一種單片機(jī)c端子電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，屬于汽車交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種單片機(jī)C端子電壓調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車工業(yè)是一種高度綜合性的產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)代汽車的發(fā)展形成了以計(jì)算機(jī)為頂端，半導(dǎo)體元器件為基礎(chǔ)，光電測試為手段，集成電路為原料的新格局。近幾年以來電子點(diǎn)火，電子顯示，數(shù)字檢測，電子轉(zhuǎn)向，電子鐘，電子音響，電磁操縱，空調(diào)等電子產(chǎn)品在我國汽車上得到了很大的發(fā)展和應(yīng)用。這種發(fā)展態(tài)勢對汽車發(fā)電系統(tǒng)提出了更高的要求。具體地說，用電系統(tǒng)不僅需要更大的供電能力，而且要求有更高的供電可靠性和供電質(zhì)量。作為一個(gè)能滿足這些要求的發(fā)電系，除了高性能的發(fā)電機(jī)及可靠的整流裝置外，還必需配備有高品質(zhì)的電壓調(diào)節(jié)器。為此，國內(nèi)外有關(guān)研宄機(jī)構(gòu)及學(xué)者十分重視新型電子電壓調(diào)節(jié)器的研宄與開發(fā)。
[0003]現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)中的電源系統(tǒng)包括蓄電池、發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器。前兩者是并聯(lián)工作，發(fā)電機(jī)是主電源，蓄電池是輔助電源。發(fā)電機(jī)配有調(diào)節(jié)器的作用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，自動調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓使之保持穩(wěn)定。發(fā)電機(jī)是汽車上最重要的供電設(shè)備，而調(diào)節(jié)器則是控制電機(jī)供電電壓和負(fù)載輸出的核心。
[0004]C端子調(diào)節(jié)器是可與E⑶進(jìn)行通行的調(diào)節(jié)器，E⑶可發(fā)送方波信號給調(diào)節(jié)器C端子，根據(jù)通信協(xié)議，不同的占空比對應(yīng)不同的電壓，占空比和電壓成線性變化關(guān)系。目前這類調(diào)節(jié)器技術(shù)為一些國際大廠所擁有，如ST、BOSHC、三菱等。他們將此類調(diào)節(jié)器做成功能單芯片，不能修改線路或調(diào)整相應(yīng)功能，技術(shù)封閉，應(yīng)用靈活性低，并且此類芯片價(jià)格高，增加了整體成本。隨著汽車的中低端及我國微型汽車的發(fā)展，成本越低，能夠極大的提高競爭力。一款既能滿足功能需求，可靠性需求，開發(fā)周期短，價(jià)格低的調(diào)節(jié)器，無疑是制勝的武器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述C端子調(diào)節(jié)器現(xiàn)狀和存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種單片機(jī)C端子電壓調(diào)節(jié)器。單片機(jī)為通用型芯片，可選擇的范圍非常廣，并且可以通過不同的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)不同的功能，應(yīng)用靈活，開發(fā)周期短，成本低。本發(fā)明選擇Microchip的PIC16F1508，能夠?qū)崿F(xiàn)ST、BOSCH等C端子調(diào)節(jié)器芯片具有的所有功能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種單片機(jī)C端子電壓調(diào)節(jié)器，包括電源處理模塊、PWM勵(lì)磁電流控制模塊、B+電壓采集模塊、S端電壓采集模塊、單片機(jī)控制處理模塊、電瓶指示燈控制模塊、Phase信號處理模塊、C端子信號處理模塊。所述的電源處理模塊、PWM勵(lì)磁電流控制模塊、B+電壓采集模塊、S端電壓采集模塊、電瓶指示燈控制模塊、Phase信號處理模塊、C端子信號處理模塊均與單片機(jī)控制處理模塊相連。
所述單片機(jī)控制處理模塊選用單片機(jī)為控制芯片；所述單片機(jī)選用MicrochipPIC16F1508單片機(jī)，其支持12路10位ADC，2路比較器，F(xiàn)VR參考電壓模塊，4路10位PWM，2個(gè)8位定時(shí)器，I個(gè)16位定時(shí)器，TlG門控功能，超低功耗管理。在單片機(jī)控制處理模塊中，單片機(jī)使用Microchip的PIC16F1508 ;PIC16F15081腳VDD使用5V供電，連接電源處理模塊 I 的 VCC 5V 輸出，20 腳 VSS 接地，RA2、RA3、RA4、RA5、RC1、RC4、RB4、RB5、RB6 腳未使用；RC5腳內(nèi)部設(shè)置為PIC16F1508的PWMl模塊，RC5腳輸出PWM信號給PWM勵(lì)磁電流控制模塊；RC3腳內(nèi)部設(shè)置為PIC16F1508的Cl比較器模塊負(fù)極，RC3腳輸入PWM勵(lì)磁電流控制模塊的F端電壓采樣信號；RC6內(nèi)部設(shè)置為ADC的AN8通道，輸入B+電壓采樣模塊的電壓信號；RC7腳內(nèi)部設(shè)置為ADC的AN9通道，輸入S電壓采樣模塊的電壓信號；RB7輸出數(shù)字電平，RB7輸出信號給電瓶指示燈模塊，控制指示燈的開關(guān)；RC2腳內(nèi)部設(shè)置為PIC16F1508的C2比較器模塊正極，RC2腳輸入電瓶指示燈模塊的L端電壓采樣信號；RC0腳內(nèi)部設(shè)置為PIC16F1508的C2比較器模塊負(fù)極，RCO腳輸入電瓶指示燈模塊的固定參考電壓；RA1腳內(nèi)部設(shè)置為PIC16F1508的Tl門控模塊，RAl腳連接C端子信號處理模塊；RA0腳內(nèi)部設(shè)置為PIC16F1508的數(shù)字10 口中斷，RAO腳連接Phase信號處理模塊。電源處理模塊I中，B+接發(fā)電機(jī)B+螺桿，L端接電瓶指示燈。由RL5、RL6、RL7、RL8、QL2和QL3組成開關(guān)電路，當(dāng)L端電壓> IV時(shí)，QL2導(dǎo)通，B+端電源供電，當(dāng)L端電壓< IV時(shí)，QL2截止，B+端電源不供電。R1、ZD1、C1、C2和IC2組成5V穩(wěn)壓電路，為單片機(jī)和整個(gè)電路提供5V供電，IC2為5V穩(wěn)壓芯片，Cl和C2為濾波電容，提高5V電壓輸出的穩(wěn)定度和抗干擾能力。
[0007]所述的在PWM勵(lì)磁電流控制模塊中，F(xiàn)端接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，B+端接發(fā)電機(jī)B+螺桿，E端接地。PIC16F1508的RC2腳輸出PWM信號，其PWM信號的頻率設(shè)計(jì)為200HZ，占空比大小隨發(fā)電機(jī)負(fù)載和B+端電壓而變化，RC2腳信號通過RGl控制Ql的柵極，Ql的源極即F端輸出PWM信號，控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，Dl為勵(lì)磁電流的回流二極管。CF1、RFl和ZDFl組成F端短路保護(hù)電路，采樣F端電壓，采樣信號輸入PIC16F1508的RC3腳，RC3腳設(shè)置選擇為內(nèi)部比較器Cl的負(fù)極。
[0008]所述的在B+電壓采樣模塊中，B+端接發(fā)電機(jī)B+螺桿。RB1、RB2、CBl和ZDBl組成B+電壓處理電路，RBl和RB2對B+電壓進(jìn)行分壓，CBl對B+電壓進(jìn)行濾波處理，ZDBl對超出5V的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，處理好的信號送入RC6，RC6腳設(shè)置為ADC的AN8通道。
[0009]所述的在S端電壓采樣模塊中，S端接電瓶正極。RS1、RS2、CS1和ZDSl組成S端電壓處理電路，RSl和RS2對S電壓進(jìn)行分壓，CSl對S電壓進(jìn)行濾波處理，ZDSl對超出5V的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，處理好的信號送入RC7，RC7腳設(shè)置為ADC的AN9通道。
[0010]所述的在電瓶指示燈模塊中，L端接電瓶指示燈。RL1、DLl和QLl組成指示燈驅(qū)動電路，當(dāng)RB7高電位時(shí)，QLl飽和，指示燈亮，當(dāng)RB7低電位時(shí)，QLl截止，指示燈滅。RL2、RL3、RL4、CLl和ZDLl組成L端短路保護(hù)電路，RL2、CLl和ZDLl采集L端電壓，RL3和RL4對5V電壓進(jìn)行分壓，提供比較器參考電壓。
[0011]所述的在Phase信號處理模塊中，Phase接發(fā)電機(jī)三相中的某一相。RP1、RP2、RP3、RP4、CP1、CP2和QPl組成P端信號處理電路，RPl釋放發(fā)電機(jī)整流高溫漏電，RP2、RP3和CP2為低通濾波器，CPl濾除干擾信號，QPl為開關(guān)管，RP4為上拉電阻，RP4接5V電壓。
[0012]所述的在C端子信號處理模塊中，C端子接汽車E⑶。RCl、RC2、CCl和ZDCl組成C端信號處理電路，RCl為上拉電阻，接5V電壓，RC2為限流電阻，CCl濾除干擾信號，ZDCl對超出5V信號進(jìn)行穩(wěn)壓。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模塊化，可移植性強(qiáng)，控制芯片使用單片實(shí)現(xiàn)，程序設(shè)計(jì)靈活性高，在硬件電路不變的情況下，可以通過更改軟件程序?qū)崿F(xiàn)功能的調(diào)整。使開發(fā)周期縮短，降低開發(fā)成本，提高市場競爭力。
【附圖說明】
[0014]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]圖1是本發(fā)明的電路原理圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的外圍電氣連接圖。
[0017]在圖中:1.電源處理模塊，2.PWM勵(lì)磁電流控制模塊，3.B+電壓采集模塊，4.S端電壓采集模塊，5.單片機(jī)控制處理模塊，6.電瓶指示燈控制模塊，7.Phase信號處理模塊，8.C端子信號處理模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參照圖1中，一種單片機(jī)C端子電壓調(diào)節(jié)器，包括電源處理模塊(1)、PWM勵(lì)磁電流控制模塊(2 )、B+電壓采集模塊(3 )、S端電壓采集模塊(4 )、單片機(jī)控制處理模塊(5 )、電瓶指示燈控制模塊(6)、Phase信號處理模塊(7)、C端子信號處理模塊(8)。所述的電源處理模塊(I)、PWM勵(lì)磁電流控制模塊(2 )、B+電壓采集模塊(3 )、S端電壓采集模塊(4 )、電瓶指示燈控制模塊(6)、Phase信號處理模塊(7)、C端子信號處理模塊(8)均與單片機(jī)控制處理模塊(5)相連。
[0019]在電源處理模塊(I)中，B+接發(fā)電機(jī)B+螺桿，L端接電瓶指示燈。由RL5、RL6、RL7、RL8、QL2和QL3組成開關(guān)電路，當(dāng)L端電壓> IV時(shí)，QL2導(dǎo)通，B+端電源供電，當(dāng)L端電壓< IV時(shí)，QL2截止，B+端電源不供電。Rl、ZD1、Cl、C2和IC2組成5V穩(wěn)壓電路，為單片機(jī)和整個(gè)電路提供5V供電，IC2為5V穩(wěn)壓芯片，Cl和C2為濾波電容，提高5V電壓輸出的穩(wěn)定度和抗干擾能力。
[0020]在PWM勵(lì)磁電流控制模塊(2)中，F(xiàn)端接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，B+端接發(fā)電機(jī)B+螺桿，E端接地。PIC16F1508的RC2腳輸出PWM信號，其PWM信號的頻率設(shè)計(jì)為200HZ，占空比大小隨發(fā)電機(jī)負(fù)載和B+端電壓而變化，RC2腳信號通過RGl控制Ql的柵極，Ql的源極即F端輸出PWM信號，控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，Dl為勵(lì)磁電流的回流二極管。CF1、RFl和ZDFl組成F端短路保護(hù)電路，采樣F端電壓，采樣信號輸入PIC16F1508的RC3腳，RC3腳設(shè)置選擇為內(nèi)部比較器Cl的負(fù)極。
[0021]在B+電壓采樣模塊(3)中，B+端接發(fā)電機(jī)B+螺桿。RB1、RB2、CBl和ZDBl組成B+電壓處理電路，RBl和RB2對B+電壓進(jìn)行分壓，CBl對B+電壓進(jìn)行濾波處理，ZDBl對超出5V的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，處理好的信號送入RC6，RC6腳設(shè)置為ADC的AN8通道。
[0022]在S端電壓采樣模塊(4)中，S端接電瓶正極，RS1、RS2、CSl和ZDSl組成S端電壓處理電路，RSl和RS2對S電壓進(jìn)行分壓，CSl對S電壓進(jìn)行濾波處理，ZDSl對超出5V的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，處理好的信號送入RC7，RC7腳設(shè)置為ADC的AN9通道。
[0023]在單片機(jī)控制處理模塊(5)中，單片機(jī)使用Microchip的PIC16F1508。PIC16F15081腳VDD使用5V供電，連接電源處理模塊(I)的VCC 5V輸出，20腳VSS接地，狀2、狀3、狀4、狀5、1?(:1、1^4、1?4、1