【正文】 電路與系統(tǒng)學(xué)科理論逐步由經(jīng)典向現(xiàn)代過渡，同時(shí)和信息與通訊工程、計(jì)算 機(jī)科學(xué)與技術(shù)、生物電子學(xué)等學(xué)科交疊，相互 滲透，形成一系列的邊緣、交叉學(xué)科，如新的微處理器設(shè)計(jì)、各種軟、硬件數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其硬件實(shí)現(xiàn)等。碩士論文是碩士研究生所撰寫的學(xué)術(shù)論文。 //打開 CPU中斷 PT0 = 1。 t_count = 0。 t_count++。 由于本人的能力有限，在編程過程中遇到了很多彎路，而且有時(shí)把一些本來很簡(jiǎn)單的問題復(fù)雜放大化了，最終在一些同學(xué)的幫助下，完成了編程。從容量 /體積比來說，鋰離子電池比鎳氫電池高出 20%到 30%；從容量 /質(zhì)量比來看，鋰離 子電池要比鎳氫電池高出 2 倍。 程序流程圖 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 單片機(jī)控制智能充電器工作程序流程圖 主要程序說明 開始 初始化 While(1) 外部中斷 0服務(wù)子程序 int0_count為 0？ 啟動(dòng)定時(shí)器 0 ：t_count=0 int0_count++ 返回 noOo 定時(shí)器 0服務(wù)子程序 關(guān)閉 T0計(jì)數(shù)，重設(shè)計(jì)數(shù)初值 t_count++ t_count600? int0_count為 1？ 充電完畢，蜂鳴器報(bào)警，切斷充電電源 關(guān)閉 T0中斷和外部中斷 0 啟動(dòng) T0計(jì)數(shù) no 返回 yes 充電出錯(cuò) no 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 主要程序見附件。 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 檢測(cè) MAX1898 的輸出信號(hào) /CHG，當(dāng) MAX1898 將要完成充電時(shí)，這個(gè)引腳會(huì)發(fā)出 信號(hào)脈沖，單片機(jī)的 /INT0 引腳接收中斷后，就會(huì)中斷。所謂的慢充，即在快充結(jié)束后，電壓達(dá)到我們?cè)O(shè)定的那個(gè)值時(shí)（用戶設(shè)定的預(yù)設(shè)值時(shí)），充電電壓不會(huì)發(fā)生變化，亦即恒壓充電，此后，電流就會(huì)以較大的斜率下降，當(dāng)下降到設(shè)定值以下，就會(huì)進(jìn)入頂端截止充電。Q1 是由 MAX1898 驅(qū)動(dòng)的 P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管。 VCC（ 8 腳） 電源輸入端 魯東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 單片機(jī)控制部分 單片機(jī)部分的電路原理圖如圖 。它的樣子象是普通 的三極管， TO 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有 LM9013樣子的 TO92 封裝。快速充電啟動(dòng)之后，打開外接的 P 型場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)檢測(cè)到電池電壓達(dá)到的設(shè)定的閾值時(shí)，就會(huì)竟如脈沖充電，P 型場(chǎng)效應(yīng)管打開的時(shí)間會(huì)越來越短。 ：鋰離子電池的充電接口可以外接一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管來提供。這種連接方式有個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)：如果在沒有使用電感的情形下，仍然能使功率耗散降到很低，這樣可以進(jìn)行預(yù)充電，同時(shí)具有溫度、過壓保護(hù)的功能，最長(zhǎng)的充電時(shí)間的限制可以對(duì)鋰離子電池進(jìn)行二次保護(hù)。當(dāng)這個(gè)引腳直接接地時(shí)，如果電池電壓掉至基本電壓閾值一下 200mV，將會(huì)重新開始新的充電周期；如果這個(gè)腳串聯(lián)一個(gè)電阻接地，這個(gè)閾值會(huì)降低。 2. /CHG（ 2 腳）：充電狀態(tài)指示腳，同時(shí)驅(qū)動(dòng) LED。 177。 3. 充電電流可以自由編程。 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。 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。 過度的充放電，都會(huì)對(duì)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。 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。 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(hào) 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。 表 2 P3 的功能 管腳：輸入用于撫慰輸入信號(hào)。 端口（ ~）： P1 端口是一 組具有內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 端口。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。 本設(shè)計(jì)是單片機(jī)在智能充電方面的應(yīng)用。 （ 5）單片機(jī)的指令系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。單片機(jī)主要面向工業(yè)控制，工作環(huán)境比較惡劣，如高溫、強(qiáng)電磁干擾，甚至含有腐蝕性氣體，在太空中工作的按偏激控制系統(tǒng)，還必須具有抗輻射功能，此而決定了單片機(jī) CPU的技術(shù)特征和發(fā)展方向： （ 1）單片機(jī) CPU抗干擾性強(qiáng)，工作溫度范圍寬（按工作溫度分類，有民用級(jí)工業(yè)級(jí)、汽車級(jí)及軍用級(jí)）。 本設(shè)計(jì)是基于 51 單片機(jī)在實(shí)現(xiàn)鋰離子電池充電方面的應(yīng)用。從電動(dòng)刮胡刀到 mp3，從手機(jī)到筆記本電腦，幾乎只要用到電池的設(shè)備都會(huì)用到充電器。 在對(duì)鋰離子電池的基本參數(shù)特性做出介紹的基礎(chǔ)上 ,該充電器的硬件電路包括單片機(jī)控制部分、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離部分、充電控制部分。電池作為一個(gè)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，正經(jīng)歷著前所未有的變革，特別是在通信，動(dòng)力等領(lǐng)域，對(duì)電池有了新的要求。充電分為兩個(gè)方面：一是充電過程的控制；二是需要提供基本充電電壓。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)。為此，單片機(jī)芯片一般采用 HARVARD 雙總線結(jié)構(gòu)，即指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間相互獨(dú)立，并通過各自的數(shù)據(jù)總線與 CPU相連，使取指和讀 /寫數(shù)據(jù)能同時(shí)進(jìn)行。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信，單片機(jī)上有并行 I/O 接口，串聯(lián) I/0接口，可用于通信接口，如單片機(jī)控制的自動(dòng)呼叫應(yīng) 答系統(tǒng)、列車無線通信系統(tǒng)、遙測(cè)遙控系統(tǒng)等。專用的充電芯片具有業(yè)界公認(rèn)較好的 △ v 檢測(cè)，可以檢測(cè)出電池充電飽和時(shí)發(fā)出的電壓變化信號(hào)，比較精確地結(jié)束充電工作，通過單片機(jī)對(duì)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。 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)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)。 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。 一般放電電壓為 。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。 充電控制芯片是控制電池的充電過程。另外，對(duì)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)。它具有很高的集成度，在很小的尺寸內(nèi)集成了很多的功能，基本上覆蓋了基本的應(yīng)用電路，大大簡(jiǎn)化了 設(shè)計(jì)過程，因?yàn)橹恍枭倭客獠康脑? 8. 可選 /可調(diào)節(jié)自動(dòng)重啟。所以選用 MAX1898 作為充電芯片。 5. CT（ 5 腳）：安全充電時(shí)間設(shè)置引 腳。 9. DRV（ 9 腳）：外部晶體管驅(qū)動(dòng)器，此腳接晶體管的基極。正因?yàn)橛羞@個(gè)功能，就會(huì)使充電器降低了對(duì)電源要求，與此同時(shí)，也大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)電源的過程。 充電過程的啟動(dòng)很簡(jiǎn)單，只要把電池放進(jìn)充電器就會(huì)檢測(cè)到，之后就會(huì)開始充電。 2. 本設(shè)計(jì)的單片機(jī)為 AT89C52， AT89C52 的介紹在前面詳細(xì)介紹過（詳見 ）。 各引腳 引腳功能 NC( 4 腳 ) 懸在空中 +（ 2 腳）、 — （ 3腳） 發(fā)光二極管的正負(fù)極 GND(5 腳 ) 接地 OUTPUT（ 6 腳） 輸出 EN(7 腳 ) 使能端。 圖 充電控制部分 圖 為充電控制部分的電路原理圖，充電控制部分的核心器件是 MAX1898，它的充電狀態(tài)引出腳 /CHG 經(jīng)過 74LS04 反相后于單片機(jī) /INT0 相連，觸發(fā)外部中斷。根據(jù)電池廠商推薦的充電速率