智能型磷酸铁锂电池快速充电控制器设计

阳光穿透心脏的1/2处 2024-04-18 22:51 88阅读 0赞

先给整体设计框图：

![Center][]

废话不多说了，

程序框图：

![20130819174323859][]

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;}
    
      
    }

[Center]: https://img-blog.csdn.net/20130819174151718?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvd3pzMjk4/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center
[20130819174323859]: https://img-blog.csdn.net/20130819174323859