Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

• Щелочные: Щелочные батареи относительно дешевы, имеют высокие емкости и большое число типоразмеров. Напряжение на зажимах батареи постепенно уменьшается по мере разрядки; емкость увеличивается при нагревании и значительно уменьшается в низких температурах. Большинство щелочных батарей не может перезаряжаться, но некоторые изготовители выпускают перезаряжающиеся варианты щелочных батареи.

• Кадмий-никелевая: напряжение на их зажимах при полной зарядке ниже чем напряжения щелочных элементов. Также обратите внимание, что емкость батареи этого типа также значительно меньше чем у щелочных батарей. Характеристика разрядки более пологая чем у щелочных батарей, как показано на рис.6.8.

• Никелевая металлогибридная: Никелевая металлогибридная (Ni-MH) батарея может перезаряжаться. Этот тип батареи обеспечивает умеренную емкость за умеренную стоимость.

• Литиевая: литиевая батарея имеет 3,6 В напряжение на зажимах и соответственно большую емкость. Батареи этого типа также имеет довольно пологую характеристику разряда. Однако это свойство сочетается с относительно высокой стоимостью по сравнению с батареями других типов.

Тип	Неперезаряж. щелочная		Перезаряж. Ni-Cd		Перезаряж. NI-металлогибридная		Неперезаряж. Li
Размер	Напряжение	Емкость	Напряжение	Емкость	Напряжение	Емкость	Напряжение	Емкость
D	1,5	15,000	1,2	1,200	1,2	8,000	3,6	16,500
С	1,5	7,000	1,2	1,200	1,2	4,500	3,6	7,200
АА	1,5	2,250	1,2	500	1,2	2,250	3,6	2,100
AAA	1,5	1,000	1,2	180	1,2	600	—	—
N	1,5	650	1,2	150	1,2	—	—	—
9 В транзистор	9,0	550	—	—	9,0	170	—	—
6 В фонарь	6,0	11,000	—	—	—	—	—	—

Рис. 6.7. Характеристика пропускной способности для различных типов батареи

Рис. 6.8. Характеристики разряда батареи

Это качественные характеристики. Детальные семейства характеристик с учетом раз рядного тока и температуры приводятся в литературе, предоставляемой изготовителями

6.6.3. Емкость батарей

Что точно представляет собой емкость батареи? Обратите внимание, что емкость измеряется в миллиампер-часах (мА-ч). Эта единица измерения сообщает всю историю. Если известен ток утечки батареи, может быть вычислен срок службы. Например, при напряжении 9 В, емкости 500 мА-ч и токе разряда 5 мА такая батарея должна обеспечивать питание в течение приблизительно 100 часов. Однако, емкость уменьшается при высоких токах разряда и низких рабочих температурах.

6.6.4. Стабилизация напряжения

Вспомним, что питающее напряжение (V_DD) для микропроцессора 68HC12 имеет довольно малый допуск, электрические характеристики для контроллера, показывают, что питающее напряжение должно поддерживаться в диапазоне 5В±10%. Чтобы поддерживать это, относительно постоянное напряжение при изменении условий, используется схема стабилизатора. Типичная схема стабилизатора — супервизор микропроцессора, показанный на рис. 6.9.

Рис. 6.9. Цепи супервизора для микропроцессора

Стабилизирующее устройство состоит из микросхемы стабилизатора, оборудованного помехоподавляющими конденсаторами на входах и на выводах. Микросхема стабилизатора обычно представляет собой устройство с тремя выводами: вход (I), выход (O) и общим выводом (C). Эти стабилизирующие устройства определяются выходным напряжением и номинальным током. Хорошим практическим решением является выбор регулятора, номинальный ток которого по крайней мере вдвое превышает максимальную токовую нагрузку. Полная линейка стабилизаторов представлена серией 78XX. Под обозначением XX здесь подразумевается номинальное значение выходного напряжения.

Например, на рис. 6.9 мы использовали микросхему стабилизатора 7805 (+5 В). В серию стабилизаторов 7805 входят приборы для широкого ряда номинальных токов. Стабилизаторы серии 79XX представляют собой ряд стабилизаторов отрицательных напряжений.

На входе и выходе используются сдвоенные конденсаторы: конденсаторы емкостью 0,1 мкФ для подавления высокочастотные помех и фильтровые конденсаторы с емкостью в диапазоне от 100 до 470 мкФ, для снижения выходных пульсаций.

Входное напряжение на схему стабилизатора можно подавать от источника постоянного напряжения или от батареи подходящего типа. При любом из этих вариантов, входное напряжение для стабилизатора должно обычно быть по крайней мере на 3 В больше, чем необходимое выходное напряжение стабилизатора.

В случае сбоя питания или разряда батареи, процессор необходимо перевести на резервное питание. Это легко сделать, используя схему управления микропроцессором.

6.6.5. Схемы супервизора для микропроцессора