【導讀】畢業(yè)論文（設計）。題目基于單片機的鋰電池充電器設計。專業(yè)電氣自動化技術

　　

【正文】 電源輸入。 ② GATE:連接單片機的 引腳，當單片機判斷充電完畢后， 管腳輸出低電平，光耦不導通，從而切斷 MAX1898 的電源輸入。 ③ BEEP:單片機控制蜂鳴器的引腳。 ④ 5V:LM7805 的輸出端，為 +5V 電壓。 ⑤ 5VIN:光耦輸出到 MAX1898 的電源輸出端，該端口的導通與否是通過單片機的 GATE 信號控制的。 3．功能簡介 首先，監(jiān)測 MAX1898 的輸出信號 CHG，當 MAX1898 將要 完成充電時，該引腳會發(fā)出周期為 4s 的脈沖，單片機的 INT0 引腳接收中斷后，產(chǎn)生中斷，并使用單片機的 T0 計數(shù)器開始計數(shù)，當下一個脈沖到來時，在定時器程序中判斷單片機的計數(shù)值是否在 4s 左右，如果是，則通過控制 和 引腳關斷電源，并引發(fā)蜂鳴器報警。 利用 MAX189 LM7805 和 AT89C2051 單片機共同構(gòu)成的鋰離子電池充電器電路，具體的電路如 圖 22 所示： 25 I N P U T1GND2O U T P U T3U1 L M 7805GNDV P P1P 2P 3X T A L 24X T A L 15P 6P 7P 8P 9GND10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17P 18P 19V C C20U2AT89C2051U310uR110kX1X25VX T A L 112MC122pC222pIN1C H G2E N /O K3I S E T4CT5R S T R T6B A T T7GND8D R V9CS10MAX1898B T 1M A X 1898N /C1N /C4+23GND5Vo6Ve7V c c8光耦6N137GND5V I NG A T E5VB E E PG A T EU 14B U Z Z E RV C CR2 33B E E P12電源C O N 2GND12J2L i +GNDL i +C4c c tC3220 nQ1P N PGND5V I ND1L E D GD3L E D RR3470GNDR4R S E TGNDE1E L E C T R O 1D2SDGNDL i +V C CGNDGNDGND+5GNDC G HC G H 圖 程序功能 基于單片機 AT89C2051 和 MAX1898 的智能電池充 電器的程序需要完成以下的功能： ①通過 CHG 信號引起 INT0 外中斷。 ②在兩次中斷中使用 T0 計數(shù)，判斷是否充電完畢。 ③如果充電完畢，則控制 和 引腳，輸出低電平。 26 主要變量說明 程序中的變量及說明如表 5 所示。 表 變量 說明 GATE 單片機的 口，控制電源的開關 BEEP 單片機的 口，控制蜂鳴器 t_count T0 的計數(shù)值 int0_count 外部中斷脈沖 int0 () 外中斷 0 服務程序 timer0 () 定時器 0 中斷服務程序 程序流程圖 單片機控制的智能充電器的程序流程圖如圖 23 所示 開始 初始化 while(1) 圖 23.(a) 等待外部信號輸入 Y 外部中 斷入口 Int0_count=0? 啟動定時器 0： t_count=0 返回 Int0_count++ N 圖 23.(b) 外部中斷程序 27 外部中斷 0 設為邊沿觸發(fā) 。 程序的 簡單介紹：中斷 第一個下降沿 T0 開始計數(shù) 第二次下降沿 停止 T0 計數(shù) 讀取 T0 計數(shù)器 中斷返回 Y N N N Y Y 定時器 0 服務程序 關閉 T0 計數(shù) 重設計數(shù)初值 3st_count5s? Int0_count 為 1？ 充電完畢，蜂鳴器 報警，切斷電源 關閉 T0 中斷和 外部 0 中斷 返回 啟動 T0計時 充電出錯 圖 23.(c) 定時器程序 Int0_count=0? t_count++ 28 6 總 結(jié) 本論文描述了 鋰離子 電池快速充電過程的基本原理 ,設計了對 單 節(jié) 池充 電的充電器，它能夠快速完成鋰離子電池的充電過程。根據(jù)對鋰離子電池的充放電特性和充電控制方法的分析得出：鋰離子電池 充電器常采用三段充電法，即預處理、恒流充電 (快充 )和恒壓充電 (充滿 )。開始以設定的恒流充電，鋰離子電池的電壓以較高的斜率增長，在充電過程中斜率逐步降低，充到接近 時，恒流充電階段結(jié)束，接著以 恒壓充電。在恒壓階段充電時，電壓幾乎不變 (或稍有增加 )，充電電流不斷下降。當充電速率下降到 時，表示電池已充滿，應終止充電。 沒有及時終止的話，此后 最明顯的特征是 電池溫度升高，發(fā)熱， 在 整個 快充 電過程中 都應當注意電池的溫度，尤其是過充電時，鋰離子 電池溫度過高， 會造成 過熱而損壞電池或發(fā)生爆炸 。在鋰離子電池進入恒壓充電狀態(tài)前，必須適時停止快速充電。為此，設計了此種鋰離子 電池快速充電器 , 利用快速充電的方法 ，并在此基礎之上進行電壓、溫度的檢測和控制來保證該充電器能對鋰離子 電池進行安全可靠而又快速的充電。本電路具有溫度保護功能 ,當電池溫度過高時 , 即刻停止快速充電 ,這樣就能避免過充電對鋰離子 電池造成的損害 . 根據(jù)鋰離子電池的充電特性可知，鋰電池或充電器在電池充滿后應當停止充電，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù) 10 幾小時的“涓流”充電。也就是說，如果你的鋰電池在充滿后，放在充電器上也是白充，反而會造成內(nèi)壓升高、電池發(fā)熱等現(xiàn)象，而我們誰都無法 保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失，所以電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是本次設計中當充滿電后自動斷開充電的 一個理由。 此外，不可忽視的另外一個方面就是鋰電池同樣也不適合過放電，過放電對鋰電池同樣 也很不利。 29 參考文獻 [1]周志敏 .周紀海，紀愛華 .充電器電路設計與應用 (第 1 版 ) [M].北京：人民郵電出版社 , [2]王德志 .蓄電池原理 及應用 (第 1 版 ) [M].北京：中國鐵道出版社 , [3]王海麟 ,錢建立 ,周曉軍 .智能快速充電器設計與制作 [M].北京：科學出版社 , [4]周志敏 ,周紀海 .開關電源實用技術 —— 設計與應用 [M]. 北京：人民郵電出版社 , [5]吳宇平，萬春榮等 .鋰離子二次電池 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2020 [6]何立民 .MCS51 系列單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術 [M].北京：北京航空航天大學出版社， [7]李建忠 .單片機原理及運用 [M].西安：西安電子科技大學 出版社 [8]張培仁 .基于 C 語言編程 MCS51 單片機原理與應用 [M].北京：清華大學出版社，2020 [9]林邦懷，周文靈 .一種基于單片機的智能充電器設計 [J]. 儀表技術： [10]歐陽文 .ATMEL89 系列單片機的原理與開發(fā)實踐 [M].北京：中國電力出版社， 30 附 錄 附錄 1 電路原理圖I N P U T1GND2O U T P U T3U1 L M 7805GNDV P P1P 2P 3X T A L 24X T A L 15P 6P 7P 8P 9GND10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17P 18P 19V C C20U2AT89C2051U310uR110kX1X25VX T A L 112MC122pC222pIN1C H G2E N /O K3I S E T4CT5R S T R T6B A T T7GND8D R V9CS10MAX1898B T 1M A X 1898N /C1N /C4+23GND5Vo6Ve7V c c8光耦6N137GND5V I NG A T E5VB E E PG A T EU 14B U Z Z E RV C CR2 33B E E P12電源C O N 2GND12J2L i +GNDL i +C4c c tC3220 nQ1P N PGND5V I ND1L E D GD3L E D RR3470GNDR4R S E TGNDE1E L E C T R O 1D2SDGNDL i +V C CGNDGNDGND+5GNDC G HC G H 圖 24電路原理圖 31 附錄 2 主要源程序： include include include include define uchar unsigned char define uint unsigned int uint t_count,int0_count。 sbit GATE=P1^2。 sbit BEEP=P1^3。 void main() { /* 初始化 */ TMOD = 0x01。 // 定時器 T0方式 1， T0為 16位定時 /計數(shù)器 EA = 1。 // 打開 所有的 中斷 PT0 = 1。 // T0中斷設為高優(yōu)先級 ET0 = 1。 // 打開 T0中斷 IT0 = 1。 // 外部中斷 0設為邊沿觸發(fā) EX0 = 1。 // 打開外部中斷 0 GATE = 1。 // 光耦正常輸出電壓 BEEP = 1。 // 關閉蜂鳴器 int0_count = 0。 // 產(chǎn)生外部中斷 0的計數(shù)器清零 while(1)。 // 等待外部的控制信號 } /* 外部中斷 0服務子程序 */ void int0() interrupt 0 using 1 { if (int0_count==0) //外部控制信號 { TH0 = 5000/256。 // 5ms定時 TL0 = 5000%256。 TR0 = 1。 // 啟動定時 /計數(shù)器 0計數(shù) t_count = 0。 // 產(chǎn)生定時器 0中斷的計數(shù)器清零 32 } int0_count++。 } /* 定時器 0中斷服務子程序 */ void timer0() interrupt 1 using 1 { t_count++。 TR0 = 0。 // 停止計數(shù) TH0 = 5000/256。 // 重設計數(shù)初值 TL0 = 5000%256。 if ((t_count600)amp。amp。(t_count1000)) // 外部中斷 0產(chǎn)生 3s~5s的信號 { if (int0_count==1) // 標志，則認為充電完畢 { GATE = 0。 // 關閉充電電源 BEEP = 0。