【正文】 充電不完全，電池的可使用時(shí)間變短。但是環(huán)境溫度對(duì)電池的放電容量有很大影響。圖 表示了不同循環(huán)次數(shù)下電池容量的變化。 過(guò)放現(xiàn)象則是電池電壓低于放電終止電壓后，仍然繼續(xù)放電，使電池電壓繼續(xù)降低。所以在計(jì)算充放電端電壓時(shí)，不要忘記內(nèi)阻值的影響。隨著電源技術(shù)的不斷發(fā)展，充電的手段越來(lái)越豐富，充電方式對(duì)電池及應(yīng)用環(huán)境的針對(duì)性也越來(lái)越強(qiáng)。從圖中可以看出，充電初期充電電流過(guò)大，這樣對(duì)鋰電池的壽命會(huì)造成很大影響。脈沖充電法是從對(duì)電池的恒流充電開(kāi)始的，大部分的能量在恒流充電過(guò)程中被轉(zhuǎn)移到電池內(nèi)部。雖然恒流恒壓充電需要復(fù)雜得多的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，但由于其充電時(shí)間短，充電效率高，因此在鋰離子電池充電中占主導(dǎo)地位。當(dāng)需求功率較大，電池串并聯(lián)數(shù)目較多時(shí)，集成電路就無(wú)能為力了。 AT89C52的特性包括： ● 80C51中心處理單元； ●片內(nèi) FLASH程序存儲(chǔ)器； ●速度可達(dá) 33MHz； ●全靜態(tài)操作； ● RAM可擴(kuò)展到 64K字節(jié)； ● 4級(jí)中斷； ● 6個(gè)中斷源； ● 4個(gè) 8位 1/0口； ●全雙工增強(qiáng)型 UART ●幀數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)； ●自動(dòng)地址識(shí)別； ●電源控制模式； ●時(shí)鐘的停止和恢復(fù)； ●空閑模式； ●掉電模式； ●可編程時(shí)鐘輸出； ●雙 DPTR寄存器； ●低 EMI(禁止 ALE)； ● 3個(gè) 16位定時(shí)器； ●外部中斷可以從掉電模式中喚醒。其主要作用是方便用戶(hù)對(duì)智能控制器的操作和直觀地了解智能控制器的工作進(jìn)程。 圖 MAX1898 的典型充電電路 Fig MAX1898 typical charging circuit 1) 電源輸入：鋰離子電池要求的充電方式是恒流恒壓方式，電源的輸入需要采用恒流恒壓源，一般地，可以采用直流電源加上變壓器提供。 當(dāng)充電電源和電池在正常的工作溫度范圍內(nèi)時(shí)，插入電池將啟動(dòng)一次充電過(guò)程；充電結(jié)束的條件是平均的脈沖充電電流達(dá)到快充電流的 1%，或者是充電時(shí)間超出片上預(yù)置的充電時(shí)間。根據(jù)電池廠商推薦的充電速率，一般鋰離子電池大多選用標(biāo)準(zhǔn)充電速率，充滿(mǎn)電池需要 1 個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間。同時(shí)單片機(jī)在檢測(cè)到充滿(mǎn)狀態(tài)的脈沖后，或檢測(cè)到電池故障不僅會(huì)自動(dòng)切斷 MAX1898 芯片的供電，而且會(huì)通過(guò)蜂鳴器報(bào)警，提醒用戶(hù)及時(shí)取出電池。 ET0 = 1。 TL0 = 5000%256。 int0_count = 0。 } 第四章智能電器外圍電路設(shè)計(jì) 167。 /CSA 和 KS01018B[1]的 CS1 相連接， /CSB 和KS0108B[2]的 CS1相連，因此 /CSA， /CSB 選通組合信號(hào)為 /CSA， /CSB=01 選通 KS0108B[1]，/CSA， /CSB=10 選通 KS0108B[2]，為其它值時(shí)禁止選通，總線處于高阻態(tài)。 RST 是復(fù)位腳，接高電平 VCC。 3）頁(yè) (PAGE)設(shè)置指令 表 頁(yè)設(shè)置指令 Table Page setting up instructions 顯示 RAM 共 64 行 ,分 8 頁(yè) ,每頁(yè) 8 行。如器件選擇、電路板的布線、看門(mén) 狗、軟件冗余等。 看門(mén)狗功能是指在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通過(guò)軟件或硬件的方式在一定的周期內(nèi)監(jiān)控單片機(jī)微處理器的運(yùn)行情況，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到來(lái)自單片機(jī)微處理器的觸發(fā)信號(hào)，則系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制復(fù)位。 MAX6304 有 DIP、μ MAX 和 SO 三種封裝形式，其引腳分布如圖 所示。 MAX6304是否正常工作取決于它的外圍電路設(shè) 計(jì)。 取 C2 = 100 pf ，可得： RP t = C2 = 267μ s () WDS腳是 MAX6304的看門(mén)狗選擇輸入腳，這個(gè)輸入腳可以選擇看門(mén)狗的模式，接低電平為正常模式，接高電平是擴(kuò)展模式。 SbitWD I = P1^2。 i + + ) { for ( j = 0。 } 圖 程序流程圖 Fig Program flow chart 第五章智能電器仿真調(diào)試 一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過(guò)預(yù)研、總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、制板、元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器中放入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。在設(shè)置這些功能時(shí)，應(yīng)將仿真器的各項(xiàng)設(shè)置與目標(biāo)系統(tǒng)的要求一致或盡量接近。 將仿真頭上的跳線開(kāi)路，仿真器的時(shí)鐘來(lái)源與目標(biāo)系統(tǒng)的振蕩器，此時(shí)目標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)是有源時(shí)鐘。 52 編譯工具設(shè)置 MedWin 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境系統(tǒng)默認(rèn)使用萬(wàn)利電子有限公司的匯編器 和連接器，支持匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序開(kāi)發(fā)，如果使用其它外部編譯工具，需要對(duì)外部編譯工具的路徑和程序進(jìn)行設(shè)置。在實(shí)際仿真時(shí)，應(yīng)合理選擇仿真 CPU，使其與目標(biāo) CPU 型號(hào)、功能最為接近。由于單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)人工是無(wú)法控制的，為了能調(diào)試程序，檢查硬件、軟件運(yùn)行狀態(tài)，就必須借助某種開(kāi)發(fā)工具模擬用戶(hù)實(shí)際的單片機(jī)，并且能隨時(shí)觀察運(yùn)行的中間過(guò)程而不改變運(yùn)行中的數(shù)據(jù)性能和結(jié) 果，從而進(jìn)行模仿現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)測(cè)試。 j + + ) { tmp + + 。 tmp = 0。在本系統(tǒng)中， WDS接高電平，故看門(mén)狗超時(shí)時(shí)間為： RP t = 267 500 = 133500μ S = () 因此，只需在單片機(jī)程序中每隔小于 (即對(duì)MAX6304的 WDI輸入腳提供“喂狗”信號(hào) )，就可以實(shí)現(xiàn)看門(mén)狗功能。監(jiān)控芯片MAX6304外圍電路的設(shè)計(jì)主要是對(duì)圖 R R C C2的取值計(jì)算。 圖 系統(tǒng)原理圖 Fig System schematic 單片機(jī) AT89C2051監(jiān)控復(fù)位電路由 MAX6304實(shí)現(xiàn)。它有如下特點(diǎn)： 1)同時(shí)具有復(fù)位和看門(mén)狗功能。 對(duì)于來(lái)自電網(wǎng)電壓的欠壓、過(guò)壓、掉電和瞬變現(xiàn)象，通常采用低通電源濾波器、隔離變壓器、光電隔離及使用 UPS不間斷電源，或者給單片機(jī)系統(tǒng)配備專(zhuān)用電源。 5）讀狀態(tài)指令 表 讀狀態(tài)指令 Table Reading state instructions 該指令用來(lái)查詢(xún) KS0108B 的狀態(tài) ,各參量含義如下： BUSY＝ 1 表示內(nèi)部在工作， BUSY＝ 1 表示正常狀態(tài)； ON/OFF＝ 1 表示顯示關(guān)閉， ON/OFF＝ 0 表示顯示打開(kāi)； REST＝ 1 表示復(fù)位狀態(tài)， REST＝ 0 表示正常狀態(tài)；在 BUSY 和 REST 狀態(tài)時(shí)，除讀狀態(tài)指令外，其它指令均不對(duì) KS0108B 產(chǎn)生作用；在對(duì) HD61202操作之前要查詢(xún) BUSY 狀態(tài)，以確定是否可以對(duì) KS0108B 進(jìn)行操作。 GXM12864 最大的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)芯片和 LCD 顯示屏的接口電路已經(jīng)做好在模塊內(nèi)部，設(shè)計(jì)時(shí)候只考慮驅(qū)動(dòng)芯片與單片機(jī)的接口和編寫(xiě)具體的驅(qū)動(dòng)程序。其中 DB0DB7 是 8 位雙向數(shù)據(jù)總線，它的方向由讀寫(xiě)控制腳R/W 來(lái)決定，高電平為讀，此時(shí)數(shù)據(jù)出現(xiàn)在總線上，可以由 CPU 讀走；低電平為寫(xiě)，可以寫(xiě)入 8 位數(shù)據(jù)。 本論文采用了內(nèi)含 KS0108 B/HD61202 控制器的圖形液晶顯示模塊 GXM12864，它是一種采用低功耗 CMOS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)陣圖形 LCD 模塊，有 8 位的微處理器接口，通過(guò)內(nèi)部的 128*64 位映射 DDRAM（ Display Data RAM）實(shí)現(xiàn) 128*64 大小的平板顯示。 } else TR0 = 1。 if (t_count500) { if (int0_count==1) { GATE = 0。 EX0 = 1。 322 軟件設(shè)計(jì) 當(dāng) MAX1898 完成充電時(shí)，其 /CHG 引腳會(huì)產(chǎn)生由低到高的跳變，該跳變引起單片機(jī)的 INT0 中斷。 3) 滿(mǎn)充 在滿(mǎn)充過(guò)程中，充電電流逐漸衰減，直到充電速率降到 設(shè)置值以下或滿(mǎn)充時(shí)間超時(shí)，轉(zhuǎn)入頂端截止充電；頂端截止充電時(shí)，控制器以極小的充電電流為電池補(bǔ)充能量。啟動(dòng)快充后打開(kāi)外接的 P 型場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)檢測(cè)到電池電壓達(dá)到設(shè)定的門(mén)限時(shí)進(jìn)入脈沖充電方式， P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管打開(kāi)的時(shí)間會(huì)越來(lái)越短，充電結(jié)束時(shí)， LED 指示燈將會(huì)呈現(xiàn)周期性的閃爍。 3) 充電時(shí)間的選擇： MAX1898 充電時(shí)間 CHG t 可選擇通過(guò) 外接的電容 CT C 大小決定的。 出于功能、性?xún)r(jià)比的考慮本文采用 MAX1898 作為充電管理芯片， MAX1898 為線性式充電芯片；選用 AT89C2052 單片機(jī)作為電源管理控制器的主芯片，單片機(jī)負(fù)責(zé)輸電的控制和提示，智能電源管理控制器在單片機(jī)的管理下，能夠完成充電管理、充滿(mǎn)自停和充完顯示及報(bào)警等功能。 圖 AT89C52 內(nèi)部功能框圖 Fig AT89C52 internal function block diagram 智能電源管理控制器設(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。單片機(jī)系統(tǒng)稍顯復(fù)雜，但是其靈活性是集成電路無(wú)法比擬的。 鋰離子電池充電方式可分為三種： 1) 交換式 (switchmode) 2) 脈沖式 (pulse) 3) 線性式 (linear) 交換式充電控制器的 效率較佳但其電路板面積較大，線路較為復(fù)雜及需較大的電感電容等被動(dòng)組件，其電路復(fù)雜且成本較高；脈沖式及線性式充電控制器其電路板面積較小及只需較少的外部組件，但脈沖式需要有限電流功能的交流適配器 (AC adapter)，價(jià)格較昂貴且大部分的 AC Adapter 不具此功能；線性式的充電控制器其周邊組件不會(huì)占過(guò)多的電路板面積，只需小部分額外的面積以利晶體管的散熱即可，成本較小，盡管與前二種相比其效率略差，但性?xún)r(jià)比較高。在這一階段，脈沖充電方式以與恒流充電階段相同的電流值間歇性的對(duì)電池進(jìn)行充電。在恒流充電 CC 周期中，為了防止過(guò)度充電而不斷監(jiān)視電池端電壓。 1）恒流充電（ CC） 恒流充電根據(jù)其充電電流的大小，又可分為 浮充充電（又稱(chēng)涓流充電）、標(biāo)準(zhǔn)充電及快速充電。結(jié)論表明放電率越大，相應(yīng)剩余容量下的電池電壓就越低。雖然此時(shí)由于電池已經(jīng)完全放電，不會(huì)造成安全方面的問(wèn)題，但是電池也已經(jīng)遭到了不可恢復(fù)的破壞，不能再繼續(xù)使用了。充電時(shí)，一般常用的充電率為 ～1C（ C為電池的容量，比如 1500mAh 的鋰離子電池， 1 C 的充電率即為 1500mA）。采用 放電速率，當(dāng)環(huán)境溫度為 25℃時(shí)，可放出額定容量；當(dāng)環(huán)境溫度為 5℃時(shí)，電池容量下降約 5%。如圖 ，電池終止電壓為 。 22 鋰電池的電特性實(shí)驗(yàn) 221 電池電壓 鋰離子電池的開(kāi)路電壓與電池的正負(fù)極材料