【正文】 能參數(shù)。 （ 6）一個串行端口，用于數(shù)據(jù)的串 行通信。 （ 2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM 和特殊功能寄存器 SFR。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)， 5 錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。 圖 智能充電器電路模塊圖 單片機處理器通過采樣電路實時采集電池組的充電狀態(tài) , 并通過計算決定下一階段的充電電流 , 然后發(fā)送命令 給 PWM控制器。 還可以用單片機來完成，它的功能強大制作簡單，并且外圍元件也很少。由于能力和時間關(guān)系本設(shè)計設(shè)計一種智能充電器，能對鋰離子電池進行充電，并對充電電池具有自動檢測能力。充電時，當(dāng)測量到電池電壓負增量時就可以確定 該電池己經(jīng)充滿，從而將充電轉(zhuǎn)變?yōu)殇噶鞒潆?。鋰離子電池具有不同的充電特性和過程。明白了這個道理，你會知道一個充電器很容易改成一個質(zhì)量優(yōu)良的穩(wěn)壓電源！ 比如輸出 可以給 的設(shè)備用， 的可以給 6V的設(shè)備用?? 常用鋰離子（ lion）電池的充電器采用的是恒流 限壓充電制，充電電流一般采用 C2左右 即采用兩小時充電率，比如 500mah 電池采用 250ma 充電大約兩小時達到 4。因此，制造出結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉卻能滿足消費者使用需求的產(chǎn)品就成為了各個廠家競相追 逐的目標。 電池充電是通過逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲到化學(xué)系統(tǒng)里實 現(xiàn)的。 [關(guān)鍵詞 ]:充電器 單片機 智能 目錄 緒 論 ....................................................................... 1 第 1章 智能充電器的概述 ..................................................... 2 ................................................ 2 ............................................ 2 智能充電器定義 ....................................................... 2 設(shè)計任務(wù)及要求 ....................................................... 3 設(shè)計方案論證 ......................................................... 3 第 2章 硬件設(shè)計 ............................................................. 4 處理器 .............................................................. 4 單片機的定義 ................................................... 4 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域： ............................................. 4 單片機基本組成與內(nèi)部結(jié)構(gòu) ....................................... 5 單片機的工作過程 ............................................... 6 2 . 2 采樣部分 .......................................................... 8 模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換器 AD574 ............................................. 9 電流傳感器 MAX471 ............................................. 11 控制器 ........................................................ 12 第 3章 軟件設(shè)計 ............................................................ 16 PWM 軟件技術(shù)的基本原理 .............................................. 16 程序功能 ........................................................... 18 單片機控制程序設(shè)計 ................................................. 18 定時器 0 和外部 0 程序設(shè)計 ........................................... 20 心得體會 ................................................................... 23 致謝 ....................................................................... 24 參考文獻 ................................................................... 25 附錄 1： ................................................................... 26 附錄 2：定時器 0 與外部中斷 0 程序 ........................................... 27 1 緒 論 目前 , 市場上手機充電器種類繁多 , 但其中也有很多質(zhì)量低劣的不合格產(chǎn)品。本文從鋰電池的結(jié)構(gòu)原理著手，通過的鋰電池性能及常用充電方法的研究比較，以 及結(jié)合目前手機充電器的使用情況，設(shè)計一款由新型微處理器，針對市場上常見手機鋰電池的充電器智能充電電路控制功能 本次設(shè)計是基于 AT89C51 單片機的智能充電器的設(shè)計方法。該充電器可以實現(xiàn)采集電池的電壓和電流，并對充電過程進行智能控制。其主要問題出現(xiàn)在 : 與交流電網(wǎng)電源的連接 ,電源端子騷擾電壓 , 輻射騷擾場強和充電電壓幾個方面。由于化學(xué)物質(zhì)的不同，電池有自己的特性。 2 第 一 章 智能充電器的概述 充電器設(shè)計思想 所有充電器其實都是由一個穩(wěn)定電源（主要是穩(wěn)壓電源、提供穩(wěn)定工作電壓和足夠的電流）加上必要的恒流、限壓、限時等控制電路構(gòu)成。 2V后再恒壓充電。不同的電池應(yīng)采用不同的充電控制技術(shù)。時間控制預(yù)定充電時間，當(dāng)充電時間達到后，使充電器停止充電或轉(zhuǎn)為涓流充電，這種方法較安全。 3 設(shè)計一個系統(tǒng)可 以進行智能充電： ； 檢測充電過程； ； 、輸出電流過流保護、過沖電保護功能。并且與我們學(xué)習(xí)的 51 單片機聯(lián)系緊密，能將我們所學(xué)習(xí)的知識用于實際，對鞏固所學(xué)知識有重要意義，所以本設(shè)計采用的是單片機技術(shù)來實現(xiàn)的。 PWM 控制器通過處理器發(fā)給它的指令來控制交換電流的大小，如果電池組是低電狀態(tài)，那么 PWM控制器就會給與電池組一個較大電流，反之，給一個較小電流。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。 （ 3）片內(nèi)程序存儲器 ROM。 （ 7）中斷控制系統(tǒng)。 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4K 字節(jié)可重復(fù)擦寫 Flash 閃速存儲器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)操作 :0HZ～ 24MHZ 三級加密程序存儲器 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 32 個可編程 I/O 口線 2 個 16 位定時 / 計數(shù)器 6 個中斷源 可編程串行 UART 通道 低功耗空閑和掉電模式 (2)管腳功能 ( 引腳圖見圖 )。 P 2 口 : P 2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 /PSEN:外部程序存儲器的選通信號。 單片機的工作過程 單片機自動完成賦予它的任務(wù)的過程，也就是單片機執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機執(zhí)行的各種操作用的命令的形式 7 寫下來，這是在設(shè)計人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對應(yīng)著一種基本操作 ；單片機所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機，其指令系統(tǒng)亦不同。 本次設(shè)計所用的 AT89C51 單片機是通過將 P0 口作為輸入輸出口，實時接受采樣電路中通過 AD574 傳送過來的數(shù)字信號。當(dāng)單片機接收完采樣電路的數(shù)字信號后，快速判斷電池組的電流大小，再通過兩端口與 PWM 的 1 號引腳和 10 號引腳相 連接，傳送指令給 PWM，令 PWM 控制要給電池組的充電電流。在采樣狀態(tài)下，開關(guān)接通，它盡可能快地跟蹤模擬輸入信號的電平變化，直到保持信號的到來；在保持狀態(tài)下，開關(guān)斷開，跟蹤過程停止，它一直保持在開關(guān)斷開前輸入信號的瞬時值。 模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換器 AD574 模數(shù)轉(zhuǎn)換器即 A/D 轉(zhuǎn)換器，或簡稱 ADC，通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。 5V 和 0～177。須注意的是 , 端 T T L 電平不能直接 +5V 或 0V 連接 Pin5()為讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)控制端 Pin6(CE)為使能端 Pin7(V+)為正電源輸入端 ,輸入 +15V Pin8(REF OUT)為 10V 基準電源電壓輸出端 Pin9(AGND)為模擬地端 Pin10(REF IN)為基準電源電壓輸入端 Pin(V)為負電源輸入端 ,輸入 15V 電源 Pin1(V+)為正電源輸入端 ,輸入 +15V 電源 Pin13(10V IN)為 10V 量程模擬電壓輸入端 Pin14(20V IN)為 20V 量程模擬電壓輸入端 Pin15(DGND)為數(shù)字地端 Pin16Pin27(DB0DB11)為 12 條數(shù)據(jù) 總線 Pin28(STS)為工作狀態(tài)指示信號端 ,當(dāng) STS=1 時 , 表示轉(zhuǎn)換器正處于轉(zhuǎn)換狀態(tài) , 當(dāng) STS=0 時 ,聲明 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束當(dāng) AD574 工作在單極性輸入電路。將采集到的電壓值從模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換器 AD574 的 13 號引腳（為 10V 量程模擬電壓輸入端）進行輸入，在內(nèi)部進行轉(zhuǎn)換后再通過 12 位輸出端，將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過單片機的 P0進行輸入，單片機從而獲取電池組的信息。 具有完美的高端電流檢測功能。 12 電壓范圍為 3V～ 36V。 3A 時的滿度值為 3V。 。將輸出的電壓通過通過電壓跟隨器，最后輸入到 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 AD574。 (引腳 2)：誤差放大器同向輸入端。該端接外部同步脈沖信號可實現(xiàn)與外電路同步。 (引腳 7)：振蕩器放電端。 (引腳 9)： PWM 比較器補償信號輸入端。該端可與保護電路相連，以實現(xiàn)故障保護。 (引腳 13)：輸出級偏置電壓接入端。 (引 腳 16)：基準電源輸出端。 當(dāng)處理器 AT89C51 的 分別和 PWM的 1號引腳和 10號引腳 當(dāng)單片機收到模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)來的信號時， 89C51就會通過與 PWM連接的端口給 PWM發(fā)送指令，使它中斷當(dāng)前所為電池組 所提供的電流，而重新分配單片機所給指令的電流。本方法的基本思想就是利用單片機具有的 PWM 端口 , 在不改變 PWM 方波周期的前提下 , 通過軟件的方法調(diào)整單片機的 PWM 控制寄存器來調(diào)整 PWM 的占空比 ,從而控制充電電流。 16 第 三 章 軟件設(shè)計 PWM 軟件技術(shù)的基本原理 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種 PWM 技術(shù)，其中包括：相電壓控制 PWM、脈寬PWM 法、隨機 PWM、 SPWM 法、線電壓控制 PWM 等，而本文介紹的是在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬 PWM 法。本方法所要求的單片機必須具有 ADC 端口和 PWM 端口這兩個必須條件，另外 ADC 的位數(shù)盡量高，單片機的工作速 度盡量快。簡化了 PWM 的硬件電路，降低了硬件的成本。電池喚醒充電。若設(shè)定采樣電阻為 Rsample（單位為Ω），采樣電阻的壓降為 Vsample（單位為 mV）， 10 位 ADC的參考電壓為 。 PWM 采用軟啟動的方式。為了克服 2和 3缺點帶來的充電效率低的問題，我們可以采用充電時間比較長，而停止充電時間比較短的充電方式，例如充 2s 停 50ms，再加上軟啟動時的電流慢速啟動折合成的停止充電時間，設(shè)定為 50ms，則實際充電效率為（ 2021ms－ 100ms） /2021ms＝ 95％，這樣也可以保證充電效率在 90%以上。另外也可以采用電壓比較器替代 TL494，如 LM393 和 LM358 等。不受軟件 PWM的調(diào)整速度和 ADC 的精度限制。由于充電時的電流比較穩(wěn)定，波動幅度很小，所以對電池的沖擊很小，另外TL494還具有限壓作用，可以很好地保護電池。電池充電結(jié)束后，一般采用涓流充電的方式對電池維護充電，以克服電池的自放電效應(yīng)帶來的容量損耗。對 18 于單純硬件 PWM的涓流充電的脈動問題，可以采用具有 PWM