【正文】 、電池的充電狀態(tài)有關(guān)。鋰離子電池對電解質(zhì)溶劑的要求是：高導(dǎo)電性、高分解電壓、無污染、安全。 負(fù)極材料中，目前常用的有焦碳和石墨。所謂鋰離子電池，是在正極和負(fù)極中采用可以容納鋰離子的晶狀結(jié)構(gòu)活性材料，使鋰離子隨著充放電從正極轉(zhuǎn)移到負(fù)極或者從負(fù)極轉(zhuǎn)移到正極，如圖 所示。由于鋰離子電池和鋰聚合物電池的特性基本一致，所以接下來選取鋰離子電池作為我們討論的對象。這里看門狗功能設(shè)計(jì)可保證智能電器的正常工作。 在這一部分通過實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證了鋰離子電池電壓在不同放電率下與電池容量的關(guān)系，環(huán)境溫度與電池放電容量的關(guān)系，并進(jìn)一步分析論述了充放電電流對鋰離子電池的影響，放電率對電池壽命的影響，過充過放及過溫對鋰離子電池的危害。這些充電器芯片往往具備了充電過程的控制，加上單片機(jī)管理功能，包括：溫度控制、時間控制、電源關(guān)斷、蜂鳴報警和液晶顯示等，可以完成一個較為實(shí)用的智能充電控制器。一般地，為了使得電池充電充分，容易造成過充，表現(xiàn)為有些充電控制器在充終了時電池經(jīng)常 發(fā)燙 (電池在充電后期明顯發(fā)燙一般說明電池已過充 )。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。然而鋰離子電池也存在一些不足，主 要在于對充電控制器要求比較苛刻，需要保護(hù)電路。 關(guān)鍵詞：智能電器，電源管理，鋰電池， AT89C52 THE INTELLIGENT CONTROL THEORY AND DESIGN OF ELECTRICAL APPARATUS BASED ON MCU ABSTRACT Intelligent apparatus based on microcontroller and microprocessor core, not only have functions of traditional electrical switches, control, protection, detection, transformation and adjustment, but also have shown that the external and internal fault and the fault diagnosis of memory, and processing operations, as well as munication with the outside world, and other functions of electronic devices. Based on the rapid growth of the portable electronics in recent years, power management have bee increasingly demanding, the article designs a intelligent power management for electrical apparatus. First of all, the article introduces the chemical principle of lithium batteries, and then carries out the experiments of the battery charge and discharge in different factors, finding out the relationship between the battery voltage and capacity. In addition, discussing the charge and discharge current, chargeoff, takeoff, and overtemperature to the impact of lithium batteries. On the basis of analysis of the lithiumion battery characteristics experiments, carry out a intelligent electrical circuit design and software programs. Design of power management has some control over the charging process, bined with Atmel39。 首先對廣泛采用的電源鋰電池的化學(xué)原理進(jìn)行了介紹，通過實(shí)驗(yàn)得出在不同影響因素下充放電時鋰離子電池電壓與容量的關(guān)系，另外還就充放電電流，過充，過放，及過溫對鋰電池的影響進(jìn)行了討論。為了保護(hù)數(shù)據(jù)，抑制干擾，進(jìn)行了看門狗監(jiān)測電路功能設(shè)計(jì)，保證了智能電器工作的可靠性。 11 本文研究的智能電器 目前，電源管理已成為電子系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)。 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)近年來發(fā)展非常迅速。自適應(yīng)充電控制器遵循各類電池的充、放電規(guī)律進(jìn)行充、放電。一部好的充電控制器不但能在短時間內(nèi)將電量充足，而且對電池還能起到一定的維護(hù)作用，修復(fù)由于使用不當(dāng)而造成的記憶效應(yīng)，即容量下降 (電池活性衰退 )現(xiàn)象。因此，對充電控制器 智能化的研究與應(yīng)用具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。 智能電源管理控制器設(shè)計(jì)包括三部分：控制電路，充電電路，顯示等外圍電路。本章對鋰電池化學(xué)原理作了簡要介紹，并對其電特性進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)還就鋰電池在使用過程中必須注意的問題進(jìn)行了說明。鋰作為負(fù)極的鋰電池具有開路電壓高 (3V 以上 )，比功率高 (超過 200w而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。目前常用的有鋰鈷氧化物（ LiCoO2）、鋰鎳氧化物（ LiNiO2）、鋰錳氧化物（ LiMn2O4）以及納米錳氧化物。 在正、負(fù)極、電解質(zhì)三者中任何一種使用高分聚合物的鋰離子電池就可以成為鋰聚合物電池。從表 [17]可以看出，鋰離子電池的電壓相當(dāng)于鎳鎘、鎳氫電池的三倍，也就是說，為了得到同樣的電池組端電壓，鋰離子電池的使用數(shù)目只有鎳鎘、鎳氫電池的 1/3，大大減少了電池的數(shù)目，簡化了電池組的設(shè)計(jì)、增加了整個電池組的穩(wěn)定性。 實(shí)驗(yàn)同時測得不同的 放電率下，電池電壓的變化。在正確使用的前提下，容量也會隨著循環(huán)次數(shù)慢慢減少。同時，大電流放電還將影響電池能放出的容量，因?yàn)橐徊糠帜芰哭D(zhuǎn)化成了熱能。在這種情況下，電池溫 度將失去控制越來越高，最終導(dǎo)致電池燃燒，甚至爆炸。 根據(jù)電池的這些特點(diǎn)，可以通過設(shè)計(jì)一個完整的智能充放電管理系統(tǒng)來使電池的使用壽命和性能達(dá)到最優(yōu)化。但由于鋰電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進(jìn)行而逐漸下降的，在充電后期，若充電電流仍然不變，充電電流多用于電解質(zhì)，產(chǎn)生大量氣泡，這不僅消耗電能，而且容易造成極板上活性物質(zhì)脫落，影響鋰電池的壽命。在 CV 周期中，電池電壓恒定，充電電流逐漸下降，在電流下降到低于電池的1/10 容量時，充電周期完成。電池電壓恢復(fù)到 VCV 時，重新打開充電回路，開始下一個脈沖充電周期。一種是利 用集成電路芯片來實(shí)現(xiàn)控制。 AT89C52含有非易失 FLASH、并行可編程的程序存儲器，所有器件都是通過 引導(dǎo)裝載器串行編程 (ISP)。 2) 充電電路 充電電路主要包括充電芯片和同步整流電路。MAX1898 的典型充電電路如圖 所示。也可以采用單片機(jī)設(shè)定最大充電時間。主要原理如圖 和 所示： 圖 單片機(jī)控制部分原理圖 Fig The singlechip control schematic 圖 充電部分電路圖 Fig Part of charging circuit 1) 預(yù)充 在安裝好電池后，接通輸入直流電源，當(dāng)控制器檢測到電池時則將定時器復(fù)位，單片機(jī)輸入高電平，充電芯片啟動，從而進(jìn)入預(yù)充過程，在此期間控制器以快充電流的 1/10 給電池充電 ,使電池電壓、溫度恢復(fù)到正常狀 態(tài)。由單片機(jī)將通過 口輸出控制 MAX1898 芯片 EN/OK 腳，控制器停止充電，從而保證芯片和電池的安全，同時也減小功耗。該部分程序流程圖如下圖 ： 圖 智能控制器程序流程圖 I Fig Intelligent control program flow chart I 圖 智能控制器程序流程圖 II Fig Intelligent control program flow chart II 圖 智能控制器程序流程圖 III Fig Intelligent control program flow chart III 主要程序如下： /* 初始化 */ void init() { EA = 1。 int0_count = 0。 BP = 1。 TR0 = 1。這樣的配置大大簡化了設(shè)計(jì)，節(jié)約了單片機(jī)的資源。GXM12864 引腳定義如表 所示： 表 GXM12864 引腳說明 Table GXM12864 pins note 412 GXM12864 的接口設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中， GXM12864 模塊的工作原理如圖 所示。 KS0108B 驅(qū)動器具有以下特點(diǎn)：內(nèi)部有 64*64=4096 位顯示 RAM， RAM 中每位數(shù)據(jù)對應(yīng) LCD 屏上的一個點(diǎn)的亮暗狀態(tài)； KS0108B 列驅(qū)動器，具有 64 路列驅(qū)動輸出； KS01018B 的占空比為 1/321/64； KS0108B 內(nèi)部有輸入輸出寄存器，它們相當(dāng)于是微控制器和內(nèi)部的顯示 RAM 之間的緩沖器。 42 看門狗功能設(shè)計(jì) 421 看門狗功能 單片機(jī)系統(tǒng)通常工作在一些特定環(huán)境中，不可避免會受到外界的干擾，這些干擾輕則導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)出錯 ,重則將嚴(yán)重影響程序的運(yùn)行。利用監(jiān)控芯片和少量外圍元件能方便地組成各種有效的復(fù)位電路，并能對電源異常情況進(jìn)行各種監(jiān)控。 4)看門狗超時時間可調(diào)，通過看門狗選擇腳 還可以設(shè)置 500倍超時時間。如果在看門狗的超時時間內(nèi) MAX6304 沒有檢測到這個變化，則認(rèn)為“程序跑飛”或者“死機(jī)”。復(fù)位超時時間按下式計(jì)算 : t C1 RP = () 式中， C1的單位為 pf ， RP t 的單位為 μ s。“喂狗”語句的放置主要需要考慮間隔時間的問題，必須在看門狗超時時間內(nèi)及時讓 WDI產(chǎn)生電平變化。 LED_ R = 1。 WD I = 0。 167。這里選擇 。