系统功能分析
本系统具体框图如下图所示
本设计由STC89C52单片机+LCD1602液晶显示电路+A/D转换芯片PCF8591电路+电压检测电路+电流检测电路ACS712-5A+继电器控制电路+电源电路设计而成。
1、通过太阳能电池板给锂电池充电,通过单片机检测太阳能给电池的充电电压和充电电流,并在1602液晶上显示出来!
2、通过继电器,有过压保护,当锂电池充电电压超过了4.5V或者充电电流超过1A,继电器断开,充电停止。
3.1.2系统总体结构
原理图
PCF8591 A/D采样电路设计
本系统选择PCF8591作为A/D采样芯片。PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程,允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件,而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。
一、芯片特性
(1)单独供电
(2)PCF8591的操作电压范围2.5V-6V
(3)低待机电流
(4)通过I2C总线串行输入/输出
(5)PCF8591通过3个硬件地址引脚寻址
(6)PCF8591的采样率由I2C总线速率决定
(7)个模拟输入可编程为单端型或差分输入
(8)自动增量频道选择
(9)PCF8591的模拟电压范围从VSS到VDD
(10)PCF8591内置跟踪保持电路
(11)8-bit逐次逼近A/D转换器
其具体原理图如下图所示。两个电阻为上拉电阻,让数字信号的读取更稳定。
分压电路设计
串联分压的原理:
在串联电路中,各电阻上的电流相等,各电阻两端的电压之和等于电路总电压。可知每个电阻上的电压小于电路总电压,故称串联电阻分压。
在设计中,选择的A/D芯片采集的5V电压,故超过5V的电压需要分压后降压为0-5V才可以经过A/D转换。其电路原理理图如下图所示。
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