智能型磷酸铁锂电池快速充电控制器设计
2013-08-19 17:44
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先给整体设计框图：
废话不多说了，
程序框图：
源码：
/************************************
*********STC89C51**********
**********12MHz晶振********/
#include "reg51.h"
#define uint8 unsigned char
#define uint16 unsigned int
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/********************寄存器内部地址定义********************/
sfr P2M0 = 0x96;
sfr P2M1 = 0x95;
sfr P1M0 = 0x92;
sfr P1M1 = 0x91;
sfr ADC_CONTR = 0xBC;
sfr ADC_RES = 0xBD;
sfr ADC_RESL = 0xBE;
sfr P1ASF = 0x9D;
sfr CCON = 0xD8; //PCA控制寄存器
sfr CMOD = 0xD9; //PCA模式寄存器
sfr CCAPM0 = 0xDA; //PCA模块0模式寄存器 //模块0对应P1.3/CEX0/PCA0/PWM0(STC12C5A60S2系列)
sfr CCAPM1 = 0xDB; //PCA模块1模式寄存器 //模块1对应P1.4/CEX1/PCA1/PWM1(STC12C5A60S2系列)
sfr CL = 0xE9; //PCA 定时寄存器 低位
sfr CH = 0xF9; //PCA 定时寄存器 高位
sfr CCAP0L = 0xEA; //PCA模块0的 捕获寄存器 低位
sfr CCAP0H = 0xFA; //PCA模块0的 捕获寄存器 高位
sfr CCAP1L = 0xEB; //PCA模块1的 捕获寄存器 低位
sfr CCAP1H = 0xFB; //PCA模块1的 捕获寄存器 高位
sfr PCA_PWM0 = 0xF2; //PCA PWM 模式辅助寄存器0
sfr PCA_PWM1 = 0xF3; //PCA PWM 模式辅助寄存器1
sbit CF = CCON^7; //PCA计数溢出标志位
sbit CR = 0xDE; //PCA计数器 运行控制位
sbit CCF1 = CCON^1; //PCA模块1中断标志
sbit CCF0 = CCON^0; //PCA模块0中断标志
/************************************************************/
#define TIMER0_HIGHT 0xE5 //设置定时器0工作方式1自动装载初值，定时5ms，Fosc=12MHZ
#define TIMER0_LOW 0xF3
#define LCD_Data P0 //LCD的数据口
sbit LCD_BF=LCD_Data^7; //LCD忙信号位
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^4;
sbit BEEP=P2^3;//控制喇叭
sbit RED=P2^1;//控制红灯
sbit YELLOW=P2^0;//控制黄灯
sbit OPEN=P2^2;//控制继电器
unsigned int I_DATA=0;
unsigned int V_DATA=0;
unsigned char Time5ms=0;
unsigned char tp=0;
unsigned int ad_average_result,R,Vin;
unsigned char Start=0;
unsigned char D2=0;
unsigned char D1=0;
unsigned int U_SET=370;
unsigned int I_D[3];
unsigned char Ms_flag=0;
/*-------------------延时子函数-------------------------*/
#define XTAL 16 //晶振频率，单位MHz
void delay_1us(void) //1us延时函数
{
// a_nop_();
}
void delay_nus(unsigned int n) //N us延时函数
{
unsigned int i=0;
for (i=0;i<n;i++)
delay_1us();
}
void delay_1ms(void) //1ms延时函数
{
unsigned int i;
for (i=0;i<(unsigned int)(XTAL*143-2);i++);
}
void delay_nms(unsigned int n) //N ms延时函数
{
unsigned int i=0;
for (i=0;i<n;i++)
{
delay_1ms();
}
}
//---------------------------------------------------
#define LCD_GO_HOME 0x02 //AC=0，光标、画面回HOME位
//输入方式设置
#define LCD_AC_AUTO_INCREMENT 0x06 //数据读、写操作后，AC自动增一
#define LCD_AC_AUTO_DECREASE 0x04 //数据读、写操作后，AC自动减一
#define LCD_MOVE_ENABLE 0x05 //数据读、写操作，画面平移
#define LCD_MOVE_DISENABLE 0x04 //数据读、写操作，画面不动
//设置显示、光标及闪烁开、关
#define LCD_DISPLAY_ON 0x0C //显示开
#define LCD_DISPLAY_OFF 0x08 //显示关
#define LCD_CURSOR_ON 0x0A //光标显示
#define LCD_CURSOR_OFF 0x08 //光标不显示
#define LCD_CURSOR_BLINK_ON 0x09 //光标闪烁
#define LCD_CURSOR_BLINK_OFF 0x08 //光标不闪烁
//光标、画面移动，不影响DDRAM
#define LCD_LEFT_MOVE 0x18 //LCD显示左移一位
#define LCD_RIGHT_MOVE 0x1C //LCD显示右移一位
#define LCD_CURSOR_LEFT_MOVE 0x10 //光标左移一位
#define LCD_CURSOR_RIGHT_MOVE 0x14 //光标右移一位
//工作方式设置
#define LCD_DISPLAY_DOUBLE_LINE 0x38 //两行显示
#define LCD_DISPLAY_SINGLE_LINE 0x30 //单行显示
/*定义子程序*/
void LCD_ClrAll(void); //清屏
void Judge_LCD_busy(void); //检测是否忙碌
void LCD_Write(uchar WriteData); //写控制字
void LCD_write_data(uchar LCD_data); //写数据显示
void LCD_cursor(uchar x); //光标起始地址
void LCD_printc(unsigned char lcd_data) ; //输出一个字符
void LCD_prints(unsigned char *lcd_string);//输出字符串
/*LCD1602忙碌判断子程序*/
void Judge_LCD_busy(void) //判断LCD1602是否忙状态
{
while(1)
{
LCD_EN=0;
LCD_RS=0;
LCD_RW=1;
LCD_Data=0xff;
LCD_EN=1; //EN 是 1—0 使能
if(!LCD_BF)break; //LCD_BF=1表示忙碌，需要等待。
}
LCD_EN=0;
}
/******LCD清屏***************/
void LCD_ClrAll(void)
{
Judge_LCD_busy(); //判断是否忙碌
LCD_RS=0;
LCD_RW=0;
LCD_Data=0x01;
LCD_EN=1;
LCD_EN=0;
}
/*******LCD写数据定义各种模式*********/
void LCD_Write(uchar WriteData) //写指令到LCD
{
Judge_LCD_busy();
LCD_RS=0;
LCD_RW=0;
LCD_Data=WriteData; //把WriteData的数据送到数据口
LCD_EN=1;
LCD_EN=0;
}
/********LCD显示数据***********/
void LCD_write_data(uchar LCD_data) //输出一个字节数据到LCD
{
Judge_LCD_busy();
LCD_RS=1;
LCD_RW=0;
LCD_Data=LCD_data;
LCD_EN=1;
LCD_EN=0;
}
/****光标位置的确定***/
void LCD_cursor(uchar x) //LCD光标定位到x处
{
LCD_Write(0x80+x); //第一行地址是0x80
}
/*输出一个字符*/
void LCD_printc(unsigned char lcd_data)
{
LCD_write_data(lcd_data);
}
/*输出字符串*/
void LCD_prints(unsigned char *lcd_string)
{
unsigned char i=0;
while(lcd_string[i]!=0x00)
{
LCD_write_data(lcd_string[i]);
i++;
}
}
/*初始化程序*/
void LCD_initial(void) //初始化LCD
{
LCD_Write(LCD_AC_AUTO_INCREMENT|LCD_MOVE_DISENABLE);
LCD_Write(LCD_DISPLAY_ON|LCD_CURSOR_OFF);
LCD_Write(LCD_DISPLAY_DOUBLE_LINE);
LCD_ClrAll();
}
//---------------------------AD模块程序----------------------
void ADC_Power_On() //AD转换电
{
ADC_CONTR|=0x80;
delay_nms(5); //必要的延时
}
void get_ad_result_P1_7() //取AD结果函数,它是十位AD转换，每十次平均，最后取低八位作为AD采样数据
{
tp=0;
ADC_RES=0; //高八位数据清零,STC12C5A60S2 AD数据寄存名与STC12C54××系列不同
ADC_RESL=0; //低两位清零
ADC_CONTR|=0x08; //启动AD转换
while(!tp) //判断AD转换是否完成
{
tp=0x10;
tp&=ADC_CONTR;
}
ADC_CONTR&=0xe7;
ad_average_result=ADC_RES*4+ADC_RESL;
ad_average_result=(float)(ad_average_result/2.074);
V_DATA=ad_average_result;
}
void get_ad_result_P1_6() //取AD结果函数,它是十位AD转换，每十次平均，最后取低八位作为AD采样数据
{
tp=0;
ADC_RES=0; //高八位数据清零,STC12C5A60S2 AD数据寄存名与STC12C54××系列不同
ADC_RESL=0; //低两位清零
ADC_CONTR|=0x08; //启动AD转换
while(!tp) //判断AD转换是否完成
{
tp=0x10;
tp&=ADC_CONTR;
}
ADC_CONTR&=0xe6;
ad_average_result=ADC_RES*4+ADC_RESL;
ad_average_result=ad_average_result*1.011;
I_DATA=ad_average_result;
}
//---------------------电压采样程序---------------------------
void caiyangP1_7() //测电压
{
ADC_CONTR=0xE7; //设置P1.7为输入AD转换口/电压
delay_nms(5);
get_ad_result_P1_7(); //取转换数据
Vin=ad_average_result;
}
//---------------------电流采样程序---------------------------
void caiyangP1_6() //测电压
{
ADC_CONTR=0xE6; //设置P1.7为输入AD转换口/电压
delay_nms(5);
get_ad_result_P1_6(); //取转换数据
Vin=ad_average_result;
}
void Value_to_ASCII_U(unsigned int value,uchar add)
{
unsigned char temp[] = "U=0.00V";
temp[2] = value/100 +0x30;
value = value%100;
temp[4] = value/10 + 0x30;
value = value%10;
temp[5] = value + 0x30;
LCD_cursor(add); //光标起始地址 ，第一行地址是0x00~0x0F，第二行地址是0x40~0x4f
LCD_prints(temp);
}
void Value_to_ASCII_I(unsigned int value,uchar add)
{
unsigned char temp[] = "I=0000ma";
temp[2] = value/1000 + 0x30;//数字转换成字符型
value = value%1000;
temp[3] = value/100 +0x30;
value = value%100;
temp[4] = value/10 + 0x30;
value = value%10;
temp[5] = value + 0x30;
LCD_cursor(add); //光标起始地址 ，第一行地址是0x00~0x0F，第二行地址是0x40~0x4f
LCD_prints(temp);
}
//分显示
void Value_to_ASCII_min(unsigned int value)
{
unsigned char temp[] = "000";
temp[0] = value/100 +0x30;
value = value%100;
temp[1] = value/10 + 0x30;
value = value%10;
temp[2] = value + 0x30;
LCD_cursor(0x07);//写地址
LCD_prints(temp);
}
//秒显示
void Value_to_ASCII_SEC(unsigned int value)
{
unsigned char temp[] = "00";
temp[0] = value/10 + 0x30;
value = value%10;
temp[1] = value + 0x30;
LCD_cursor(0x0B);//写地址
LCD_prints(temp);
}
//------------------充电检测------------------------
void Change(void){
if(Start==1) {
if(V_DATA<300){//电压低于3V，涓流充电
CCAP0H=230;}
else{
CCAP0H=62;
}
if(I_DATA>11){RED=1;YELLOW=0;}//开始充电
if(I_DATA<10&&V_DATA>365){//表示充满
RED=0;YELLOW=1;OPEN=1;//报警，开启继电器
BEEP=0;
}
if(V_DATA<20&&I_DATA==0){BEEP=1;Start=0;OPEN=1;RED=0;YELLOW=1;}//电流=0，电压小于0.2V表示电池已经拔掉
}
}
//--------------------主程序--------------------------------
void main()
{
//------------------P1口配置---------------
P1M0=0X18;
P1M1=0XE7;
//------------------PWM配置---------------
CMOD=0X0E; //f=7.8Khz
CL=0;
CH=0;
CCAPM1=0X42;
CCAPM0=0X42;
CCAP1H=124-(float)((U_SET-420)/3.2);//设置电压PWM
CCAP0H=62;//设置电流PWM
CR=1;
//------------------AD配置---------------
ADC_Power_On(); //AD转换电
//---------------中断配置----------------
TMOD &= 0xF0;
TMOD |= 0x01; //设置定时器0，方式1:16位定时器
TH0 = TIMER0_HIGHT; //设置定时器0高字节初值
TL0 = TIMER0_LOW; //设置定时器0低字节初值
TR0 = 1; //启动定时器0
ET0 = 1; //开定时器0中断
EA = 1; //开总中断
//---------------------------------------
RED=0;
YELLOW=1;
BEEP=1;
Start=0;//关闭充电
LCD_initial();
LCD_cursor(0x00);//写地址
LCD_prints("Battery Charger ");
LCD_cursor(0x40);//写地址
LCD_prints("I= ");
LCD_cursor(0x49);//写地址
LCD_prints("U= ");
EA = 1; //使能全局中断
while(1)
{
//按键检测------------------
if((P1&0x01)==0x00){
delay_nms(10);
if((P1&0x01)==0x00){
Start=!Start;
if(Start==1){
caiyangP1_7();
OPEN=0;//开启继电器
CCAP0H=230;
delay_nms(200);//延时
caiyangP1_6();
caiyangP1_7();
delay_nms(200);
caiyangP1_6();
caiyangP1_7();
delay_nms(200);
caiyangP1_6();
caiyangP1_7();
delay_nms(200);
caiyangP1_6();
caiyangP1_7();
delay_nms(200);
caiyangP1_6();
caiyangP1_7();
}else{OPEN=1;RED=0;YELLOW=1;BEEP=1;}
while((P1&0x01)==0x00);//等待按键释放
}
}
if(Ms_flag){//查询中断标志
Ms_flag=0;
D1++;
caiyangP1_6();//AD
caiyangP1_7();//AD
I_D[1]= I_D[1]+I_DATA;//求和
I_D[2]= I_D[2]+V_DATA;
if(D1==20){
I_DATA=I_D[1]/20;//求平均
V_DATA=I_D[2]/20;
I_D[1]=0;I_D[2]=0;
D1=0;
Value_to_ASCII_I(I_DATA,0x40);//更新液晶显示电流值
Value_to_ASCII_U(V_DATA,0x49);//更新液晶显示电压值
}
D2++;
if(D2==5){
D2=0;
Change();//充电检测
}
}
}
}
/********************************************************************
函数功能：定时器/计数器0中断处理
入口参数：null
返 回：null
备 注：null
********************************************************************/
void Timer0IntProc() interrupt 1
{
TH0 = TIMER0_HIGHT; //设置定时器0高字节初值
TL0 = TIMER0_LOW; //设置定时器0低字节初值
Time5ms++;
if(Time5ms==10){Ms_flag=1;Time5ms=0;}
}
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