8位微控制器在SoC中的應(yīng)用
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典型應(yīng)用：高速電池充電器 考慮過現(xiàn)有產(chǎn)品后，我們將介紹一項(xiàng)應(yīng)用，其中的混合訊號(hào)微控制器就能提供我們?cè)阡囯x子電池高速充電電路中所討論的優(yōu)點(diǎn)。 電池必須能迅速、安全而有效的進(jìn)行充電，最佳充電方式通常包含三個(gè)階段：低電流調(diào)節(jié)階段，用來將早期的自我恢復(fù)-(earlyselfhealing)減至最少，同時(shí)避免充電過程太早結(jié)束；定電流充電階段，用來提供大部份電力；以及定電壓階段／充電結(jié)束通常也是時(shí)間最長的階段。充電過程中，部份電能會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，?dāng)電池達(dá)到滿電力后，所有送給它的能量都會(huì)變成熱量，這可能造成危險(xiǎn)和傷害，因此必須監(jiān)視電池溫度以避免損害。
要判斷電池是否已充滿電力，絕大多數(shù)的鋰離子充電器會(huì)將電池電壓保持固定，然后監(jiān)測(cè)最小的電流值，圖2即為充電曲線，它是利用降壓轉(zhuǎn)換器實(shí)作所得到的最有效曲線，這個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器是一種交換式穩(wěn)壓器，它會(huì)使用電感或是變壓器做為儲(chǔ)能裝置，然后以個(gè)別封包的形式把能量從輸入端送到輸出端?；厥诨芈穭t會(huì)透過晶體管來調(diào)節(jié)能量傳送，以便在電路的負(fù)載范圍內(nèi)維持定電壓或定電流。
圖2：鋰離子電池的充電曲線
利用8位微控制器C8051F300和它內(nèi)建的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、閃存、脈沖寬度調(diào)變器、溫度傳感器以及精準(zhǔn)時(shí)鐘電路，即可設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)某潆婋娐贰D3所示即為這類充電器的方塊圖，芯片內(nèi)建高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器提供準(zhǔn)確的充電電壓監(jiān)測(cè)功能，用來避免過度充電，并提供最大的充電有效性和電池壽命。芯片內(nèi)建比較器和PWM則為高速降壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)作提供必要功能，使它們只需要一顆很小的外接電感。芯片內(nèi)建溫度傳感器提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電壓，可用來判斷電池溫度；若有必要，它也能使用外接的電阻性溫度感測(cè)組件。最后，這顆微控制器還提供組態(tài)配置及程序設(shè)定功能，這使它能支持不同類型的電池，協(xié)助客戶減少零件庫存，加快新產(chǎn)品上市時(shí)間。
圖3：鋰離子電池充電器的功能方塊圖
結(jié)論
8位微控制器依然相當(dāng)活躍，由于日益豐富的模擬和數(shù)字外圍整合，8位微控制器現(xiàn)能為許多常見應(yīng)用提供接近于系統(tǒng)單芯片的功能。當(dāng)這些組件以8051架構(gòu)為基礎(chǔ)時(shí)，工程師會(huì)對(duì)他們感到極為熟悉，使得設(shè)計(jì)和研發(fā)工作更簡單快速，而且成本更低。
評(píng)論