【正文】 片具有業(yè)界公認(rèn)較好的 △ v 檢測，可以檢測出電池充電飽和時(shí)發(fā)出的電壓變化信號，比較精確地結(jié)束充電工作，通過單片機(jī)對這些芯片的控制，可以實(shí)現(xiàn)充電過程的智能化，例如，在充電后增加及時(shí)關(guān)段電源、蜂鳴報(bào)警和液晶顯示等功能。充電器的智能化可以縮短充電的時(shí)間，同時(shí)能夠維護(hù)電池，延長電池使用壽命。 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 51 系列單片機(jī)也是 當(dāng)前使用最為廣泛的 8 位單片機(jī)系列，其豐富的開發(fā)資源和較低的開發(fā)成本，使 51系列單片機(jī)現(xiàn)在以至將來都仍會(huì)有強(qiáng)大的生命力。在眾多的 51 系列單片機(jī)中， AT89 系列單片機(jī)在我國得到了極其廣泛的應(yīng)用， AT89 系列單片機(jī)是美國Atmel 公司的 8 位機(jī)產(chǎn)品。他的特點(diǎn)是片內(nèi)含有 Flash Memory， Flash Memory 是一種電可摩除和電寫入的閃速存儲(chǔ)器（記為 FPEPROM)，在系列的開發(fā)過程中可以很容易地進(jìn)行程序修改，使開發(fā)調(diào)試更為方便。 本設(shè)計(jì)所用的單片機(jī)芯片 本設(shè)計(jì)的單片機(jī)芯片選用 Atmel 公司的 AT89C52，它可以完全滿足要求。 AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8 KB 的可反復(fù)擦寫的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器（ ROM）和 256 B 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元 .AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行 編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 管腳定義說明 管腳：系統(tǒng)供電電源 管腳：接地管腳 端口（ ~）： P0 端口是一組 8 位開環(huán)的雙向 I/O 端口。當(dāng) P0 用作輸出口時(shí)，沒個(gè)管腳能保持 8 個(gè) TTL 輸入。當(dāng)操作外部程序與數(shù)據(jù)區(qū)時(shí)，通過配置， P0 還可用作地位的地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用端口。 端口（ ~）： P1 端口是一 組具有內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 端口。由于存在上拉電阻， P1 端口的外部電流 IIL 會(huì)很低。此外 , 和 管腳可配置成為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和觸發(fā)輸入（ ），具體配置如表 。在刷新程序代碼和驗(yàn)證信息時(shí)， P1 端口還可用來接受地位地址字節(jié)。 表 1 和 管腳配置 管腳 配置功能表述 T2（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的處罰和方向選擇） 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 5． P2 端口： P2 端口是一組具有內(nèi)部上拉 電阻的雙向 I/O 端口。當(dāng)系統(tǒng)使用16 位地址信息讀取外部程序區(qū)間或操作外部數(shù)據(jù)區(qū)間時(shí)，他發(fā)送高 8 位地址字節(jié)。這種操作一般使用 MOVX@DPTR 語句實(shí)現(xiàn)。 6． P3 端口： P3 是一組具有內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 端口，同時(shí)它還具備許多系統(tǒng)功能，如表 2 所示。 表 2 P3 的功能 管腳：輸入用于撫慰輸入信號。 ： ALE 表示地址所存使能信號，當(dāng)防衛(wèi)外部存儲(chǔ)區(qū)間時(shí)，用來鎖存低 8 位 地址字節(jié)。 /PROG 表示在刷新程序代碼時(shí)的程序脈沖輸入信號。在正常操作時(shí)， ALE 將以系統(tǒng)晶振頻率的 1/6 發(fā)送一個(gè)固定的頻率，可用于外部時(shí)鐘或者定時(shí)。 9./PSEN 管腳： /PSEN 表示程序代碼存放使能信號，主要用于讀取外部的程序數(shù)據(jù)區(qū)間，當(dāng) AT89C52 執(zhí) 行外部程序數(shù)據(jù)區(qū)間中的代碼時(shí)， /PSEN 信號在每一機(jī)器始終周期內(nèi)使能兩次，但若單片機(jī)操作外部數(shù)據(jù)區(qū)間， /PSEN 將無實(shí)際意義。 管腳：改管腳點(diǎn)解單片機(jī)晶振，作為晶振放大器和內(nèi)部時(shí)鐘處理電路的輸入。 管腳：晶振放大器的輸出。 [5] AT89C52 管腳圖 如圖 。 管腳 配置功能 RXD（串行輸入端口） TXD（串行輸出端口） INT0（外部中斷 0 端口） INT1（外部中斷 1 端口） T0（定時(shí)器 0 的外部輸入） T1（定時(shí)器 1 的外 部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)間的寫入端口） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)間的讀取端口） 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 AT89C52 管腳圖 MAX1898的介紹 鋰是一種金屬元素，化學(xué)符號 Li，是一種銀白色、十分柔軟，化學(xué)性能活潑的金屬，是金屬中最輕的。鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成（主要成分是LiCo02），負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。 鋰離子電池可以分成兩大類：不可充電型和可充電型，最大特點(diǎn)是比能量高。比能量指的是單位重量或單位體積的能量，用 Wh/Kg 或 Wh/L 表示。 鋰離子電池基本參數(shù)特性 [6] 鋰 電子電池的能量密度可以達(dá)到 360Wh/L,158Wh/Kg,是 NICD 及 NIMH 電池的兩倍以上。 一般放電電壓為 。 一般鋰電子電池的最大連續(xù)放電電流可達(dá) 2CmA。 即使在電池壽命接近終止時(shí)，光宇鋰離子電池仍保持著良好的放電穩(wěn)定性。 鋰離子電池可接受的最大充電電流可達(dá) 1CmA，而且恒流充電時(shí)間可達(dá) 50 分鐘以上。 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 重復(fù)使用次數(shù)多，循環(huán)充電特性好，可以重復(fù) 500~1000 次充放電。 鋰離子電池的這些特點(diǎn)促進(jìn)了便攜式產(chǎn) 品向更小更輕的方向發(fā)展，使得選用單節(jié)鋰離子電池供電的產(chǎn)品也越來越多。 鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn) 雖然鋰離子電池很少發(fā)生結(jié)晶化的反應(yīng)，這種反應(yīng)是產(chǎn)生記憶效應(yīng)的原理。但是，鋰離子電池在多次充放電之后仍會(huì)性能下降，原因是非常復(fù)雜的。最主要的是正負(fù)材料的變化，從分子角度看，正負(fù)極能容納鋰離子的空穴會(huì)塌陷，這樣就會(huì)堵塞，影響電流的充放；從化學(xué)角度來看，正負(fù)極材料的鈍化，會(huì)產(chǎn)生一些穩(wěn)定的化合物，這樣也會(huì)也會(huì)影響性能。從物理角度看上，由于充放電過程中難免會(huì)有一些摩擦，碰撞，這樣會(huì)使外部材料慢慢流失，甚至脫落。這三方面 的原因都會(huì)使鋰離子電池在充放電過程中參加導(dǎo)電的鋰離子丟失。 過度的充放電，都會(huì)對造成電池的損害或降低使用壽命，過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋放出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來。這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因。 鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、溫度、 ID、充電狀態(tài)、放電次數(shù)等數(shù)值。這些數(shù)值在使用中都會(huì)逐漸變化。 充電控制芯片是控制電池的充電過程。鋰離子電池 的充電過程分為兩個(gè)階段，恒流快充階段（電池指示燈呈黃色時(shí)）和恒壓電流遞減階段（電池指示燈呈綠色閃爍。開始充電時(shí)，電池的電壓以較大的斜率升壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓，之后再控制芯片的控制下轉(zhuǎn)入恒壓充電狀態(tài)，此過程中電壓變化不大，電流在逐漸減小，當(dāng)充電電流幾乎降到零時(shí)，可認(rèn)為電池電量已滿，停止充電。 電量統(tǒng)計(jì)芯片通過記錄放電曲線（電壓、電流、時(shí)間）可以抽樣計(jì)算出電池的電量。而鋰離子電池在多次使用后，放電曲線是會(huì)改變的，如果芯片一直沒有機(jī)會(huì)再次讀出完整的一個(gè)放電曲線，其計(jì)算出來的電量也就是不準(zhǔn)確的。所以我們需要深充 放來校準(zhǔn)電池的芯片。 鋰離子電池的不足之處在于對充電器要求比較苛刻，需要保護(hù)電路。鋰離子電池要求的充電方式是恒流恒壓方式，為有效利用電池容量，需將鋰離子電池充電至最大電壓，但是過壓充電會(huì)造成電池?fù)p壞，這就要求較高的控制精度。另外，對于電壓過低的電池需要進(jìn)行預(yù)充，充電器最好帶有熱保護(hù)和時(shí)間保護(hù)，為電池提供附加保護(hù)。由此可見實(shí)現(xiàn)安全高效的充電控制成為鋰離子電池推廣應(yīng)用的瓶頸。 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 MAX1898 是一片 Maxim公司生產(chǎn)的單鋰離子電池的線性充電器電路，是一款性價(jià)比比較高的線性充電芯 片。 MAX1898 配合外部的 PMOS 或 PNP 晶體管可以組成完整的鋰離子充電器。 MAX1898 提供了充電狀態(tài)的輸出指示、輸入電壓是否與充電器連接的輸出制式和充電電流指示。 MAX1898 可以提供精確的恒