【正文】 的智能充電器的硬件和軟件實現(xiàn)。保證了充電器具有很高的精度。 demand. This design has a high value of promotion. Key words: AT89C52 singlechip puter； MAX1898； intelligent battery charger； lithium ion battery XX 本科生畢業(yè)設計（論文） ２ 引言 隨著科學技術的高速發(fā)展，信息化正以驚人的速度滲透到各個領域。可充電電池具有較高 的性能價格比、放電電流大、壽命長等特點，廣泛應用于各種通信設備、儀器儀表、電氣測量裝置中。鋰離子電池自 20 世紀 90 年代上市以來，它以能量密度較高，使用壽命長的優(yōu)勢占領市場。這些充電器都有便攜的特點，是人們外出旅游和出差比較愿意且必須攜帶的?！边@句話足以反映電池不夠用的事實，這樣無形中就會增 加電池的充電次數(shù)，而電池的循環(huán)放電是有限度的，一些同學不注意充電的方式及次數(shù)，往往手機電池比較早的損壞，進而影響手機的正常使用。 1． 2 智能充電器總體設計方案 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。 （ 4）可選過放電電池的低 電流預充和充電終止安全定時器、輸入關斷控制、可選充電周期重啟（不用重新給電）。（ 3）所設計的充電器必須保證安全與便攜。預充時間由外接電容確定，如果在規(guī)定的時間內(nèi)電池電壓和電池溫度都恢復正常，則轉而進入快速過程；如果電池沒有恢復正常狀態(tài)，則認為電池損壞。 （ 3）恒壓充電 恒壓充電又叫做滿充，此階段充電電流慢慢減小，直到降到標準值以下或設定時間，進入涓流充電，此時充電器以極小的充電電流進行。 （ 5） 報警 當電池充滿后， MAX1898 芯片本身會向外接的 LED 燈發(fā)出指令， LED 燈會閃爍。 AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， AT89C52 可以按 照常規(guī)方法進行編程 ,但不可以在線編程(S 系列的才支持在線編程 )。 圖 21 AT89C52單片機實物圖 AT89C52 單片機特點 （ 1） 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 。 （ 5） 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 。 （ 9） 2 個讀寫中斷口線， 3 級加密位 。單片機通常工作環(huán)境比較惡劣，如高溫、強電磁干擾，含有腐蝕性氣體。 （ 3）單片機 CPU 電磁輻射量小。 （ 4）單片機的控制功能很強。盡管同一系列的單片機品種、規(guī)格繁多，但彼此差異卻不大 。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用有著深遠并且長久的意義。 (2) GND 管腳：接地管腳。 表 21 和 管腳配置 （ 5） P2 端口： 此 端口也是一組具有內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 端口。 （ 9） /PSEN 管腳： 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序 存儲器 的讀選通信號，當AT89C52 由外部 程序存儲器 取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個 機器周期 輸出兩個脈沖。 3 鋰離子電池介紹 鋰離子電池簡介極其基本特性 （ 1） 鋰離子電池名稱簡介。鋰電池的正極材料是碳材，負極材 料是鋰金屬。 (2) 鋰離子電池的廣泛用途。 (3) 鋰離子電池的主要構 成。 ● 短路：不起火，不爆炸 XX 本科生畢業(yè)設計（論文） ８ ● 過充電：不起火，不爆炸 ● 熱箱試驗：不起火，不爆炸（ 150℃ 恒溫 10min） ● 針剌：不爆炸（用Ф 3mm 釘穿透電池） ● 平板沖擊：不起火，不爆炸（ 10kg 重物自 1M 高處砸向電池） ● 焚燒：不爆炸（煤氣火焰燒） (5) 鋰離子電池是一種新型綠色環(huán)保電池。 新型綠色環(huán)保電池是指近年來已投入使用或正在研制開發(fā)的一類高性能、無污染的電池。那么，鋰離子電池究竟好在哪里呢？ ● 工作電壓高。 ● 循環(huán)壽命長。根據(jù)要求隨時充電，而不會記憶電池充電狀態(tài)。 基于 51單片機的智能充電器設計 ９ 表 31 鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池性能的對比 參數(shù) 鎳鎘電池 鎳氫電池 鋰離子電池 工作電壓（ V） 重量比能量 (Wh/Kg) 50 65 105140 體積比能量 (Wh/l) 150 200 300 充放電壽命 (次 ) 500 500 1000 自放電率（ %/月） 2530 3035 69 記憶效應 有 有 無 污染情況 有 無 無 ① （注：充電速率均為 1C） 鋰離子電池的工作原理 。而作為負極的碳有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，容量越高。 4 智能充電器硬件電路設計和軟件設計 其他芯片介紹 （ 1） MAX1898 介紹 本產(chǎn)品采用鋰離子電池充電器 IC MAX1898，下面對 MAX1898 進行簡單的介紹。其實物如圖 41 所示。 MAX1898 的典型充電電路圖 42 所示。快速充電啟動之后，打開外接的 P 型場效應管，當檢測到電池電壓達到的設定的閾值時，就會進入脈沖充電， P 型場效應管打開的時間會越來越短。 三端穩(wěn)壓集成電路 lm7805。 用 lm78/lm79 系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠并且經(jīng)濟適用。 6N137 管腳圖如圖 44 所示，管腳定義如表 42 所示。 VCC（ 8 腳） 電源輸入端 系統(tǒng)總體設計 智能充電器功能模塊 智能充電器總體框圖如圖 45。 智能充電器硬件電路設計與實現(xiàn) 圖 46 單片機控制部分 單片機部分的電路原理圖如圖 46。 R5 是設置充電電流的電阻，阻值為 ，所以最大充電電流為 500mA； C12 是設置充電時間的電容，容值為 100nF，所以最大充電時間是 3 個小時。 U2是電壓轉換芯片 LM7805，由圖我們可以看出來，輸入時電源電壓 12V，輸出經(jīng)過 LM7805 就成了 5V 的電壓，這是充電器需要的電壓。 /CHG 存在高電平有三種情況： (1) 沒有電池或沒有輸入電流。在中斷中，如果不是充電出錯，則控制 腳切斷電源，控制 腳啟動蜂鳴器報警。若有第二次觸發(fā)，則認為充電出錯并關閉外部中斷和定時器中斷。我們經(jīng)過反復的研究。其中 51 單片機在此設計中是控制部件，相當于人類的大腦，使我們設計的充電器不再是單純的充電，斷電過程，而是更加高效、安全、細分化的充電過程，本次設計所實現(xiàn)的充電 過程是：預充、快充、滿充、斷電、報警等過程，這樣就會高效的充電，并且充電過程中不會發(fā)生過度充電的結果，影響鋰離子電池的壽命。通過這次畢業(yè)設計我學到了很多電路知識 ,電腦知識，以及相關軟件的知識，如 Word、 Microsoft Office 等等，從中學到了知識也得到了實際的應用。我既鞏固了專業(yè)知識，又學到了在智能化設計過程中的許多流程和該注意的事項 ，并使我對單片機產(chǎn)生了濃厚的興趣。 sbit BP=P2^1。 //重設 5ms計數(shù)初值 TL0=5000%256。 //打開蜂鳴器報警 } else //否則即是充電出錯 { GATE = 1。 //關閉外部中斷 0 XX 本科生畢業(yè)設計（論文） ２０ int0_count = 0。 //5ms定時 TL0 = 5000%256。 } /*初始化 */ void init() { EA = 1。 //光耦正常輸出電壓 BP = 1。 XX 本科生畢業(yè)設計（論文） ２２ 致謝 感謝我的導師 XXX 老師，他嚴謹細致、 一絲不茍的作風一直是我學習中的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 感謝大學四年來所有的老師和同學，有了你們的支持和鼓勵。 最后，再次對關心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝！ 。感謝這篇論文所涉及到的各位學者。我做畢業(yè)設計的每個階段， XXX 老師都給與極大地幫助，除了專業(yè)知識指導外，他指導我如何從網(wǎng)上查找相關的文獻以及硬件資料介紹。 //產(chǎn)生外部中斷 0的計數(shù)器清零 } 基于 51單片機的智能充電器設計 ２１ void main() { /*調用初始化函數(shù) */ init()。 //T0中斷設為高優(yōu)先級 TMOD = 0x01； //模式 1， T0為 16位定時 /計數(shù)器 ET0 = 1。 //啟動定時 /計數(shù)器 0計數(shù)