【正文】 醒操作人員的注意。 ※ ※ ※ ※ ※ 致 謝 本論文是在蘇艷蘋(píng)老師嚴(yán)格要求和悉心指導(dǎo)下完成的。而智能電源控制器具 有操作簡(jiǎn)單、可靠性高和通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是智能電器中弱電電器家族中一個(gè)重要的組成部分，也是未來(lái)電源管理控制器發(fā)展的主要方向。采用 Atmel 公司的 AT89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)了管理功能，包括：溫度控制、時(shí)間控制、電源關(guān)斷、蜂鳴報(bào)警和液晶顯示等，可以完成一個(gè)較為實(shí)用的電源管理系統(tǒng)。 控制器設(shè)計(jì)包括三部分：控制電路，充電電路，顯示等外圍電路。首先簡(jiǎn)要介紹了鋰離子電池的化學(xué)原理，然后實(shí)驗(yàn)分析論證了鋰離子電池的電特性： 1) 由充放電實(shí)驗(yàn)電池電壓與電池容量的關(guān)系，表 明充電時(shí)電池的端壓要比放電時(shí)高。 2）顯示起始行 (ROW)設(shè)置指令 表 顯示起始行設(shè)置指令 Table Display start line setting up instructions R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 1 顯示起始行（ 0～ 7） 該指令設(shè)置了對(duì)應(yīng)液晶屏最上一行的顯示 RAM 行號(hào)，有規(guī)律地改變顯示起始行，可以使 LCD 實(shí)現(xiàn)顯示滾屏的效果。如果“程序跑飛”或者“死機(jī)”，程序就不會(huì)運(yùn)行到“喂狗”語(yǔ)句，超過(guò)看門(mén)狗超時(shí)時(shí)間， MAX6304的 RESET就會(huì)產(chǎn)生有效的復(fù)位輸出，從而對(duì)單片機(jī)復(fù)位。 復(fù)位門(mén)限電壓滿(mǎn)足如下公式： 1 2 21 .2 2 ( ) /rstV R R R? ? ? () 分別選擇 1R 為 ， 2R 為 10kΩ，由 ()式可得 : 1 2 2 ( ) / 5rstV R R R V? ? ? ? () 系統(tǒng)供電電源為 + 5V，所以復(fù)位電壓設(shè)置在 。單片機(jī) P1口的 LED指示燈的顯示，用紅、綠 LED 構(gòu)成，完成簡(jiǎn)單測(cè)試。 2)復(fù)位門(mén)限電壓在 。但這些措施仍然不能解決上述電源異常問(wèn)題，而且線路復(fù)雜、成本高。數(shù)據(jù)線 DB0DB7 和單片機(jī)的 P0 端口相連接，控制線 D/I， R/W和片選線 /CSA， /CSB 分別與單片機(jī) P2 端口的 6， 5， 2， 4 腳相連。 2） GXM12864 的引腳定義 GXM12864 共有 20 個(gè)引腳。 5) 報(bào)警 當(dāng)電池充滿(mǎn)后， MAX1898 芯片本身也會(huì)向外接的 LED 燈發(fā)出指令， LED 燈會(huì)閃爍。 2) 快充 快充過(guò)程也稱(chēng)恒流充電，此時(shí)控制器以恒定電流對(duì)電池充電。 綜合考慮，我們選用 ATMEL公司生產(chǎn)的 AT89C52單片機(jī)。 CPU選型 實(shí)現(xiàn)電路的智能化控制一般有兩種方法。 第三章 充電控制器的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的整體方案 智能電源充電控制器設(shè)計(jì)包括三部分： 1) 控制電路 控制電路主要包括單片機(jī)及其外部的擴(kuò)展電路。充電時(shí)由于充電電流的存在，電池電壓將繼續(xù)上升并超過(guò)充電終止電壓 VCV；當(dāng)充電回路被切斷后，電池電壓又會(huì)慢慢下降。在 CC充電期間，電池可以以較高電流強(qiáng)度進(jìn)行充電，這期間電池被充電到大約 85%的容量。這種方法操作簡(jiǎn)單，易于做到，特別適合對(duì)由多個(gè)電池串聯(lián)的電池組進(jìn)行充電。過(guò)放時(shí)，電極產(chǎn)生晶枝，電路迅速短路。 圖 電池在 1C 的放電率下容量隨循環(huán)次數(shù)的變化 Fig In battery discharge rate of 1C the capacity changes with the number of cycles 3） 充放電電流 鋰離子電池對(duì)充放電的最大電流都有一定的限制。實(shí)驗(yàn)測(cè)得環(huán)境溫度對(duì)電池放電的影響，如圖 所示。 實(shí)驗(yàn)測(cè)得充放電時(shí)電池電壓隨電池容量變化的關(guān)系。 最后，給出采用本智能電源管理控制器對(duì)鋰離子電池充電的仿真。 然后，為控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行選型并設(shè)計(jì)其硬件電路和軟件部分，以實(shí)現(xiàn)其智能功能。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，芯片 體積小型化及其價(jià)格的降低，智能充電控制器大規(guī)模的批量生產(chǎn)已經(jīng)成為可能。對(duì)電池經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)充和欠充的缺點(diǎn)已越來(lái)越不能滿(mǎn)足們的需要。s AT89C52 singlechip management capabilities, , can be a more practical power management system. In order to protect the data, interference suppression, the watchdog function of monitoring circuit design ensures that the work of the intelligent apparatus. KEY WORDS power management, lithium batteries, AT89C52 目 錄 第一章 緒論 選題背景及意義 電池充電控制器的發(fā)展概況 本課題的內(nèi)容安排 第二章 充電控制器設(shè)計(jì)基本原理概述 電池的測(cè)量原理 電池性能參數(shù)及測(cè)量方法 過(guò)充，過(guò)放及過(guò)溫現(xiàn)象 充電控制器的充電原理 第三章 鋰電池充電控制器的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的整體方案 CPU選型 充電控制器電路設(shè)計(jì) 液晶顯示模塊設(shè)計(jì) GXM12864 簡(jiǎn)介 GXM12864 的接口設(shè)計(jì) 看門(mén)狗功能 復(fù)位電路 抗干擾電路的設(shè)計(jì) 第四章 軟件設(shè)計(jì) 控制電路的軟件設(shè)計(jì) 顯示模塊的軟件設(shè)計(jì) 復(fù)位電路的軟件設(shè)計(jì) 第五章 結(jié)論及展望 致謝 參考文獻(xiàn) 鋰離子電池充電控制器 班級(jí) :0706073 學(xué)號(hào) :070607332 姓名 :楊勇 指導(dǎo)老師 :蘇艷蘋(píng) 職稱(chēng) :講師 第一章 緒論 選題背景及意義 便攜式電子設(shè)備對(duì)電源的要求有以下幾點(diǎn)：體積小，重量輕，效率高，低壓差。 首先對(duì)不同影響因素下充放電時(shí)鋰離子電池電壓與容量的關(guān)系進(jìn)行了介紹，另外還就充放電電流，過(guò)充，過(guò)放，及過(guò)溫對(duì)鋰電池的影響進(jìn)行了討論。為有效利用電池容量，需將鋰離子電池充電至最大電壓，但是過(guò)壓充電會(huì)造成電池?fù)p壞，這就要求較高的控制精度。因而傳統(tǒng)的普通充電控制器存在明顯的 不足。 電池充電控制技術(shù)的發(fā)展 充電方式的選擇直接影響著電池的使用效率和使用壽命，充電技術(shù)近年來(lái)發(fā)展非常迅速。自適應(yīng)充電控制器遵循 各類(lèi)電池的充、放電規(guī)律進(jìn)行充、放電。并完成這三部分相關(guān)的程序設(shè)計(jì)。該電池 的充電終止電壓為 ，放電終止電壓一般為(不同的廠商有不同的推薦值 )。 圖 電池電壓與容量 的關(guān)系 Fig The relationship between the battery voltage and capacity 我們把電阻等效為 dR ， 如圖 ，那么充電時(shí)的端電壓表達(dá)式為： argO c e ll d c h eV V R I?? () 相應(yīng)的，放電時(shí)端電壓表達(dá)式為： argO c e ll d c h eV V R I?? () 圖 電池充放電等效回路 Fig Battery charging and discharging equivalent circuit 從這兩個(gè)公式可以看出，在充電和放電時(shí) (這里假設(shè)充電電流等同于放電電流 )，電池端壓所表示的值都不是真正電池的電動(dòng)勢(shì)，而是加上了電池組內(nèi)阻的影響。 圖 不同放電率下，電池電壓與容量的關(guān)系 Fig In different discharge rate, the relationship between the battery voltage and capacity 圖 溫度為參變量的放電曲線（電池容量為 650mAh） Fig Temperature parameter for the discharge of