【正文】 片機的智能充電器設計 13 圖 46 充電指示電路圖 圖 47 充電 控制 電路圖 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10V C C40G N D20I C 1Y1C2C3G N D+ 5 VD1E C 1 C112C N 1E C 2R5R4S W 1+ 5 VG N D+ 5 VD5LEDD 1 1LEDR?330R?330+ 5 VXXXX 本科畢業(yè)設計（論文） 14 圖 48 單片機部分電路原理圖 5 軟件設計 軟件設計方面的程序編寫，使用的是 C語言 。 模數轉換部分 為了便于單片機對 CS5522的控制，可將 CS5522的 CS與單片機直接相連，為低電平時，單片機可以對 CS5522進行相應的讀寫控制。圖 43即給出了電蜂鳴報警器 充電狀態(tài)指示 AT89S52單片機 充電控制電路 光耦隔離電路 電壓轉換電路 電源 基于單片機的智能充電器設計 11 池溫度檢測簡圖和電池溫度與充電時間的關系圖。 智能充電器總體 設計 框圖如圖 41所示 : 圖 41 智能充電器總體 設計 框圖 各模塊主要功能 單片機模塊：實現智能化控制，如 電壓電流控制 ,自動斷電 ,報警提示等。 電量統(tǒng)計芯片通過記錄放電曲線（電壓、電流、時間）可以抽樣計算出電池的電量。 過度的放電可能會導致負極碳過度釋放出鋰離子而使 其片層結構出現塌陷，過度 的 充電 則可能會 把太多的鋰離子硬塞進負極碳結構里 面去，從而使其中一些鋰離子再也沒辦法釋放出來。 （ 6） 長循環(huán)壽命 重復使用次數多，循環(huán)充電特性好，可以重復 500~1000 次充放電。和 NiCd 電池一樣，極性反轉時電池也會損壞。失效機理主要是極性反轉。鋰電池以恒定電 壓進行充電，同時必須要 有電流限制以避免在充電過程的初期電池過熱。 鉑熱電阻的線性較好，在 0~100 攝氏度之間變化時，最大非線性偏差小于 攝氏度。 在這里，我 選擇 了 24 位的 高精度串行 A/D 轉換器 CS5522。 (10) XTAL1 管腳： 振蕩器反相放大器 及 內部時鐘發(fā)生器的輸入端 。 (3) P0 端口（ ~）：此端口是 8 位開環(huán)的雙向 I/O 端口。 由于單片機體積小，控制能力強，且片內有 定時器 /計數器，所以廣泛應用于家用設備中，如空調、洗衣機、微波爐及智能報警器 等 等 。XXXX 本科畢業(yè)設計（論文） 4 雙總線結構能提高數據的吞吐率，以便在不降低數據吞吐率的條件下使用較低的時鐘頻率?？傊?，單片機正在向微型化、低功耗、高速、集成、高集成度、多資源、網絡化、專用型方向發(fā)展 [3]。充電器的智能化可以縮短充電的時間，同時能夠維護電池，延長電池使用壽命。引入單片機 實時采集電池的電壓和電流 信號 ，并對充電過程進行智能控 制，以實現智能化。 1 課題研究與設計指導思想 在人們日常生活和工作中， 隨著各種電子產品的普及應用，各種類型的充電器就不可 或缺。 闡述 的重點還包括了充電器 的軟件功能 設計， 不僅 對 軟件 控制系統(tǒng) 進行 了 需求 性 分析， 還 可以 實現 充電控制 系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性 和經濟性。 主要 對單片機 的工作原理、 智能化 設計 和幾 種充電方 式，進行了 較為 詳細 的介紹，并對系統(tǒng)的硬件組成以及軟件的設計進行了論述。電池技術的不斷進步也要求更復雜的控制算法 以實現快速、安全 、有效 的充電。 設計 指導思想 （ 1） 充電過程 的實現。 基于單片機的智能充電器設計 3 一部分的充電器不但能在很短時間內將電量 充足，而且還可以對電池起到一定的維護作用，修復由于使用不當造成的記憶效應，即容量下降現象。因為這類計算機系統(tǒng)基本部件 在同一 微處理控制 芯片內，因此被稱為單片微控制器、微控制單元或嵌入式控制器 ，簡稱單片機 [2]。 （ 3）單片機 CPU 電磁輻射量小。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。 8051是 51系列單片機的典型產品， 8051單片機包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數據存儲器 (RAM)、定時 /計數器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數據總線、地址總線和控制總線等三大總線，其結構圖如圖 21所示 [4]: 圖 21 8051 內部結構 程序存儲器 數據 存儲器 定時計數 器 并行 I/O 口 串行通信口 中斷系統(tǒng) 數據總線 地址 總線 控制 總線 8051 時鐘 基于單片機的智能充電器設計 5 AT89S52管腳圖如圖 22 所示： 圖 22 AT89S52管腳圖 圖 23 MCS51 內部 結構框圖 P0 驅動器 P2 驅動器 程序地址寄存器 緩沖器 程序計數器 PC DPTR RAM地址 寄存器 RAM B寄存器 ACC TMP2 TMP1 ALU SP 指針 P0 口鎖存器 P2 口鎖存器 中斷、串行口和定時器 指令寄存器 定時和控制邏輯 OSC P1 鎖存器 P3 鎖存器 P1 驅動器 P3 驅動器 PSR ROM — — XXXX 本科畢業(yè)設計（論文） 6 圖 23是 MCS51 系列單片機的內部結構示意圖 。 （ 8） ALE/PROG 管腳： 訪問外部 程序存儲器 或數據存儲器時， ALE（ 地址鎖 存 允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)， 單片機 執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效。而輸入信號相對于參考 標準 信號的大小 ，就是輸出的數字信號。 CS5522 的主要性能如下 [6]: (1) 24 位 A/D 轉換精度； 基于單片機的智能充電器設計 7 1234567891 02 01 91 81 71 61 51 41 21 21 1G N DV A +A 1 N 1 +A 1 N 1 B VA 0C P DS D 1C SX I N X O U TS D 0D G N DV D +S C L KA 1A 1 N 2 A 1 N 2 +V R E F V R E F +模 擬 地片 選 信 號模 擬 電 源 正 端模 擬 信 號輸 入 正 端模 擬 信 號輸 入 負 端反 向 偏 置電 壓 輸 入輸 出 信 號端負 極 性 電源 自 舉 端數 字 信 號輸 入 端晶 振 輸入 端正 極 性 參考 電 源負 極 性 參考 電 源模 擬 信 號輸 入 正 端模 擬 信 號輸 入 負 端輸 出 信 號端時 鐘 信號 端數 字 電源 正 端數 字 地數 字 信號 輸 出端晶 振輸 出端 圖 24 CS5522 引腳排列及說明 (2) 低輸入電流 (100pA)，內帶一個斬波放大器； (3) 2個差分輸入模擬通道，每個通道都可以進行自校準和系統(tǒng)校準； (4) 單 /雙極性緩沖輸入，量程有 25mv、 55mv、 100mv、 1v、 、 5v 等； (5) 有單片機通信的三線接口或四線接口； (6) 低功耗： 。電池以恒定電壓進行充電，輔以電流限制以避免在充電過程的初期電池過熱。 鎳鎘電池 (NiCd) NiCd 電池 目前使用得很普遍。 鎳氫電池 (NiMH) 在輕重量的手持設備中如手機、手持攝象機 等等 ， 鎳氫電池是使用最廣的。 （ 3） 高負載特性 基于單片機的智能充電器設計 9 一般鋰電子電池的最大連續(xù)放電電流可達 2CmA。從物理角度看上，由于充放電過程中難免會有一些摩擦，碰撞，這樣會使外部材料慢 慢流失，甚至脫落。 電池的 智能化 充電過程 就是通過充電控制芯片的作用來實現的 。另外， 電壓過低的電池 充電時還 需要進行預充， 所以充電器要 帶有熱保護和時間保護 功能 ，為電 池進行必要的充電保護 。 測溫電路部分 電池在充電末期，負極發(fā)生氧復合反應產生熱量，使電池溫度升高。 放大電路使用的元器件是 LM358集成運算放大器，并且 放大電路采用兩級放大， 這樣可以避免 單級放大倍數過高 所引起 的非線性誤差， 提高準確性。 單片機控制部分 單片機部分的電路原理圖見圖 48[10]。 其 主程序流程圖 如圖 51。 充電器兩端的電壓顯示部分 （ 1）在 Keil程序里邊新建項目，名稱為“充電 器顯示”，并選擇單片機型號為AT89S52。在畢業(yè)設計的過程中，讓我熟悉了單片機的設計流程，通 過 一步步解 決 疑惑 來 完成我的 設計 ，同 時 也大大提升了自己知 識水平和能力。 uint t_count,int0_count。 unsigned int date。 // 重 新 設計數初值 TL0 = 5000%256。 // 關閉外部中斷 0 int0_count = 0。 } /***************************************************************** 定時器 1 和中斷 1 控制 AD轉換 *****************************************************************/ /******** 定時器 1中斷服務子程序 ********/ void time1(void) interrupt 3 { CLOCK=~CLOCK。 tab[3]=SEGPT2[0]。 delay(255)。 // 外部中斷 0設為邊沿觸發(fā) EX0 = 1。 IT1 =1。在 論文的寫作過程中， XXX老師告訴我一定按照格式要求來，并親自指導我關于 word 的排版設計，和更多更細致的格式要求，這樣我的論文才得以順利的寫作完成。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 QA9wkxFyeQ^! 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