通信工程畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于51單片機(jī)的智能充電器的設(shè)計(jì)-wenkub
2022-12-14 15:45:14 本頁(yè)面
【正文】 器等部件集成在同一芯片上，再加上必要的外圍器件，如晶體振蕩器，就構(gòu)成了一個(gè)較為完整的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。 （ 2）智能化的實(shí)現(xiàn)。 單片機(jī)在電 池充電器領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，利用 它 的處理控制能力可以實(shí)現(xiàn)充電器的智能化。智能充電器就在這種環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生。 關(guān)鍵詞： 充電器；智能；基于 AT89C52 單片機(jī)； MAX1898 Intellgent Battery Charger Design Based on 51 Singlechip Computer Xiong Xingzhi (College of Electronic and Electric Engineering， munication engineering, Class1 Grade2021, 062312379) Abstract: I choice MAX1898 which is from Maxim Company as the charging chip and use AT89C52 as the charging part to finish the design of an intelligent battery charger. Based on the introduction of the basic parameters and characteristics of lithium battery, the article fully introduces the hardware which includes MCU control part, voltage conversion and coupler isolation part and charge section. I select C51 language as the tool of software designing. This battery charger can fulfill the process of precharging, fast charging, slow charging, cutting off power and alarming. Key Words: battery charger。 目錄 1．引言 1 1 2 2 2．單片機(jī)的簡(jiǎn)介 2 2 3 3 本設(shè)計(jì)所用單片機(jī)芯片 4 4 3．鋰離子電池介紹及充電芯片 MAX1898 介紹 6 6 6 7 充電芯片 8 的特 點(diǎn)及充電芯片的選擇理由 8 的引腳構(gòu)造 9 的充電原理 9 4．硬件電路的設(shè)計(jì) 11 11 12 15 5．軟件設(shè)計(jì) 16 17 18 6．總結(jié) 18 參考文獻(xiàn) 19 附錄 29 致謝 21 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 基于 51 單片機(jī)的智能充電器設(shè)計(jì) Xxx (電子與電氣工程學(xué)院 通信工程專業(yè) 2021 級(jí) 1 班 062312379) 摘 要： 本設(shè)計(jì) 是 選用 Maxim 公司的 MAX1898 作為電池充電芯片，使用單片機(jī)芯片AT89C52 對(duì)其進(jìn)行控制的 一款智能充電器 的設(shè)計(jì) 。intellegent。 在人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪?，隨著各種電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，各種充電器就不可或缺。充電器種類品種繁多，但嚴(yán)格意義上講，只有單片機(jī)參與處理和控制的充電器才能稱為智能充電器。引入單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)智能化。由于這類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本部件集成在同一芯片內(nèi)，因此被稱為單片微控制器（ SingleChipMicro Controller）、微控制單元（ Microcontroller Unit,MCU）或嵌入式控制器（ Embedded Controller），簡(jiǎn)稱單片機(jī) 。 [2] 單片機(jī)芯片作為控制系統(tǒng)的核心部件，它除了具備通用微機(jī) CPU的數(shù)值計(jì)算功能外，還必須具有靈活、強(qiáng)大的控制功能，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸入量，控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能 [3]。 （ 3）單片機(jī) CPU電磁輻射量小。 （ 4）單片機(jī)的控制功能很強(qiáng)。盡管同一系列的單片機(jī)品種、規(guī)格繁多，但彼此差異卻不大。如空調(diào)、洗衣機(jī)、微波爐及防盜報(bào)警等。 一部分的充電 器不但能在很短時(shí)間內(nèi)將電量充足，而且還可以對(duì)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。 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(lái)都仍會(huì)有強(qiáng)大的生命力。 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 )。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。在刷新程序代碼和驗(yàn)證信息時(shí)， P1 端口還可用來(lái)接受地位地址字節(jié)。 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。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)。 [5] AT89C52 管腳圖 如圖 。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。 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。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。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。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。 鋰離子電池的不足之處在于對(duì)充電器要求比較苛刻，需要保護(hù)電路。 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。充電電流可自由設(shè)定，原理無(wú)需外部檢流電阻，只用內(nèi)部檢流。 2. 可以自動(dòng)檢測(cè)輸入電源。 6. 安全定時(shí)器可以自由編程。 整原件是成本很低的 PNP 或者 PMOS 晶體管 [7]。 由以上特點(diǎn)可以肯定 MAX1898 對(duì)鋰離子電池進(jìn)行安全充電。 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 MAXl898 為 10 引腳、超薄型的 MAX 封裝，其引腳分布如圖 所示 圖 MAX1898 引腳圖 各引腳的功能： 1. IN（ 1 腳）： 傳感輸入，能夠檢測(cè)輸入電壓 /電流。 4. ISET（ 4 腳）：充電電流調(diào)節(jié)引腳。 6. RESET（ 6 腳）：自動(dòng)重新啟動(dòng)控制腳。這個(gè)引腳需要旁接一個(gè)大電解電容到地。 的充電原理 MAX1898 外接 P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管和限流型充電電源，可以對(duì)鋰離子電池進(jìn)行快速、有效、安全的充電。充魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 電電流檢測(cè)器如果檢測(cè)到輸入電流大于設(shè)定的閾值電流時(shí)，可以進(jìn)行反饋，使輸入電流調(diào)節(jié)器降低充電電流，這樣就會(huì)控制輸入電流。我們?cè)谏厦嬗懻撨^，鋰電池的充電方式必須為恒流恒壓方式，所以電源的輸入就采用恒流恒壓源，我們可以用直流電源外加一個(gè)變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在大多數(shù)情況下，快速充電的最大充電時(shí)間一般不超過 3 個(gè)小時(shí)，所以 CCT 常取100nF。 MAX1898 會(huì)自動(dòng)檢測(cè)充電電源，如果沒有檢測(cè)到電源時(shí)就會(huì)自動(dòng)關(guān)斷，盡量少的減少電池的漏電。 電路的設(shè)計(jì)圍繞這兩個(gè)器件展開
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