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，其中的混合訊號微控制器就能提供我們在鋰離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)束通常也是時間最長的階段。充電過程中，部份電能會轉(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變成熱量，這可能造成危險和傷害，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)的鋰離子充電器會將電池電壓保持固定，然后監(jiān)測最小的電流值，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，這個降壓轉(zhuǎn)換器是一種交換式穩(wěn)壓器，它會使用電感或是變壓器做為儲能裝置，然后以個別封包的形式把能量從輸入端送到輸出端。回授回路則會透過晶體管來調(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，工程師會對他們感到極為熟悉，使得設(shè)計(jì)和研發(fā)工作更簡單快速，而且成本更低。
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