基于UCC3895与单片机的智能充电器的软件设计DOCWord下载.docx
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【1】充电电压误差：
≤0.2V
【2】适用电压：
110V～240V
【3】短路保护以及故障显示[7]
4硬件的简单介绍
4.1AT89C51及特点概述
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机，如图2-1所示。
AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案[8]。
4.1.1主要特性
（1）与MCS-51兼容
（2）4K字节可编程闪烁存储器
（3）寿命：
1000写/擦循环
（4）数据保留时间：
10年
（5）全静态工作：
0Hz-24Hz
（6）三级程序存储器锁定
（7）128*8位内部RAM
（8）32可编程I/O线
（9）两个16位定时器/计数器
（10）5个中断源
（11）可编程串行通道
（12）低功耗的闲置和掉电模式
（13）片内振荡器和时钟电路[9]
4.1.2管脚说明
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高[6]。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号[10]。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故[11]。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：
口管脚备选功能
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
P3.4T0（记时器0外部输入）
P3.5T1（记时器1外部输入）
P3.6/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号[12]。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；
当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出[13]。
5软件设计
5.1软件程序设计的语言选择
5.1.1汇编语言的简介
汇编语言的特点是用符号代替了机器指令代码，而且助记符与指令代码一一对应，基本保留了机器语言的灵活性。
使用汇编语言能面向机器并较好地发挥机器的特性，得到质量较高的程序。
汇编语言中由于使用了助记符号，用汇编语言编制的程序输入计算机，计算机不能像用机器语言编写的程序一样直接识别和执行，必须通过预先放入计算机的汇编程序的加工和翻译，才能变成能够被计算机识别和处理的二进制代码程序。
用汇编语言等非机器语言书写好的符号程序称为源程序，运行时汇编程序要将源程序翻译成目标程序。
目标程序是机器语言程序，它一经被安置在内存的预定位置上，就能被计算机的CPU处理和执行[14]。
5.1.2单片机C语言的简介
C语言是在70年代初问世的。
一九七八年由美国电话电报公司贝尔实验室正式发表了C语言。
同时由B.W.Kernighan和D.M.Ritchit合著了著名的“THECPROGRAMMINGLANGUAGE”一书。
在《K&
R》中并没有定义一个完整的标准C语言，后来由美国国家标准学会在此基础上制定了一个C语言标准，称之为ANSIC。
作为一种结构化的程序设计语言，C语言的特点就是可以使你尽量少地对硬件进行操作，易于调试和维护，具有很强的功能性、结构性和可移植性，常常被优选作为单片机系统的编程语言。
用C编写程序比汇编更符合人们的思考习惯，具有良好的程序结构,适用于模块化程序设计，将功能模块化，由不同的模块完成不同的功能，这样可使整个应用系统程序结构清晰，易于调试和维护，还可增强可读性和移植性。
在绝大多数场合采用C语言编程即可完成预期的目的，但是对实时时钟系统、要求执行效率高的的系统就不适合采用C语言编程，对这些特殊情况进行编程时要结合汇编语言。
汇编语言具有直接和硬件打道、执行代码的效率高等特点，可以做到C语言所不能做到的一些事情。
这种混合编程的方法将C语言和汇编语言的优点结合起来，已经成为目前单片机开发最流行的编程方法。
5.2软件整体设计及各模块设计
绘制流程图所谓流程图，就是用各种符号、图形、箭头把程序的流向及过程用图形表示出来。
绘制流程图是单片机程序编写前最重要的工作，通常我们的程序就是根据流程图的指向采用适当的指令来编写的。
本文的软件程序模块包括对键盘扫描单元程序、LCD显示程序、温度检测程序、A/D电压电流转换的编写来实现充电器的智能充电。
5.2.1主程序模块
该软件的目的是控制电池充电及维护终点及状态显示。
当电池放入该智能充电器时，我们可以人为选择充电状态与维护状态，然后读入温度传感器环境温度，决定电池充电或维护状态的最终电压。
再由程序控制充电及维护I/O口电平的高低，选择是对电池充电还是维护。
在由ADC0832采样的电压判断电池维护或充电的终止时刻，并由内部程序计算出电池充电电流、充电电压、电池内阻等参数输出给LCD1602，由其显示电池状态。
图5.1主程序流程图
5.2.2温度检测模块
图5.4温度检测流程图
低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小〔1〕，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。
计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定,每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。
减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度
#include"
reg51.h"
d1820.h"
intt;
uintnum;
uchardat;
//读写数据变量
uchara=0;
ucharb=0;
floattep=0;
//读一个温度时的温度转换中间间
uchardatatempbuf[4]=0;
//温度字型显示中间变量
voiddelay（uintnum）//延时
{
while（num--）;
}
voidInit_DS18B20（void）//初始化
{
charx=0;
DQ=1;
delay（10）;
//稍作延时
DQ=0;
delay（80）;
//延时>
480us540us
//拉高总线15-60us
delay（20）;
x=DQ;
//读总线状态为0复位成功，为1则不成功
delay（30）;
//释放总线
}
ucharReadOneChar（void）//读1820一个字节
uchari;
uchardat=0;
for（i=0;
i<
8;
i++）
{
DQ=0;
dat>
>
=1;
DQ=1;
//给脉冲
if（DQ）{dat|=0x80;
}//读1///读0右移处理
delay（8）;
//15us内读完一个数
return（dat）;
voidWriteOneChar（uchardat）//写DS18B20
uchari=0;
for（i=0;
DQ=dat&
0x01;
//写所给数据最低位
delay（10）;
///////////
dat>
delay（8）;
intReadOneTemperature（void）//读取温度值
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0xcc）;
//发跳过ROM命令
WriteOneChar（0x44）;
//发读开始转换命令
WriteOneChar（0xbe）;
//读寄存器，共九字节，前两字节为转换值
a=ReadOneChar（）;
//a存低字节
b=ReadOneChar（）;
//b存高字节
t=b;
t<
<
=8;
//高字节转换为10进制
t=t|a;
tep=t*0.0625;
//转换精度为0.0625/LSB
t=tep*10+0.5;
//保留1位小数并四舍五入****后面除10还原正确温度值）
return（t）;
voidTemperaturepro（void）//温度处理
inttemp;
temp=ReadOneTemperature（）;
tempbuf[3]=temp/1000;
//百位
tempbuf[2]=temp/100%10;
//十位
tempbuf[1]=temp%100/10;
//个位
tempbuf[0]=temp%10;
//小数
}
5.2.3PWM控制模块
A/D采用外部中断触发的方式，当数据到来的时候将数据读入，根据不同的电压值选择不同方案，并且用定时器每500ms查询1次，改变原来的方案。
程序清单如下：
功能：
通过定时器定时从A/D上读取数据，根据不同的电压选择不同的控制充电方案，使用PWM控制输出脉宽来控制电流。
ORG0000H
LJMPSTART
ORG0003H
LJMPEXTERN_INT；
外中断入口
ORG000BH
LJMPTIMER0_INT；
定时器中断入口
；
程序开始，初始化各个寄存器以及标志位
START:
MOVSP,#050H；
设置堆栈
MOVR0,#030H；
设置A/D存储单元初始地址
MOVIE,#0FFH；
打开所有中断
MOVDPTR,#78FFH；
采集通道首地址，只使用一路A/D就可以
MOVR0,#40H
MOV@R0,#00H；
清除方案选择位
MOVR0,#40H
清除方案选择触发位
MOVR1,#42H
清除定时器计数器
LCALLTIMER1_INIT
；
进入循环，查询标志位，采取不同的方案
LOOP:
MOVR0,#30H；
30H是A/D转换的地址，将数据和几个值进行比较
确定方案
MOVA,@R0
SUBBA,#30H；
当电压很小的时候，采用第1种方案，向引脚PWM
发送占空比为10%的信号
JCPROCESS_01
SUBBA,@90H
JCPROCESS_02；
当电压较小的时候，采用第2种方案，向引脚PWM
发送占空比为20%的信号
JZPROCESS_03；
当电压正好的时候，采用第3种方案，向引脚PWM
发送占空比为50%的信号
MOVA,#04H；
当电压超出的时候，采用第4种方案，向引脚PWM
发送占空比为0%的信号
LJMPPROCESS_04
CLEAR_FLAG:
MOVR0,#40H；
MOV@R0,#00H
MOVR0,#41H；
清除触发位
LJMPLOOP
PROCESS_01:
MOVR1,#040H
MOV@R1,#01H；
选择方案1
PROCESS_01_NEXT:
SETBP2.0；
将和PWM连接的管脚置高
MOVR1,#0F0H
MOVR0,#00H
PROCESS_01_01:
DJNZR1,PROCESS_01_01
DJNZR0,PROCESS_01_01；
空跑16*256*2个周期
CLRP2.0；
将和PWM来连接的管脚置低
MOVR1,#070H
PROCESS_01_02:
DJNZR1,PROCESS_01_02
DJNZR0,PROCESS_01_02；
空跑16*256*2*9个周期
MOVR1,#040H；
当方案改变标志位到来的时候，清除标志位并
且重新进行判断
CJNE@R1,#00H,CLEAR_FLAG
SJMPPROCESS_01_NEXT
PROCESS_02:
MOV@R1,#02H；
选择方案2
PROCESS_02_NEXT:
SETBP2.0；
MOVR1,#0E0H
MOVR0,00H
PROCESS_02_01:
DJNZR1,PROCESS_02_01
DJNZR0,PROCESS_02_01；
空跑16*256*2个周期
CLRP2.0；
将和PWM连接的管脚置低
MOVR1,#080H
PROCESS_02_02:
DJNZR1,PROCESS_02_02
DJNZR0,PROCESS_02_02;
空跑16*256*2*8个周期
MOVR1,#041H；
当方案改变标志位到来的时候，清除标志
位并且重新进行判断
CJNE@R1,#00H,CLEAR_FLAG
SJMPPROCESS_02_NEXR
PROCESS_03:
MOVR1,040H
MOV@R1,#03H；
选择方案3
PROCESS_03_NEXT:
SETBP2.0；
MOVR1,0B0H
MOVR0,#00H
PROCESS_03_01:
DJNZR1,PROCESS_03_01
DJNZR0,PROCESS_03_01；
空跑16*256*2*2个周期
CLRP2.0；
MOVR1,#0B0H
PROCESS_03_02:
DJNZR1,PROCESS_03_02
DJNZR0,PROCESS_03_02;
空跑16*256*2*7个周期
SJMPPROCESS_03_NEXR
PROCESS_04:
CLRP2.0
MOVR1,#040H
MOV@R1,#04H；
选择方案4
MOVR1,041H
SJMPPROCESS_04
TIMER1_INIT;
ANLTMOD,0FH；
设置定时器T1为方式2
ORLTMOD,#10H
MOVTOMD,#21H；
定时器T0工作在方式1
MOVPCON,#080H
CLRTRT1；
禁止定时器T1
SETBEA
SETBET1
SETBET0
SETBPT0；
定时器T0中断优于串口中断
CLRTF1
MOVTL0,#00H
MOVTH0,#01FH；
定时器T0中断发生时间为62.5ms
SETBTR0；
使能定时器T0
CLRTF0
RET
进入定时器中断，每500ms设置1次标志位
TIMER0_INT:
PUSHACC；
累加器入栈
PUSHPSW；
程序状态字入栈
MOVPSW,#18H；
切换寄存器区域
CLRTF0；
清除定时器中断TF0
禁止定时器中断T0
MOVTL0,#00H
MOVTH0,#01FH；
定时器T0中断发生时间为6
CLRTF
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