【正文】 摘 要　　本文設(shè)計(jì)的充電器主要是面向手機(jī)鋰電池進(jìn)行充電的智能充電器。所謂智能充電器是指能根據(jù)用戶的需要自主選擇充電方式，并且在充電過程中能對被充電電池進(jìn)行保護(hù)從而防止過電壓、電流和溫度過高的一種智能化充電器。在設(shè)計(jì)上我們選擇了簡潔、高效的硬件，設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠的軟件，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件組成，包括單片機(jī)電路、充電控制電路、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離電路，并對本充電器的核心器件—MAX1898充電芯片進(jìn)行了較詳細(xì)的介紹。闡述了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，以C語言為開發(fā)工具，進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和編碼。總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性?！　?　　關(guān)鍵詞：充電器、單片機(jī)、6N13MAX1898。目錄第一章 概述 1 單片機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用 1： 1： 2 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)充電器功能的意義 2第二章 充電技術(shù) 4 鋰離子電池的特點(diǎn) 4 智能充電器 5 設(shè)計(jì)的功能模塊 6第三章 設(shè)計(jì)思路分析 7 7 8 8 8 MAXl 898的充電工作原理 9第四章 硬件電路設(shè)計(jì) 11 主要器件 11 13第五章 軟件設(shè)計(jì) 16 17 程序說明 18第六章 調(diào)試及檢測 20 20 20 20 2匯編(或編譯) 21 21 22 2試驗(yàn)及判定 2試驗(yàn)方法和判定規(guī)則 23 24 24總 結(jié) 26參考文獻(xiàn) 27附錄1： 28附錄2： 28第一章 概述 單片機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用　　隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)微型化的需要，將微型計(jì)算機(jī)的基本部件：中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）接口、定時器/計(jì)數(shù)器等多種資源集成在一個半導(dǎo)體芯片上，使得一塊集成電力芯片就能構(gòu)成一個完整的微型計(jì)算機(jī)。這種集成電路芯片被稱為單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microuper），簡稱單片機(jī)。單片機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，他的軟、硬件系統(tǒng)及I/O接口控制能力等方面都有獨(dú)到之處，具有較強(qiáng)而有效的功能。從其組成、邏輯功能上來看，單片機(jī)具備了微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本部件?！　∧壳?，8位高檔機(jī)和16位機(jī)在單片機(jī)應(yīng)用中占主導(dǎo)地位，產(chǎn)品眾多，已有幾十個系列、幾百個型號，除了通用單片機(jī)以外，集成更多資源，如A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、“看門狗”（Watchdog）電路、LCD控制器、網(wǎng)路控制模塊等，將單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)和Intenet連接起來已是一種趨勢。還有專用單片機(jī)產(chǎn)品，如專門用于數(shù)據(jù)處理（圖像和語言處理等）的單片機(jī)?？傊瑔纹瑱C(jī)正在向微型化、低功耗、高速、集成、高集成度、多資源、網(wǎng)絡(luò)化、專用型方向發(fā)展。：　　單片機(jī)在一塊芯片上集成了一臺微型計(jì)算機(jī)所需要的基本部件。它在硬件結(jié)構(gòu)、指令功能等方面均有獨(dú)到之處，其特點(diǎn)如下：　　性價比高。單片機(jī)性能穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，價格便宜?！　◇w積小，集成度高、可靠性高。單片機(jī)將一臺計(jì)算機(jī)所需要的基本部件集成在一塊芯片上，減少了各部件間的連線，能大大地提高運(yùn)行速度和抗干擾能力?！　】刂乒δ軓?qiáng)。為了，滿足工業(yè)控制的需要，單片機(jī)有很強(qiáng)的位處理功能。在其他的邏輯控制功能等方面，也都優(yōu)于一般的8位微處理?！　纹瑱C(jī)系統(tǒng)配置靈活、方便。由于單片機(jī)帶有一定數(shù)量的接口電路，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)?！　纹瑱C(jī)類型多。單從ROM類型來說，單片機(jī)的只讀存儲器有ROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory等多種，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。：　　由于單片機(jī)具有如上所述的特點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活等諸多領(lǐng)域，得到了日益廣泛的應(yīng)用，單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：工業(yè)控制，如在工業(yè)生產(chǎn)過程中參數(shù)（如溫度、壓力、流量、液位等）的控制，數(shù)據(jù)處理功能于一體，如轉(zhuǎn)速測試儀、噪聲測試儀、振動測試儀及電子秤等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信，單片機(jī)上有并行I/O接口角兒串聯(lián)I/0接口，可用于通信接口，如單片機(jī)控制的自動呼叫應(yīng)答系統(tǒng)、列車無線通信系統(tǒng)、遙測遙控系統(tǒng)等。家用電器，由于單片機(jī)體積小，控制能力強(qiáng)，且片內(nèi)與定時器/計(jì)數(shù)器，所以廣泛應(yīng)用于家用設(shè)備中。如空調(diào)、洗衣機(jī)、微波爐及防盜報警等。　　本設(shè)計(jì)是單片機(jī)在智能充電方面的應(yīng)用。 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)充電器功能的意義　　由于充電器多采用大電流的快速充電法，在電池充滿后如果不及時停止會使電池發(fā)燙，過度的充電會嚴(yán)重?fù)p害電池的壽命。一些低成本的充電器采用電壓比較法，為了防止過充，一般充電到90%就停止大電流快充，而采用小電流涓流補(bǔ)充充電。 手機(jī)電池的使用壽命和單次使用時間與充電過程密切相關(guān)。鋰電池是手機(jī)最為常用的一種電池，它具有較高的能量重量比、能量體積比，具有記憶效應(yīng)，可重復(fù)充電多次，使用壽命較長，價格也越來越低。鋰電池對于充電器的要求比較苛刻，需要保護(hù)電路。為了有效利用電池容量，需將鋰電池充電至最大電壓，但是過壓充電會造成電池?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)和時間保護(hù)，為電池提供附加保護(hù)?！　∫徊糠值某潆娖鞑坏茉诤芏虝r間內(nèi)將電量充足，而且還可以對電池起到一定的維護(hù)作用，修復(fù)由于使用不當(dāng)造成的記憶效應(yīng)，即容量下降（電池活性衰退）現(xiàn)象。設(shè)計(jì)比較科學(xué)的充電器往往采用專用充電控制芯片配合單片機(jī)控制的方式。專用的充電芯片具有業(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，在充電后增加及時關(guān)段電源、蜂鳴報警和液晶顯示等功能。充電器的智能化可以縮短充電的時間，同時能夠維護(hù)電池，延長電池使用壽命?！　?1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，F(xiàn)lash Memory是一種電可摩除和電寫入的閃速存儲器（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?！　‰S著社會的不斷發(fā)展，人們使用各種家電設(shè)備、儀表以及工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備也在逐步走向智能化，所以充電器有它的巨大發(fā)展空間，同時電子產(chǎn)品的不斷更新，51單片機(jī)在實(shí)現(xiàn)手機(jī)電池充電器方面的應(yīng)用就更有意義。為了完成智能充電器的設(shè)計(jì)，我將進(jìn)行以下工作：　　，選擇合適的充電電池芯片?！　。L制充電電路原理圖。　　，設(shè)計(jì)程序代碼?！　。?yàn)證整個設(shè)計(jì)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　〉诙? 充電技術(shù) 鋰離子電池的特點(diǎn)　　鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。常見的正極材料主要成分為LiCo02，充電時，加在電池兩級的電勢迫使正極化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動產(chǎn)生了電流?；瘜W(xué)反應(yīng)原理雖然很簡單，然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要考慮的實(shí)際問題要多得多：正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性，負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級去設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子；填充在正負(fù)級之間的電解液，除了保持穩(wěn)定，還需要具有良好導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻?！　‰m然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應(yīng)，記憶效應(yīng)的原理是結(jié)晶化，在鋰電池中幾乎不會產(chǎn)生這種反應(yīng)。但是，鋰離子電池在多次充放后容量仍然會下降，其原因是復(fù)雜多樣的。主要是正負(fù)極材料本身的變化，從分子層里來看，正負(fù)極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會逐漸塌陷，堵塞；從化學(xué)角度來看，是正負(fù)極材料活性鈍化，出現(xiàn)副反應(yīng)生成穩(wěn)定的其他化合物。物理上還會出現(xiàn)正極材料逐漸剝落等情況，總之最終降低了電池中可以自由在充放電過程中移動的鋰離子數(shù)目?！　∵^度充電和過度放電，將對鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞，從分子層面看，可以直觀的理解，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?！　′?