【正文】 附錄1 硬件電路圖附錄2 PCB。在論文的寫作期間，我積極與同組同學進行討論和交流，正是他們給了我自始至終的支持和鼓勵，為我提供了不可或缺的幫助。本畢業(yè)設計是在老師李太全副教授的悉心指導下完成的，老師不僅對我的本科生學業(yè)給予了無微不至的關懷和培養(yǎng)，更重要的是，他對本設計的研究和順利完成傾注了大量的心血。與其相應的新的充電方法和充電控制也會誕生，今后也必將會出現更新更好的鋰離子電池充電器芯片。未來的鋰離子電池將會具有更高的能量密度，更小的體積和更輕的重量。本文所設計控制系統(tǒng)雖然完成了主要的任務，基本達到設計的要求和目標，但是要應用于實際工業(yè)產品生產研發(fā)，還有很大的距離，還需要進一步的研究和完善。 // 準備進入低電流充電模式 } } } //結束主循環(huán)5 結束語本文圍繞鋰離子電池智能充電器設計為中心，重點介紹了鋰離子電池的充電原理與充電方法、充電器系統(tǒng)的設計思想和系統(tǒng)結構、分析并進行了相應充電器的具體參數設定。 // 準備進入恒流模式 BULK = 0。 // 關閉PWM CONST_V = 0。amp。amp。 } DELAY = 1。 while (delay_min 60) { delay_min = delay_min 60。 (Monitor_Battery(CURRENT) = MIN_I_BULK)) { // 計算最后電池充電最后的時間按 delay_min = ( + BULK_TIME_DELAY)。 (DELAY == 0) amp。 if ((CONST_V == 1) amp。 // 關閉PWM ERROR = 1。amp。 // 設定錯誤標志 } // 檢測溫度 temp = Monitor_Battery(TEMPERATURE)。 (DELAY == 0)) { Turn_PWM_Off()。 ( == bulk_finish_min) amp。 // 恒壓充電 } } // 現在檢查錯誤情況和充電終止條件 // 如果超出設定時間，則標示錯誤 //檢測快速充電跳出時間 // 檢測時間 if (( == bulk_finish_hour) amp。 (Current IMIN)) { ERROR=1。 // 發(fā)生錯誤 } else if ((Current IMAX) amp。 // 準備退出快充階段 LOWCURRENT = 1。 // 退出恒壓模式 CONST_C = 1。//恒流充電，調節(jié)電流 else if (CONST_V == 1) { Current = Monitor_Battery(CURRENT)。amp。amp。 //檢測電池電壓 Voltage = temp。amp。 // 復位延時時間 temp = Monitor_Battery(TEMPERATURE)。 } CONST_C = 1。 while (bulk_finish_min 60) { bulk_finish_min = bulk_finish_min 60。 // 調節(jié)時間基準為0 // 計算快速充電完成時間 bulk_finish_min = ( + MAX_TIME_BULK)。 unsigned int last_min = 0。 unsigned int delay_hour = 0。 unsigned int bulk_finish_hour = 0。 CONST_V = 1。amp。// 快充還是低電流充電在這里被設定temp = Monitor_Battery(VOLTAGE_PWM_OFF)。delay_count++)。for(delay_count = 0。delay_count++)。for(delay_count = 0。do{temp = Monitor_Battery(CURRENT)。//設置PWM比較匹配的值} 電壓調節(jié)模塊為了實現恒流恒壓充電，調節(jié)充電電流電壓到預定范圍是十分關鍵的，在此僅以電壓調節(jié)為例示例一下，電流的調節(jié)也是因為調節(jié)電壓而實現的，因為完全相似。 //計數器初值為0TCCR0=0X61。 //關閉num=0。PWM頻率 = 系統(tǒng)時鐘頻率/（分頻系數*（1+計數器上限值））示例代碼如下：void pwm0_init(void) { DDRB=0X10?？焖?PWM可以的到比較高頻率的 PWM 輸出，但占空比的調節(jié)精度稍微差一些。}return (int) result。 Current = (int) result。 result /= RSENSE。 result *= 100。case CURRENT:result = (av )。result = ((RSENSE*Current)/100)。 // 計算分壓電阻 result /= 。 result *= 100。break。}av = av/10。ADCSRA=0X00。addata=addata+ADCH*256。(BIT(ADIF)))。168。i){ADCSRA=0XC0。// 容許自己設定時間for(av=0,i=10。delay_count2500。 break。=~BIT(PA2)。=~BIT(PA2)。 break。=~BIT(PA3)。=~BIT(PA3)。case VOLTAGE_PWM_OFF:Turn_PWM_Off()。 ADMUX=0X40。PORTAamp。case VOLTAGE:DDRAamp。 ADMUX=0X41。PORTAamp。 // 關閉PWMDDRAamp。long signed addata,result。int Monitor_Battery(unsigned char value){ char i。ADC包括一個采樣保持電路，以確保在轉換過程中輸入到ADC的電壓保持恒定。ADC與一個8通道的模擬多路復用器連接，能對來自端口 A 的 8 路單端輸入電壓進行采樣。 部分程序示例 電池監(jiān)測程序模塊在整個程序運行中，單片機必須不斷對電池的電壓、充電電流以及溫度進行監(jiān)測以決定采用那種充電策略以及調節(jié)充電電壓及電流，在這里我們應用到atmega128自帶的ADC(模數轉換)功能。（7） ：，則表明電池完成充電，程序結束；否則繼續(xù)處理采樣數據。（5） ：，則表明電池出現故障，置相應的標志位，開啟LED指示，程序將回到BACK1處；否則繼續(xù)處理采樣數據。此后一直保持恒定電壓，同時檢測溫度、時間和電流值，當電流值小于50mA后停止充電，同樣如果溫度超出限制后預定時間已到也應該停止充電。在確定環(huán)境溫度正常且電池電壓小于預充電電壓后進入預充電，本設計中我們是個雙節(jié)1000mAh的電池充電，可以設定預充電電流為60mA。各充電階段的子程序流程描述如下：（1） 進入充電流程，子程序開始檢測充電器中有無電池，置標志信號，如果沒有電池則退出子程序。是否退出當前充電子程序，重新調用檢測電池的子程序，有各充電子程序的內部CALL指令決定：如果充電正常，只退出子程序，順利進入下已充電子程序；如果充電異常，將不進入下一充電子程序，重新調用檢測電池的子程序。當系統(tǒng)進入到充電子程序后，如果不跳過預充充電子程序，則其正常執(zhí)行時序時：預充充電子程序→快速充電子程序→涓流充電子程序。充電子程序包括預充充電子程序、快速充電子程序和涓流充電子程序。檢測當前電池的電壓是否大于3V，如果電池電壓大于3V，考慮電路采樣和單片機端口的損耗，電池的實際電壓很可能已達到快速充電的電壓要求，因此，可以跳過預充階段，直接進行快速充電。這一過程依然利用CALL指令完成。（3） 確認充電器中存在電池后，再根據電池電壓是否大于3V的條件，決定采用預充電還是快速充電。檢測電池的子程序將用當前的狀態(tài)值覆蓋先前無電池時采樣的無效值，然后對取得的狀態(tài)值判斷此刻充電器放置的電池是否可用。初始化過程將清除上次充電的所用記錄，同時啟動系統(tǒng)的監(jiān)控函數，并復位中斷系統(tǒng)，通常這已過程十分迅速，一般會在放置電池前完成。按照系統(tǒng)主流程的時序設計，各函數的調用機制為：（1） 單片機上電后，初始化寄存器。恒流、恒壓控制電路已知，單片機必須對I/O口的數據做出判斷，并根據判斷向外部電路發(fā)出正確的動作指示。整個充電過程可分3個階段進行，每個充電階段的數據獨立，但他們的處理機制基本一致。然后系統(tǒng)須連續(xù)數次檢測各個A/D通道，進行電源電壓、環(huán)境溫度等數據的初始化，設定系統(tǒng)初始值。圖9 系統(tǒng)指示電路系統(tǒng)的整體電路圖如附錄一所示，在單片機的控制中，在采樣電路的前提下單片機通過PWM對電池的電壓與電流進行控制，并運用開關電路對電池進行充放電的控制。當電池處于充電狀態(tài)時，充電器的紅色指示燈亮，綠色指示燈熄滅；當電池充電基本完成，進入涓流階段時，充電器的綠色指示燈亮，紅色指示熄滅；若出現異常狀況，則紅色指示燈閃爍，綠色指示燈熄滅。（5） 電容C起濾波的作用，防止采樣點電壓的波動。（3） 電池的中間端通過一個分壓電阻連接到5V電壓源，測得熱敏電阻的壓降，并通過單片機的AD1通道轉換為數字量，計算得到溫度值。圖7 快速充電電路 檢測電路檢測電路如圖8所示，電路原理和器件功能描述如下：圖8 電池檢測電路（1） VCC連接5V電源產生電路，為單片機提供穩(wěn)定的工作電流以及電池內部熱敏電阻提供電壓。在較大的范圍內，如果減小PWM占空比（縮短“閉合”的時間），平均電壓就會下降，反之亦然。如圖10所示，這里我們假設VBATT為電池組的電壓，VREF為預先設定好的基準電壓，系統(tǒng)利用兩個三極管（Q1和Q2）做開關控制。具體電源模塊的電路圖如圖4所示。外部電源經過三端穩(wěn)壓器7805后得到穩(wěn)定的5V電壓，電容C1和C2與輸入輸出電流大小有關，其目的是去耦和旁路。超過最小門限時間的低電平將引起系統(tǒng)復位XTAL1 反向震蕩器放大器及片內時鐘操作電路的輸入XTAL2反向振蕩器放大器的輸出AREFAREF 為 ADC 的模擬基準輸入引腳PENPEN是 SPI 串行下載的使能引腳。復位發(fā)生時端口A為三態(tài)。 Atmega128介紹 芯片主要特性●133 條指令，大多數可以在一個時鐘周期內完成●128K 字節(jié)的系統(tǒng)內可編程 Flash、4K字節(jié)的 EEPROM、4K字節(jié)的 SRAM●53 個通用 I/O 口線、 32個通用工作寄存器圖5 Atmega128芯片●實時時鐘 RTC、4 個靈活的具有比較模式和 PWM 功能的定時器 / 計數器 (T/C)●8 通道10 位ADC( 具有可選的可編程增益 )●具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器 ●SPI 串行端口●與IEEE 規(guī)范兼容的JTAG測試接口●六種可以通過軟件選擇的省電模式 芯片主要腳引說明 VCC數字電路的電源GND 地端口A(PA7..PA0)端口A為 8 位雙向 I/O 口，并具有可編程的內部上拉電阻其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。 16Tbatt充電溫度上限50℃3 充電器硬件設計 有了以上的這些基礎，現在可以正式開始我們的設計了，在本課題中