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AT89S52充电器

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    基于AT89S52的智能充电器

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    生产一线 基于 A T 8 9 S 5 2 智能充电器设计 文⊙ 严国军 顾建华(江苏高精机电设备有限公司技术部 盐城  盐城纺织职业技术学院 盐城) 摘要: 本文设计了基于单片机的智能充电器,该充电器可以 实时计算电池的参数并进行智能控制。还可以通过串行口和上位 机通讯,借助相应的数学软件对数据进行处理。 关键词: A T 8 9 S 5 2 单片机;开关电源;锂离子电池 一、智能充电器的硬件设计 硬件设计包括电源变送电路,采样电路,外理器,脉宽调制 控制器,和电池组等部分的设计和整合,硬件系统如图 1 . (三)控制器 控制器采用 P W M 方式控制供电电流的大小。P W M 发生器 由一个 2 0 M H Z 的单片机构成。主控制器和它采用中断方式进行 通讯,控制其增大或减小脉冲宽度。P W M 输出的控制信号经过 光电耦合驱动充电电路的 M O S S E T 开关二极管,L C 电路构成稳 压电源。 二、系统的软件设计 (一)容量测量方法 主单片机对电池电压值和电流值的测量是通过 A / D 转换芯 片转换为 1 6 进制数,直接存入单片机。电池容量无法直接测量。 根据每循环周期一次就检测电流一次,利用电流值的积分求出 电容量 C 。(C n + 1 = C n + I × t - I 2 × r × t ,其中:r 是电池内 阻 ), 充 我 电 时 间 和 剩 余 时 间 直 接 由 上 位 机 进 行 计 算 。预 充 电 时 间根据电池的型号预先得到,剩余时间 = 预充电时间-已充电 时间。 (二)单片机控制程序设计 对不同的电池和不同的参数,单片机需要设定不同的参数, 选择不同的充电策略。以锂离子电池为例,一般采用恒流——恒 压充电方式,其充电控制流程如图 3 (一)处理器 处理器采用 5 1 系列单片机 A T 8 9 S 5 2 。该单片机内部有三个 定时 / 计数器,两个外部中断和一个串行口中断,四个八位的 I / O 口,采用 1 1 . 0 5 9 2 M H Z     的晶振。A T 8 9 S 5 2 的任务是从采样电 路处实时采集电池的充电状态,通过计算决定下一阶段的充电电 流,发送命令给 P W M 控制器去控制充电电流。并通过串行口经 R S 2 3 2 接口与上位机相连,用于存储数据和虚拟显示。 (二)采样电路 电压和电流采样采用模 / 数转换器 A D 5 7 4 。A D 5 7 4 是 1 2   位输出, 最大误差为± 4 b i t   的± 1 5 V 电源供电模 / 数转换器 A D 5 7 4 。充电电 流通过电流传感器芯片 M A X 4 7 1 转变为电压值。电流采样的电压值和 电池端的电压值经模拟开关 C D 4 0 5 1 选择再经电压跟随器(L M 2 5 8 )送 给单片机。单片机对数据进行存储和处理。工作原理见图 2 。 (三)上位机处理程序和单片机通讯程序设计 上位机程序由 V B 编写。其任务是每 1   秒钟向串行口发送一 个查询命令,并读取主单片机回送的信息,从中取出充电的电 流,充电的电压,工作状态的参数。上位机程序会把读到的数据 存储到文件中。这些数据可以供其它数学软件进行处理。程序初 始化要把参数(电池种类,充电电池的容量等)送给智能充电器 的主单片机。 下位机与 P C 机通讯协议如下: M S C o m m l .   c o m m p o r t = 1 ;选 c o m 1 串口 MSComml.Seting= ”2400,n,8,1 ”;波特率 2400, 无奇偶校验 位,8 位数据位加一位停止位                      (下转 59 页) 58 生产一线 应用于夹体自动卸料机上的曲柄滑块矩形机构 文⊙ 徐年富 (南京工业职业技术学院 江苏南京) 摘要: 随着现代科学技术进步,办公 自动化程度不断提高,纸张性的文件种类 数量更是量大面广,从而使夹子使用量越 来越大。迫切要求传统的夹子生产技术和 生产工艺不断改进,以满足市场扩张的需 求。本文所涉及的曲柄滑块矩形机构,正 是应用于夹体自动卸料机上,实现自动卸 料,使油漆后的夹体卸料环节能跟上自动 生产线节拍,这是对夹子生产工艺方面做 出了重大改进。 关键词: 曲柄滑块;矩形机构;自动卸 料;夹体;串针 一、引言 随着计算机的广泛应用,办公自动化 程度的不断提高,纸张性的文件种类数量 更是量大面广,夹子在纸张文件的归类及 日常生活中有着不可替代的位置。由于夹 子的使用量越来越大,传统的夹子生产技 术和生产工艺面临巨大挑战,需要不断研 究出新的生产技术和改进生产工艺,以提 高夹子生产效率。本文所涉及的机器的工 作对象是夹体,夹体是一种纸张夹子的主 体部分,当夹体成型后,需要将其挂在串 针的串爪上,再将串针挂在输送线的串针 架上,然后送入油漆中,对夹体进行油漆, 油漆结束后从串针取下夹体的动作传统工 艺是靠工人手工完成的。由于夹体生产批 量很大,靠工人手工卸下夹体,既费工费 时,劳动强度高,又制约了夹体油漆自动 线的生产节拍,生产效率很低。本文采用 曲柄滑块矩形机构实现了夹体自动卸料, 改进了夹体卸料工艺,提高了生产效率。 二、卸料传动方案分析 如图 1 所示,为夹体自动卸料机工作 原理图,卸料板 1 1 和弹性锥夹头 1 2 设置 在机架 1 内。脚踏板 2 的一端与固定设置 的回位弹簧 1 4 连接。弹性锥夹头 1 2 的下 三、该机构应用性能分析 部通过导向柱 7 设置在脚踏板 2 上,踩下 (一)实现了多孔式卸料 脚踏板 2 通过导向柱 7 使弹性锥夹头 1 2 下 如图 2 所示,曲柄的小端伸出的一段连 降,在弹性锥夹头 1 2 处设有收拢口 4 ,弹 接杆,可以连接多个连杆,从而使卸料板 性锥夹头 1 2 下降时在收拢口 4 处收拢并夹 (滑块)加长,装夹多个串针,实现了一次 紧串针 9 下端。导料口 1 3 设置在机架 1 上。 行 程 过 程 中 完 成 了 多 个 串 针 的 卸 料 工 作 , 卸料板 1 1 通过外加动力实现上下运动,从 本文采用三孔式卸料板来完成卸料功能。 而将夹体从串针上自动卸下。 由于卸料板上下运动需要外来动力, 因此对传动方案的设计提出以下四种方 案: (一)液压系统 对于该液压系统由于该方案必须具有 专用液压机、液压气缸等部件,该系统加 工精度较高,制造成本较大,安装不便。由 于卸料机为一轻型、小型机器,其制造成 本受到一定的限制,因而在此不选用该方 案。 (二)减轻劳动强度,提高工作效率 传统卸料工艺是由五、六名工人手工 进行卸料,当油漆流水线流动速度稍快 (二)凸轮式卸料机构 时,工人们劳动强度增大,卸料处积压较 该方案卸料机中的凸轮机构设计,要 求传力性能好,结构紧凑,其工作性能与 多,人工卸料就跟不上自动线节拍。而采 用曲柄滑块自动卸料,能很好地与自动线 滚子半径、凸轮基圆半径、压力角等因素 节拍相吻合。而且一次行程可以装夹多个 有关,若滚子半径选择不当,可能从动件 不能准确地实现或不能实现预期的运动规 律。虽然凸轮机构可以达到该卸料的功能 要求,但该传动系统制造要求高、难度大、 成本高,比起曲柄滑块式机构有明显的不 足。 (三)曲柄滑块式圆筒卸料机构 这是一种较合适的卸料机方案,该方 案机器具有配置常规,制造方便、安装便 易、成本低。但该方案机器由于结构的限 制每次只能完成一个窜针的卸料任务,效 率较低。 (四)曲柄滑块矩形卸料机构 这是一种最合适的卸料机方案,机器 不但具有配置常规,制造方便,安装简便, 成本低。而且该方案机器可以做成多孔式 卸料机,大大地提高工作效率。 如图 1 所示,卸料板(矩形滑块)的 上下运动是通过曲柄连杆机构实现的,其 串针,大大提高了卸料工作效率。 (三)简化了结构设计 由曲柄连杆带动卸料板(矩形滑块) 上下运动相对凸轮等机构容易实现,根据 串针的长度,计算好曲柄的偏心长度即可 加工曲柄,如图 2 所示。而且曲柄可以做 成多种形式,以满足不同结构的需求。 (四)针对不同对象实现了自由调节 由于夹子规格很多,串针大小不一, 因此要求卸料板 1 1 的上下运动行程也随 着变化,曲柄滑块机构可以实现这一要 求。如图 2   中曲柄小端联接孔在偏心距方 向可以做成腰形孔,根据需要自由调节曲 柄偏心长度,扩大了应用范围。 四、结论 曲柄滑块矩形机构应用于夹体自动卸 料机,实现了卸料自动化,提高了生产率。 整个机构结构简单,调节方便,故障率低, 维修简便,有效提高了生产线工作效率。 中曲柄连杆机构 6 与传动轴 5 连接,传动 轴 5 通过传动轮 3 与电机连接。并在机架 1 内设有三个弹性锥夹头 1 2 ,每个弹性锥 夹头均通过导向柱 7 与脚踏板 2 连接。 参考文献 [ 1 ] . 刘军旭. 贺炜. 夹体泳漆卸料机的研究初 探. 轻工机械, 2 0 0 6 . 3 . 2 0 . (上接 58 页) MSComml.inputlen=4; 一次接受 4  个 字节。 下位机的 T M O D 为 2 0 H ,S C O N 为 40H. 三、应用情况 该智能充电器经充电性能和通用性 实验知,因为采用 P W M 控制器,所以电 源供电的效率高,从供电电源到充电器 的工作效率,最低时在 8 5 % 左右。完全 可以作为一般商用电池的通用充电器, 充电速度快,效果良好,上位机的操作 界面,显示界面十分方便,恒压—恒流 充电过程控制精确。只需在充电机械接 口上多配一些模式,会有很好的使用前 景。 参考文献: [1]沙占友  新型单片机开关电源的设计与应用 北京  电子工业出片社  2 0 0 1 [2]李鸿吉:Visual Basic6.0编程方法详解 北京 科学出版社  2 0 0 1 [ 3 ] 李全利:单片机原理及应用技术  李全利 主编  高等教育出版社 2002 59

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