基于单片机AT89S52的电能收集充电器系统设计--《电子技术与软件工程》2017年18期
基于单片机AT89S52的电能收集充电器系统设计
【摘要】：本设计是以单片机AT89S52为电能收集充电器系统的控制核心,其中包括直流电源变换处理、A/D转换模块、数码管显示及报警模块、以及恒流、恒压输出模块等几个部分。系统能够实现快速充电、慢速充电、恒压充电、恒流充电等充电方式,并且可以实时显示直流电源输入值、充电电压,具有过电压、过电流保护功能。通过单片机对外界检测控制信号产生高低脉冲触发MOSFET管实现充电。当充电电压超过设定值,进行报警以及及时处理,使系统更加稳定可靠。
【作者单位】：
【分类号】：TM910.6
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本文为基于的收费系统的设计，本系统的主要功能是对车辆进行计数收费，并可以自由定义车辆收费金额。本毕设全文可分为收费系统方案设计、收费系统硬件平台的设计和制作、收费系统软件设计、收费系统的调试和系统的可靠性分析。本文首先提出收费系统的设计思路，根据设计思路提出可行性的设计方案，采用STC12C5A08S2芯片进行设计。收费系统从的硬件平台设计开始，采用分模块设计的方法。将模块分为车辆信息的输入模块、抗干扰电路、数据显示模块、记录模拟打印模块、查询模块、电源模块、芯片内部的数据存储和AD转换模块7个模块。然后对各个模块进行设计整合。而收费系统的软件设计部分也是采用模块化是设计方法，将模块分为编程的模块有：12864数据记录显示模块，EEPROM存储模块，AD转换模块，车辆信息编程模块，数据记录查询模块这6个模块，然后进行编程整合。设计好软硬件后进行系统调试和可靠性分析，系统调试也是分模块化调试。可靠性分析就包括硬件的可靠性分析和程序可靠性分析两个部分。而本毕设主要的抗干扰技术则集中在光耦隔离上。本毕设的收费系统抗干扰能力强，系统安全、稳定、有较好的可靠性。
关键字：收费系统；STC12C5A08S2；模块设计
The paper is about toll collection system based on single-chip microcomputer designed, The paper includes charging system design, system hardware platform design and manufacture, charging system software design, system testing and system reliability analysis. This paper proposed charging system design，Then according to the design idea , proposed& two feasibility schemes.A design scheme is using AT89S52 chip,external AD transform& and storage circuit.But this circuit design is complex,anti-jamming is not very good.Therefore the chip adopts& STC12C5A08S2 has strong advantage.This project charging system design from single chip hardware platform which using the modular design method.This includes seven modules for Vehicle information input module,Anti-interference circuit，Data display module，Record simulation printer module，The inquiry module，Power supply module，Data storage and AD conversion module.Then integrate modules.The design of the software system is also using modular design,The program& module can be divided into six modules,including 12864 data record display module,EEPROM memory module,AD conversion module,Vehicle information programming module,Data record inquiry module.Then integrate modules.while finished software and hardware system designed, System testing and reliability analysis is begin.Reliability analysis& will include reliability analysis of hardware and reliability analysis of program two parts.This project is mainly focused on the anti-interference technology of light-coupler isolate technology.This project charing system have strong anti-jamming capability, System security, stability and good reliability.
Key words：tollcollection system；STC12C5A08S2；modular design
引言&&& 5&
1& 方案论证&&& 6
1.1 系统方案的设计思路&&& 6
1.2 系统方案的设计和原理&&& 6
2& 系统硬件的设计&&& 7
2.1 硬件平台的组成&&& 7
2.2 芯片选择&&& 8
2.1.1STC12C5A08S2介绍&&& 8
2.2.2STC12C5A08S2芯片复位电路&&& 8
2.3.3STC12C5A08S2芯片晶振电路&&& 9
2.3 车辆信息的输入回路&&& 9
2.3.1车辆有无判断和信号放大电路&&& 9
2.3.2车辆类型判断&&& 11
2.4 抗干扰回路&&& 11
2.5 数据显示模块&&& 12
3.6 记录模拟打印模&&& 15
3.7 按键模块&&& 16
3.8 电源模块&&& 17
3.9 芯片内部的数据存储和AD转换模块&&& 18
3.9.1EEPROM&&& 18
3.9.2AD转换模块&&& 19
3& 系统软件设计&&& 19
3.1 编程环境与编程语言的选择&&& 19
3.2 程序流程设计&&& 20
4& 电路的安装和调试&&& 25
4.1 硬件安装调试电路&&& 25
4.2 单片机系统的软件调试&&& 26
5& 系统可靠性设计&&& 27
6& 总结&&& 29
谢& 辞&&& 30
参考文献&&& 31
附& 录&&& 32
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[2]&&& 何希才.常用电子电路应用365例[M].北京：电子出版社，～59
[3]&&& 周占友.集成化智能传感器原理与应用[M].北京：电子工业出版社.8～222.
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一种电能收集充电器的研制
4.1 测试方法与测试数据
&& &具体测试时，采用稳压稳流电源作为输入直流电压Es，以功率电阻模拟充电器，调节稳压电压Es，手动改变内阻Rc，用万用表和示波器测试电压与电流记录数据并分析是否达到设计要求。
&& &(1)10 V&Es&20 V，Rc=100 &O，设定Es为20 V，然后逐步减小电压Es至11 V，用示波器检测输出电压Ec，并记录双路稳压稳流电源的显示电流，测量数据如表1所示。
4.2 实验现象
&& &利用示波器检测直流输入电压和输出电压波形，考察电压变换后的波形质量。升压变换时输入、输出电压对比如图7、图8所示。
&&& 降压变换时用电压灵敏度为5 V/CM的示波器和电压灵敏度为1 V/CM的示波器对输入、输出电压进行了对比，质量同样较好。
4.3 数据分析
&& &从以上记录的数据和实验现象可知，在20 V&Es&0.3 V时，输出电压基本稳定在3.6 V；充电电流的峰值出现在Es为3.0 V左右时，充电电流较大。在3.0 V&Es&5.5 V和15 V&Es&20 V两个分段时，充电电流状态比较稳定，各项性能都较好，充电电流和输出电压均能达到指标要求。
&& &本文研制了一种环保型的电能收集充电器，能将其他直流电源中极少的电能收集起来充入需要电能的电池中，减少了能源的浪费。系统具有便携、充电器效率高、可靠性高等特点。该系统在低电压、高灵感度的场合将拥有很好的应用前景，除了用在对废旧电池剩余电能的收集外，还可用在太阳能充电和电能转移等领域。
[1] 周志敏．充电器电路设计与应用[M]．北京：人民邮电出版社，2006.
[2] 周志敏，周纪海．模块化DC/DC实用电路[M]．北京：电子工业出版社，2004.
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经过反复的比较和遴选，《今日电子》和21ic中国电子网举办的2013年度产品奖正式揭晓…
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