
с общим анодом

Макс. прямое напряж. (при токе 20 мА), В:
2,5

Макс. прямой ток, мА
25…30

Макс. оборотное напряжение, В:
5

Оборотный ток (при напряжении 5 В), мкА:
10

Мощность рассеивания, мВт:
150

Макс. импульсный прямой ток, мА:
140…160

Спектр рабочих температур, °С:
-40…+85

Набросок 3.6 — Семисегментный индикатор.

3.8 Резисторы

В схеме употребляются R15 подстроечный резистор марки СП5-2 сопротивлением 680 Ом; другие резисторы неизменные, номинальной мощностью 0,25 Вт марки С1-4 с точность 5%, не считая резисторов R13 и R16 с точностью 1%. R1 = 180 кОм; R2 = 12 кОм; R3… R10 = 51 Ом; R11 = 100 кОм; R12, R21… R25 = 1 кОм; R13, R16 = 10 кОм; R14 = 2,2 кОм; R17, R26… R28 = 220 Ом; R18 = 75 Ом; R19 = 2,7 кОм; R20 = 5,6 кОм;

3.9 Конденсаторы

В схеме употребляются: С5 подстроечный конденсатор CTC-038-30RSM, изображенный на рисунке 3.7, с малой ёмкостью 4 пФ и очень – 30пФ, добротностью наименее 200; конденсаторы С1, С11, С6, С7 типа К50-35 (см. набросок 3.8) соответственно ёмкостью 47 мкФ, 10 мкФ, 10 мкФ, 10 мкФ и рабочи-ми напряжениями 6,3 В, 25 В, 16 В, 16 В и допуском номинальной емкости 20%; конденсаторы С2, С3, С4, С9, С10, С12…С19 типа К10-17 (см. набросок 3.9) с допуском номинальной емкости 5%, соответственно ёмкостью 33Ф, 33Ф, 5,1Ф, 1,2 мкФ, другие 0,1 мкФ, температурный коэффициент емкости М47;

Набросок 3.7 — С5 подстроечный конденсатор CTC-038-30RSM.

Набросок 3.8 — Конденсаторы С1, С6, С7 типа К50-35.

Набросок 3.9 – Конденсаторы С2, С3, С4, С9, С10, С12…С19 типа К10-17.

3.10 Микроконтроллер AT89C52-24PI.

На рисунке 3.10 изображен Микроконтроллер AT89C52-24PI.

Набросок 3.10 — Микроконтроллер AT89C52-24PI.

AT89C52-24PI — малопотребляющий, высокоэффективный 8-битовый микроконтроллер CMOS с 8 кб, программируемой и стираемой памятью (PEROM). Устройство сделано, используя технологию компании Atmel энергонезависимой памяти высочайшей плотности и совместимо со эталоном индустрии 80C51 и 80C52 набора установок. На чипе энергонезависимой память дозволяет памяти микросхемы быть повторно запрограммированной в сис-теме либо обыденным энергонезависимым программатором памяти. Сочитая всепригодный 8-битовый центральный машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор со энергонезависимой памятью на цельном чипе, AT89C52 — мощнейший микроконтроллер, который обеспечивает весьма гибкое и действенное в издержек решение почти всех вложенных заявлений контроля.

На рисунке 3.11 указаны выводы микроконтроллера. Наиболее подробное устройство микроконтроллера приведено ниже (см. набросок 3.12).

Набросок 3.11 – Выводы микроконтроллера AT89C52-24PI.

Набросок 3.11 – Устройство микроконтроллера.

порт Р0 — 8-битовый двунаправленный порт ввода / вывода. Может поддерживать восемь входов TTL, может употребляться как вход высочайшего импеданса. порт 0 быть может мультиплексной шиной адреса/данных младшего разряда в течение доступов к наружной программке и памяти данных. В этом случае, P0 имеет внутреннее напряжение-ups. Порт Р0 также получает кодовые байты в течение программирования памяти и кодовые байты в течение проверки программки.

порт Р1 — 8-битовый двунаправленный порт ввода / вывода с внутренним pullups. порт 1 буфер продукции быть может слив/источником 4 входов TTL. Не считая того, P1.0 и P1.1 могут быть таймером наружного счета (P1.0/T2) и 2 спусковых механизма (P1.1/T2EX), соответственно. AT89C52 обеспечивает последующие обычные индивидуальности: 8 килобайтов памяти, 256 байтов RAM, 32 линий ввода / вывода, 3-х таймеров на 16-бит, два уровня с шестью векторами прерывают архитектуру, полный двойной поочередный порт, генератор ТИ, и схему часов. Не считая того, AT89C52 разработан со статической логикой и поддерживает два программных обеспечения Пониженное напряжение сберегает содержание RAM, но замораживает генератор, повреждая все остальные функции чипа до последующего сброса аппаратных средств. порт Р1 также получает байты адреса младшего разряда в течение программирования памяти и проверки программки.

порт Р2 — 8-битовый двунаправленный порт ввода / вывода с внутренним pullups. порт Р2 буфера может иметь четыре входа TTL. порт Р2 испускает старший б адреса от наружной памяти программки и в течение доступов к наружной памяти данных, которые употребляют 16-битовые адреса (MOVX@DPTR). В течение доступов к наружной памяти данных, которые употребляют 8-битовые адреса (MOVX@RI), порт Р2 передает содержание специального регистра функции P2. порт 2 также получает старшие биты адреса и некие сигналы контроля в течение программирования памяти и проверки.

порт Р3 — 8-битовый двунаправленный порт ввода / вывода с внутренним pullups. порт Р3 буфера может иметь четыре входа TTL. порт 3 также употребляется для передачи разных особых сигналов AT89C51, как показано в таблице 3.7.

Таблица 3.7 — Особые сигналы AT89C51.

P3.0 RXD (поочередный порт входа), P3.1 TXD (поочередный порт выхода), P3.2 INT0 (наружный перерыв 0), P3.3 INT1 (наружный перерыв 1), P3.4 T0 (таймер 0 наружных входов), P3.5 T1 (таймер 1 наружных входов), P3.6 WR (наружная память данных пишут строб) РЕЗЕРФОРД P3.7 (наружная память данных читание строба).

Порт Р3 также получают некие сигналы контроля для памяти программирующая и проверки.

В обычной работе, ALEограничен по неизменной норме 1/6 частоты генератора и может употребляться для наружного выбора времени либо результата целей. Отметим, но, что один импульс ALE пропущен в течение всякого доступа к наружной памяти данных. Если операция ALE быть может повреждена, устанавливая бит 0 из специального регистра функции области 8EH. С набором бита, ALE интенсивно лишь в течение MOVX либо аннотации MOVC. Урегулирование повреждений ALE бит не имеет никакого эффекта, если микроконтроллер находится во наружном методе выполнения. Хранилище программки PSEN Дозволяет — прочесть строб к наружной памяти программки. PSEN активизирован два раза любой цикл машинки, кроме того, что две активации PSEN пропущены в течение всякого доступа к наружной памяти данных.

Архитектура системы управления обязана быть связана с GND, чтоб дозволить устройству принести коды от наружных местоположений памяти программки, начинающихся в 0000-ом до FFFFH. Но, если бит запрограммирован, архитектуру системы управления будут внутренне запирать на сбросе. Архитектура системы управления обязана быть связана с VCC для внутреннего выполнения программки. Этот вывод также получает 12-вольтовое напряжение (VPP) в течение программирования памяти. Вход XTAL1 на усилитель генератора инвертирования и вход на внутренние часы. Сигналы XTAL2 от усилителя генератора инвертирования.

Особая Функция размещается карту на чипе в области памяти, нареченной Особым Регистром Функции (SFR). Отметим, что не все адреса заняты, незанятые адреса не могут быть осуществлены на чипе. Доступы к сиим адресам будут случайные данные, т.е. доступы будут иметь неопределенный эффект. Пользовательское программное обеспечение не обязано написать сиим не включенным в перечень адресам, потому что они могут употребляться в будущих продуктах, чтоб призвать новейшие индивидуальности. В том случае, сброс либо бездействующие ценности новейших битов постоянно будут 0.

Таймер 2 Контроля Регистров и биты статуса содержится в регистрах Т2коне и T2MOD для Таймера 2. Пара регистра (RCAP2H, RCAP2L) — Захватывающиеся/Перезаряжающиеся регистраторы для Таймера 2 в 16-битовом методе захвата, либо 16-битовый автоперезаряжают метод.

На рисунке 3.12 приведена временная диаграмма программирования и проверки памяти МК в полном объеме производительности МК. На рисунке 3.13 приведена временная диаграмма программирования и проверки памяти МК в режиме сниженного энергопотребления МК.

Набросок 3.12 — Временная диаграмма программирования и проверки памяти МК в полном объеме производительности МК.

Набросок 3.13 — Временная диаграмма программирования и проверки памяти МК в режиме сниженного энергопотребления МК.

4.
Описание работы устройства

В зарядном устройстве имеются часы с индикацией времени (секунды, ми-нуты, часы) и даты (число, месяц, год), также будильник. Может быть также измерение неизменного напряжения в спектре 0,015… 10. В с разрешающей способностью 1 мВ и в спектре 10.. .20 В с разрешающей способностью 2 мВ.

К недочетам данного устройства можно отнести отсутствие контроля за температурой заряжаемого аккума и режима доразрядки малым током. Хотя есть ли необходимость в дозарядке — вопросец спорный, так как опосля резвой зарядки батареи, как правило, сходу употребляются в электроприборах. А если торопиться некуда, можно» заряжать током 0,1С, в этом случае дозарядка тоже не будет нужно.

Контроллер производит измерение напряжения, времени зарядки/разрядки, спада напряжения, проверку критерий окончания зарядки/разрядки аккума. Имеются клавиши для ввода данных, установленные и измеренные значений выводятся на семисегментный индикатор. Эти функции реализует микроконтроллер АТ89С52, используя способ одностадийного интегрирования.

процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой происходит последующим образом. Опосля подачи питания на управляющее устройство программка изменяет регистры Т2ССЖ и Т2МСЮ таймера Т/С2 для работы в режиме захвата. Бит СР/КЬ2 регистра Т2ССЖ устанавливается в 1 для выбора режима защелкивания данных, а бит С/Т2 — в 0 для подсчета числа машинных циклов микро-контроллера. На вход счетчика 1X2 будет подаваться частота 2 МГц.

бит ТК2 программка употребляет для пуска счета, а бит ЕХЕЫ2 — для разрешения защелкивания содержимого счетчиков ТЪ2 и ТН2 в регистры КСА-Р2Ь и КСАР2Н соответственно. бит 6 порта РЗ устанавливается в 0, а бит 1 порта РЗ — в 1, открывая транзисторы УТ17, УТ18 и тем разряжая интегрирующий конденсатор С9. Элементы УТ17 и К18 обеспечивают подготовительную разрядку конденсатора С9, предохраняя ключ УТ18 от пробоя, так как конденсатор в конце цикла преобразования копит значимый заряд.

Для начала преобразования программка устанавливает биты ТК2, ЕХЕШ в 1, бит 6 порта РЗ — в 1, а бит 1 порта РЗ — в 0. Конденсатор С9 начинает заряжаться от источника размеренного тока, выполненного на элементах К15, К17,0 А1. Компаратор ОА2 ассоциирует измеряемое напряжение, поступающее на вывод 3, с линейно-нарастающим напряжением на выводе 2. Как нарастающее напряжение станет больше измеряемого, на выводе 1 БА2 произойдет перепад из лог. 1 в лог. О, который установит флаг прерывания ЕХЕЫ2. Подпрограмма обслуживания прерывания проанализирует 16-разрядное число, считанное из регистров КСА-Р2Ь и КСАР2Н, и если оно окажется больше 10000, будет включен делитель напряжения, выполненный на элементах УТ16, К13, К16. Ограничение напряжения в 10 В соединено с тем, что при разности напряжений около 3 В и наименее меж выводами 1 и 3 стабилизатора БА1, миниатюризируется ток зарядки конденсатора С9 и контроллер выходит из рабочего режима.

При включенном делителе напряжения на последнем левом индикаторе будет отображаться знак «Ш, и число, считанное из регистров КСАР2Ь и КСАР2Н, будет множиться на два. При отключенном делителе на индикаторе отображается знак «и». Соответственно, разрешающая способность будет 2 мВ и 1 мВ. Если при последующем запуске измеренное напряжение окажется наиболее 20 В, знак «11» будет мигать с частотой 2 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ) и во время всякого цикла преобразования будет издаваться маленький звуковой сигнал, но больше напряжения на интегрирующем конденсаторе С9, что вызовет переполнение счетчиков ТЬ2, ТН2 и установку флага переполнения ТР2. Этого допускать недозволено, так как при помощи флага ТР2 определяется отсутствие входного напряжения. Происходит это последующим методом. При запуске интегратора начинается подсчет машинных циклов, но так как напряжение на выводе 3 компаратора БА2 будет вначале больше, чем на выводе 2, на выводе 1 остается лог. 0, т. е. перепада из 1 в 0 не будет. Счетчики ТХ2, ТН2 переполнятся, и будет установлен флаг ТР2. Подпрограмма обработки прерывания проигнорирует данные в регистрах КСАР2Ь, КСАР2Н и присвоит измеренному напряжению нулевое

Источник размеренного тока на стабилизаторе ЭА1 заносит вклад в погрешность АЦП за счет нелинейности преобразования, компаратор ОА2 — за счет задержки переключения и напряжения смещения нуля, ключ УТ18 — за счет ненулевого сопротивления сток-исток. Температурный и временной дрейф частоты кварцевого резонатора 2С>2 также оказывают незначимое воздействие. Остаточное сопротивление ключа УТ18 приводит к тому, что возникает входное напряжение нечувствительности — измеряемое напряжение, при котором не происходит срабатывания компаратора (в данном случае 5 мВ). Погрешности резонатора 20.2 и стабилизатора ОА1 носят случайный нрав, потому программной компенсации не поддаются, но погрешности, вносимые компаратором и полевым транзистором — периодические, потому их просто убрать программным методом. Опосля регулировки АЦП наибольшая относительная погрешность измерения составит не наиболее 0,35 % в спектре 0,015… 10 В. время преобразования аналогового сигнала в двоичный код прямо пропорционально величине измеряемого напряжения. При входном напряжении 10 В оно составит около 5,5 мс с учетом времени выполнения подпрограммы обработки прерывания таймера Т/С2.

Таблица 4.1

5В6
5В5
5В4
5ВЗ
5В2
5В1

Режим 2
установка часов
Обнуление секунд
Инкремент часов
Инкремент минут
Инкремент секунд

Выход

Выход
установка/просмотр даты
Инкремент числа
Инкремент месяца
Инкремент года

Выход
Не употребляется
Установка будильника(активация будильника)
Инкремент часов
Инкремент минут

Индикация времени разряда
Индикация времени заряда
Измеренный спад напряжения
Выбор отображаемого индикатором параметра (измеренное напряжение заряда/разряда)
Часы

Выход
Не употребляется
Включение/отключение реле разряда
Включение/отключение реле заряда
Измерение напряжения, ручной завод/развод

Режим 1
установка наибольшего времени заряда (выход)
Не употребляется
Инкремент часов
Инкремент минут
Инкремент секунд

Выход
Установка конечного напряжения заряда (инкремент тыщ милливольт)
Инкремент сотен милливольт
Инкремент 10-ов милливольт
Инкремент единиц милливольт

Выход
Инкремент тыщ милливольт
установка конечного напряжения разряда (инкремент сотен милливольт)
Инкремент 10-ов милливольт
Инкремент единиц милливольт

Выход
Активация таймера
Инкремент минут таймера
Установка величины спада напряжения (сЛ1) (декремент сЮ)
Инкремент сИ1

Выход
Не употребляется
Не употребляется
Декремент циклов
Число циклов тренировки аккума (инкремент циклов)

Режим 0
Активация режима заряда аккума (выход)
Не употребляется
Не употребляется
Выключить
Включить

Выход
Активация режима заряда с доразрядом
Не употребляется
Выключить
Включить

Выход
Не употребляется
Активация режима разряда аккума, измерение емкости
Выключить
Включить

Выход
Не употребляется
Не употребляется
Активация режима тренировки аккума (выключить)
Включить

Выход
Не употребляется
Наибольшее время заряда
Наибольшее напряжение заряда
Выбор критериев окончания заряда аккума (спад напряжения)

Для работы часов настоящего времени, также подсчета времени зарядки и разрядки аккума употребляется таймер ТС1 микроконтроллера. При помощи регистра режима работы ТМСШ он переводится в режим работы 0 — восьмибитный счетчик с пятибитным предделителем. Подсчет импульсов происходит от наружного генератора с частотой 32768 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ), собранного на инверторах 001.1—ОБ1.3 и присоединенного к входу Т1 (выводу 15 микроконтроллера). Таковым образом, любые 0,25 с происходит переполнение счетчиков, что вызывает установку флага переполнения ТР1 и вызов соответственной программки обработки прерывания.

Для обслуживания семисегментных индикаторов НС1—НСЗ и клавиш SВ1—SВ6 употребляется таймер ТСО. Так же, как и таймер ТС1, он настроен на режим 0, но работает от внутреннего источника сигналов синхронизации частотой 2 МГц. Любые 4,096 мс происходит установка флага переполнения ТРО и вызов подпрограммы обслуживания клавиш и индикаторов. Дребезг переключения клавиш устраняется программно, запись кода нажатой клавиши происходит в момент ее отжатия.

Светодиод Н1Л индицирует активацию режима зарядки аккума, а светодиод НЬ2 — разрядки. В случае активации режима зарядки с доразрядкой либо режима тренировки обозначенные светодиоды мигают с частотой 2 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ).

Светодиод НЬЗ служит указателем 1-го из 3-х режимов ввода клавиш 5В1—5В5. Переключение режима осуществляется клавишей 5В6. В режиме ввода 0 светодиод НЬЗ не пылает, в режиме 1 мигает с частотой 2 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ), а в режиме 2 пылает повсевременно. В табл.1 перечислены все композиции нажатия клавиш 5В1—5В6 для управления контроллером зарядного устройства.

Для звукового оповещения окончания всех режимов зарядки/разрядки, будильника и для доказательства нажатия клавиш 5В1—5В5 служат элементы Т15, ВР1.

На время включения реле зарядки/разрядки на выводе Р1.0 устанавливается лог. 1, которая быть может применена, к примеру, для управления вентилятором остывания, транзистором стабилизатора тока либо электрического балласта. Реле, коммутирующие токи зарядки и разрядки, управляются транзисторами УТ22, УТ23 соответственно. Применение реле дозволяет применять уже имеющиеся источник размеренного тока и электрический балласт, к примеру, как показано на рис. 2.

Но следует увидеть, что измерение скачка напряжения 3… 15 мВ на аккуме, в особенности при огромных токах зарядки, просит от источника тока неплохой стабильности и, соответственно, малых пульсаций на перегрузке. В неприятном случае будут происходить неверные отключения режима зарядки. С режимом разрядки дело обстоит проще — довольно применять обыденный резистор с пригодной допустимой рассеиваемой мощностью, т. к. в этом режиме контролируется только конечное напряжение разрядки. Но для измерения настоящей емкости аккума резистор не годится — при постепенной разрядке аккума ток, отдаваемый в нагрузку, миниатюризируется. Нужно применять электрический балласт — устройство, потребляющее размеренный ток от аккума независимо от напряжения на нем.

Регулировка контроллера зарядного устройства заключается в подстройке частоты наружного генератора 32768 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ) и в установке тока зарядки конденсатора С9. Генератор настраивается при помощи частотомера, присоединенного к выводу 6 DD1.3, подстроечным конденсатором С5. Если не удается получить (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ), впаивают конденсатор С4.

Для опции АЦП нужно включить режим измерения напряжения в согласовании с табл. 1. На вход «измерение» контроллера от наружного источника подается напряжение 9,800.. .9,900 В, контролируемое эталонным вольтметром. В качестве эталонного вольтметра лучше применять приборы, которые могут определять напряжение 10 В с разрешением 1 мВ. При использовании устройств с разрешающей способностью 10 мВ точность регулировки будет ужаснее, что скажется на погрешности преобразования.

Подстраивая резистором РЛ5 ток зарядки С9, на индикаторах контроллера достигают измеренных показаний, схожих свидетельствам наружного вольтметра. Опосля этого, понижая напряжение на входе «измерение» контроллера, достигают индикации малого измеряемого напряжения, опосля которого на индикаторе отображается «и 0.000». Зависимо от разброса характеристик УТ18 и ОА2 оно может лежать в границах 4.. .7 мВ. Дальше показание эталонного вольтметра округляется до целого значения, из него вычитается значение напряжения, измеренного контроллером. Приобретенное число — константа, которую подпрограмма обработки прерывания таймера Т/С2 добавляет к значению, считанному из регистров КСАР2Ь, КСАР2Н. Константу следует записать в файл С588.Ып по адресу 4ПН в шестнадцатеричной форме, к примеру при помощи программки, либо и в начальный файл С588.азт в строке 204. Опосля этого нужно опять подавая на вход «измерение» напряжение 9,800…9,900 В и подстраивая ток зарядки конденсатора С9 резистором К.15 достигнуть схожих показаний вольтметра и контроллера.

Для конфигурации яркости свечения индикаторов НС1—НСЗ в огромную либо наименьшую сторону в строке 372 файла С588.а5Ш следует прирастить либо уменьшить счетчик задержки вывода последующего индикатора соответственно. Чтоб не вышло отключение режима зарядки либо разрядки из-за неверного измерения напряжения, следствием которого быть может случайный процесс, в программке предусмотрен подсчет числа совпадений критерий окончания зарядки и разрядки, т. е. для автоматического отключения установленного режима зарядки либо разрядки нужно, чтоб измеренное напряжение и/либо скачок напряжения соответствовал установленному значению 10 раз попорядку.

Элементы контроллера зарядного устройства расположены на плате из стеклотекстолита размерами 144×74 мм. Для упрощения производства печатной платы в домашних критериях на плате разведены лишь цепи питания, аналоговый и цифровой общий провод, другие цепи выполнены отрезками провода МГТФ.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы был создано устройство контролирующее процесс зарядки разных типов в нескольких режимах. В объяснительной записке представлены схемы: электронная структурная, электронная многофункциональная, электронная принципная с описанием. Также приведено описание всей элементной базы устройства, приведено описание работы юзера с устройством.

Применение микроконтроллера AT89C52-24PI позволило сделать всепригодное устройство с минимальными массогабаритными и экономическими показателями.

В графической части представлены чертежи схем: электронной структурной и электронной принципной в согласовании со эталонами ЕСКД.

Перечень использованных источников

1. Беляев С., методы зарядки аккумов. — журнальчик «Практика» 2006 г, № 12.

2. А. Гладштейн, Проектируем устройства на микроконтроллерах.- журнальчик «Радио» 2000 г, № 11, 12.

3. В. Л. Шило, Пользующиеся популярностью цифровые микросхемы, Челябинск, «Металлургия», 1989;

]]>