智能充电器毕业设计.docx
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1、目录摘 要2前言41 STC12C5608简述51.1 STC12C5608AD 系列单片机简要介绍51.2 STC12C5608AD控制器部分61.3 STC12C5608AD 系列单片机管脚功能说明71.4 STC12C5608AD最小系统82 Nokia5110简介92.1 Nokia5110简述92.2 管脚功能112.3 Nokia5110LCD的特性及应用112.4 Nokia5110硬件设计123 整流桥的简述及应用123.1 整流桥的简述123.2 整流桥的应用134 MC34063A介绍135 硬件设计总体框架介绍及程序145.1 硬件设计简述145.2 单片机控制电路155
2、.3 硬件显示模块调试程序156 总结177 附录18参考文献19 11级毕业生专业研究报告 研究报告题目: 智能充电器 系 部: 机电与信息工程系 专 业: 应用电子技术 班 级: 11级应电(1)班 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 时 间:2013年10月 21日 智能充电器摘 要本系统由宏晶科技集团的8位高速低功耗单片机STC12C5608AD为控制核心,产生两路PWM来驱动开关管SFR9034 MOS管结合自带的AD做反馈,做成两路可控的DC-DC电源,并用Nokia5110液晶屏显示出当前的电流值电压值,当改变负载的时候,通过改变PWM来控制输出电压,稳定输出在8V左右
3、,然后通过单片机算法算出各DC-DC模块的电流及总的电流。按照设计要求,再次调节PWM,使电流按比例分配,同时在采样电流的过程中,可以做限流控制,达到保护的作用。比例电流输出直流稳压电源作为直流能量的提供者,在各种电子设备中,有着极其重要的地位,它的性能良好与否直接影响整个电子产品的精度、稳定性和可靠性。随着电子技术的日益发展的电源技术也得到了很大的发展,它从过去一个不太复杂的电子线路变为今天具有较强功能的模块。实现电源稳定的方式,由传统的线性稳压发展到今天的开关式稳压,电源技术正从过去附属于其它电子设备状态,逐渐演变为一个电子学科的独立的分支。 现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动
4、控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交叉技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。该稳压电源具有性能稳定,结构简单,调试方便,实际应用范围广等优点。【关键词】直流稳压电源 桥式整流电路 滤波电路 稳压 可调直流稳压电源 全波整流 电容滤波 集成三端稳压 3-9v直流输出 电压电流指标精度高 SFR9034;STC12C5608AD;Nokia5110;AD采样;AbstractThe system is composed of the macro crystal technology group of 8 bit high speed a
5、nd low power STC12C5608AD microcontroller as control core, resulting in two PWM to drive the switch tube SFR9034 MOS tube with built-in AD as feedback, make DC-DC power two controllable, and Nokia5110 LCD screen to display the current value of the current voltage value, when changing the load, to to
6、 control the output voltage by changing PWM, stable output is about 8V, and then through the current SCM algorithm to calculate the DC-DC module and the total. According to the design requirements, adjust again PWM, so that the current distribution, at the same time in the process of sampling curren
7、t, can do the flow limiting control, to protect the role.DC regulated power supply as the DC energy providers, in various kinds of electronic equipment, has an extremely important position, its performance is good or not directly affect the entire electronic products, precision, stability and U reli
8、ability.Along with the electronic technology development power technology also obtained the very big development, it is from the past a less complicated electronic circuits into today has the strong function of module.Realization of stable power supply way, by traditional linear development to today
9、s switching regulated power supply technology from in the past, attached to other electronic equipment state, gradually evolved into a separate branch of electronic science.The power of modern technology is the application of power electronic semiconductor devices, automatic control, computer (micro
10、processor) technology and electromagnetic technology and multi-disciplinary cross technology.In all kinds of high quality, high efficiency, high reliability of the power play a key role, is the modern power electronics technology application.The regulated power supply has the advantages of stable pe
11、rformance, simple structure, convenient adjustment, the practical advantages of a wide range of applications.Key words DC regulated power supply bridge rectifier circuit and filter circuit voltage stabilizing DC regulated power supply full-wave rectifier capacitance filter integrated three terminal
12、voltage of 3-9v DC output voltage and current of high precision display circuit indicator前言当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利,但是任何电子设备都有一个共同的电路电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器,所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作,当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统,通过这套电源系统,超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路,不过你可不要小看了这个电池电源电路,比
13、较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础,没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备,我们的生活也就不会这么丰富多彩了。由于电子技术的特性,电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能,而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源,直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型: (1)化学电源:平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。随着科学技术的发展,又产生
14、了智能化电池;在充电电池材料方面,美国研制员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。 (2)线性稳压电源:线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区,靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大,需要安装一个很大的散热器给它散热,而且由于变压器工作在工频(50Hz)上,所以重量较大。该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品;缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。 (3)开关型直流稳压电源:电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变
15、压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹,功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态,开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠;缺点相对于线性电源来说纹波较大(一般1% V,好的可做到十几mV或更小)。它的功率可自几瓦几千瓦均有产品。1 STC12C5608AD简述 1.1 STC12C5608AD 系列单片机简要介绍STC12C5608AD /AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10
16、位A/D转换(250K/S),对电机控制,干扰场合。(1) STC12系列单片机为增强型 8051 芯片,1T,单时钟/ 机器周期,指令代码完全兼容传统8051单片机。(2) 工作电压:5608AD 系列工作电压:5.5V - 3.4V(5V 单片机)/3.8V - 2.4V(3V 单片机,可到2V)。 (3) 工作频率范围:0 - 35 MHz,相当于普通8051 的 0420MHz.实际工作频率可达48MHz。 (4) 用户应用程序空间12K / 10K / 8K / 6K / 4K / 2K / 1K 字节。 (5) 片上集成 512 字节 RAM(STC12C5410AD 系列),ST
17、C12C5608AD 系列单片机为256 字节RAM。 (6) 通用I/O 口(27/23/15 个),复位后为: 准双向口/ 弱上拉(普通8051 传统I/O 口)可设置成四种模式:准双向口/ 弱上拉,推挽/ 强上拉,仅为输入/ 高阻,开漏每个I/O 口驱动能力均可达到20mA,但整个芯片最大不得超过55mA。 (7) ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专用仿真器可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序,数秒即可完成一片。 (8) EEPROM 功能。 (9) 看门狗。 (10) 内部集成MAX810 专用复位电路(外部晶体20M 以下时,可省外部复
18、位电路)。 (11) 时钟源:外部高精度晶体/ 时钟,内部R/C 振荡器,用户在下载用户程序时,可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/ 时钟,常温下内部R/C 振荡器频率为:5.2MHz 6.8MHz精度要求不高时,可选择使用内部时钟,但因为有制造误差和温漂,应认为是4MHz 8MHz。 (12) 共2 个16 位定时器/ 计数器,但可用PCA 模块再产生4 个定时器(2052 系列只有两路PCA)。 (13) 外部中断2 路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down 模式可由外部中断唤醒。 (14) PWM(4 路)/PCA(可编程计数器阵列,4 路),5410 系列是4 路,
19、2052 系列只有两路。- 也可用来当4 路D/A 使用。- 也可用来再实现4 个定时器。- 也可用来再实现4 个外部中断(上升沿中断/ 下降沿中断均可分别或同时支持)。 (15) A/D 转换, 10 位精度ADC,共8 路。STC12C5608AD 系列只有8 位精度。 (16) 通用全双工异步串行口(UART),由于STC12系列是高速的8051,也可再用定时器软件实现多串口。 (17) SPI 同步通信口,主模式/ 从模式。 (18) 工作温度范围: 0 - 75 / -40 - +85。 (19) 封装:PLCC-32, PDIP-28,SOP-28,PDIP-20,SOP-20,T
20、SSOP-20,PLCC-32 有27 个I/O 口,PDIP28/SOP28 有23 个I/O 口,PDIP20/SOP20/TSSOP20 有15 个I/O 口,I/O 口不够时,可用74HC595 / 74HC165 串行扩展I/O 口,或用双CPU,三线通信,还多了串口。 STC12C5608AD 系列及STC12C5608AD 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/ 机器周期(1T)的单片机,是高速/ 低功耗/ 超强抗干扰的新一代8051 单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12 倍,内部集成MAX810 专用复位电路。4 路PWM,8 路高速10 位A/D 转换,针对电机
21、控制,强干扰场合。STC12C5608AD 系列只有2 路PWM,8 路高速8 位A/D 转换。 1.2 STC12C5608AD控制器部分本系统基于STC12C5608AD单片机来实现,系统要求有模数转换,我们最终选择了STC12C5608AD自身有AD转换单元的单片机来实现系统设计。内部带有8KB的程序存储器,在外面扩展了32K数据存储器,以满足系统要求。STC12C5608AD 单片机是宏晶科技推出的STC12 系列增强型8051 单片机中一种 . STC12C5608AD单片机有1 个时钟 机器周期的增强型8051 内核 ,而普通8051单片机为12个时钟机器周期。因此STC12系列单
22、片机速 度是普通8051单片机的8-12 倍。STC12C5608AD单片机有2KB片内flash 和256Byte片内RAM,集成有高(可达100Ksps)8通道8位A/D转换器,引脚与AT9C2051兼容,价格仅略高于AT9C2051。STC12C5608AD单片机的管脚图如图1.2所示。STC12C5608AD系列带A/D转换的单片机的A/D转换口在P1口(P1.7-P1.0),有8路10位高速A/D转换器,STC12C5608AD系列是8位精度的A/D, 速度均可达到100KHz(10万次/ 秒)。8路电压输入型A/D,可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。上电复位后P1口
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