【正文】 3 基本鎳鎘充電芯片 型號(hào) 可充鎳鎘 /鎳氫電池?cái)?shù) 可充鋰電池?cái)?shù) 充電速率 結(jié)束方式 MAX1640 216 16 快速 /可調(diào) 電壓 /電流限制 MAX1647 18 14 數(shù)字編程 電壓 /電流限制 MAX1648 18 14 可調(diào) 電壓 /電流限制 MAX1667 18 14 電池決定 由電池決定 MAX1772 210 24 可調(diào) 電壓 /電流限制 MAX1873 6， 9or10 24 可調(diào) 電壓 /電流限制 MAX1908 210 24 可調(diào) 電壓 /電流限制 MAX1909 210 34 可調(diào) 電壓 /電流限制 MAX1713 116 —— 快速 /慢充 最大溫度 /最大 充電時(shí)間 表 4 基本通用充電芯片 型號(hào) 可充鎳鎘 /鎳氫電池?cái)?shù) 可充鋰電池?cái)?shù) 充電速率 結(jié)束方式 MAX1535 18 14 數(shù)字編程 /預(yù)充 /可調(diào)電池選擇 由電池決定 MAX1 18 14 數(shù)字編程 /預(yù)充 /可 由電池 7 535A 調(diào)電池選擇 決定 MAX1645 18 14 可調(diào) 由電池決定 MAX1645A 18 14 電池選擇 由電池決定 MAX1645B 18 24 電池選擇 由電池決定 MAX1647 18 14 數(shù)字編程 電壓 /電流限制 MAX1648 18 14 可調(diào) 電壓 /電流限制 MAX1667 18 14 可調(diào) 由電池決定 MAX1772 210 24 可調(diào) 電壓 /電流限制 MAX1908 210 24 可調(diào) 電壓 /電流限制 在本設(shè)計(jì)中。 *使用的電池類型：不同的電池需要不同的充電器。 *電流大小：充電的電流大小決定充電時(shí)間。 通過(guò)以上的對(duì)比，我們可以得出結(jié)論： 89C52 單片機(jī)是相對(duì)起來(lái)最好的芯片，本文也曾考慮過(guò) 87C51 單片機(jī)，但由于其價(jià)格比 89C52 高，而功能基本相同，故從性價(jià)比的考慮上本文 最后選取了 AT89C52 單片機(jī)作為系統(tǒng)的芯片 電池充電芯片的選擇 選擇電池充電芯片時(shí)需要結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用，具體的選擇標(biāo)準(zhǔn)有以下幾點(diǎn)。也就是說(shuō) 51單片機(jī)的 31 管腳控制著單片機(jī)程序是否從外部讀取： 31 腳接電源，程序從內(nèi)部讀??；接地，則從外部讀取。 而對(duì) 89C52 單片機(jī)來(lái)說(shuō)，在實(shí)際電路中可以直接和 8031 單片機(jī)互換，只是 在第31 腳有所區(qū)別。 由于 51 系列單片機(jī)的內(nèi)核都是一樣的，其開(kāi)發(fā)軟件和工具也都是一樣的，所以我將其統(tǒng)稱為 8051 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、環(huán)境等。這對(duì)于設(shè)計(jì)日用電器來(lái)說(shuō)，帶來(lái)了極大的便利。其相應(yīng)的價(jià)格同樣也降低了一些，特別適合在一些智能玩具，手持儀器等程序不大的系統(tǒng)環(huán)境下應(yīng)用； AT89C1051 在 AT89C2051 的基礎(chǔ)上，再次精簡(jiǎn)了串口功能，程序存儲(chǔ)器也縮減到了 1K，也價(jià)格更低。 ATMEL 公司生產(chǎn)的 51 系列單片機(jī)還有 AT89C205 89C1051 等芯片，這些芯片是在 89C52 的基礎(chǔ)上將一些功能精簡(jiǎn)掉后所 形成的精簡(jiǎn)版。這使采用單片機(jī)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短，而且的開(kāi)發(fā)設(shè)備 4 的要求降低。 在眾多系列的單片機(jī) 中，要算 ATMEL 公司生產(chǎn)的 89C52 單片機(jī)最為實(shí)用，因?yàn)樗坏?8051 的指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)帶有 4K的帶有 FLASH 工藝的程序存儲(chǔ)器 ROM。又因它們的絕大多數(shù)管腳也是兼容的，在使用上基本可以直接互換。后來(lái)，很多芯片廠商紛紛與 INTEL 公司合作，買(mǎi)進(jìn)了單片機(jī)的專利，也開(kāi)始推出各種類型的單片機(jī)。 8751 片內(nèi)也有 4K 字節(jié)的 EPROM，用戶可將自己編寫(xiě)的程序?qū)懭鐔纹瑱C(jī)片內(nèi)的EPROM，也可以根據(jù)需要?jiǎng)h除 EPROM 中的程序，可以達(dá)到反復(fù)燒寫(xiě)，但需要用紫外線照射一段時(shí)間后 擦 除，才能重新燒寫(xiě)。對(duì)于寫(xiě)入到 EPROM 的程序，無(wú)法進(jìn)行保密工作，也可以理解為無(wú)保密性。 8031片 內(nèi)不帶程序存儲(chǔ)器，使用時(shí)用戶須外接程序存儲(chǔ)器和一片鎖存器 74LS373，而其外接的程序存儲(chǔ)器多為 EPROM 的 27XX 系列。但本系統(tǒng)之所以采用 52 系列中的 89C52 單片機(jī)作為系統(tǒng)的芯片，是因?yàn)樗兄渌麊纹瑱C(jī)所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)的。 3 第二章 方案論證 ．器件的選擇 CPU 的選擇 “ 51 系列單片機(jī)”這個(gè)名字，對(duì)于學(xué)過(guò)單片機(jī)課程的人來(lái)說(shuō)，是非常熟悉的。本設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)控制的充電器選用 MAX1898 作為充電控制器件，單片機(jī)負(fù)責(zé)充電的控制和提示，是一種智能的充電器。一 部好的充電器不但能在短時(shí)間內(nèi)將電量充滿，而且還可以對(duì)電池能起到一定的維護(hù)作用，修復(fù)由于使用不當(dāng)而造成的記憶效應(yīng)，既容量下降（電池活性衰退）現(xiàn)象。 單片機(jī)系統(tǒng)不僅在一般的工業(yè)應(yīng)用有有著廣泛的用途，在家用電器中也很常用。中科院有關(guān)人士稱，鎳氫電池主要生產(chǎn)材料為金屬鎳和稀土金屬，而我國(guó)恰好稀土儲(chǔ)量非常豐富，為生產(chǎn)這種節(jié)能電池提供物質(zhì)基礎(chǔ)。 近幾年，國(guó)內(nèi)節(jié)能電池市場(chǎng)已被洋產(chǎn)品占領(lǐng)，不少人使用的 手機(jī)電池都是日本、美國(guó)進(jìn)口的。毫無(wú)疑問(wèn)。預(yù)計(jì)到 2021 年，便攜式電話可達(dá) 1800 萬(wàn)用戶，而小型蓄電池的年增長(zhǎng)率可達(dá)到 50%，這將為鋰離子蓄電池的發(fā)展開(kāi)拓廣闊的前景。 1 目錄 第一章 緒論 ................................................................................................. 2 第二章 方案論證 .......................................................................................... 3 ．器件的選擇 ............................................................................................................... 3 CPU的選擇 .......................................................................................................... 3 電池充電芯片的選擇 .......................................................................................... 4 太陽(yáng)能電池的選擇 ............................................................................................... 7 第三章 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .......................................................... 9 的介紹和特性 ................................................................................................... 9 如何使用 MAX1898 ................................................................................................. 27 如何在單片機(jī)系統(tǒng)中使用 MAX1898？ ................................................................. 29 關(guān)鍵部分的器件名稱及其在電路中的主要功能： .............................................. 31 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................ 34 系統(tǒng)程序流程圖 .......................................................................................... 34 結(jié)束語(yǔ) ......................................................................................................... 35 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................... 37 附錄 A： ..................................................................................................... 38 2 第一章 緒論 中國(guó)是半導(dǎo)體材料生產(chǎn)貿(mào)易大國(guó)，其市場(chǎng)規(guī)模居世界第五位。而通訊的快速發(fā)展亦使蓄電池需求增長(zhǎng)迅猛。從電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用方面看，自從離子蓄電池在國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)掀起熱潮后，國(guó)內(nèi)已開(kāi)始了相近的步伐。鋰電池將在空間、水下和地面的軍事以及特殊工業(yè)和民用領(lǐng)域中獲得更加廣泛的應(yīng)用和更加遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。鎳氫、鋰離子電池作為信息時(shí)代支柱產(chǎn)業(yè)，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，用途越來(lái)越廣泛，需求越來(lái)越大。在我國(guó) 863 計(jì)劃中，中科院物理所對(duì)鋰離子、鎳氫電池開(kāi)展基礎(chǔ)研究，同時(shí)在金融及資本市場(chǎng)上尋找合作伙伴，為科研產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化打基礎(chǔ)。手機(jī)電池的使用壽命和單次循環(huán)使用時(shí)間與充電維護(hù)過(guò)程和使用情況密切相關(guān)。 目前，而市場(chǎng)上賣(mài)的最多的是旅行充電器，但是嚴(yán)格從充電電路上分析，只有很小部分充電器才能被真正意義上被稱為智能控制，即本設(shè)計(jì)中所述的單片機(jī)控制。 本設(shè)計(jì)介紹的 智 能充電器在單片機(jī)的控制下，能夠完成充滿自停功能，多種充電方式選擇，充完顯示功能，太陽(yáng)能充電功能 和手拉式充電功能。 803805 8751 和 89C51 等等都是屬于“ 51 系列單片機(jī)”范疇之內(nèi)的。 首先，我們應(yīng)該先來(lái)簡(jiǎn)單的了解一下 51 系列單片機(jī)早期的代表： 803 805和 8751，以及它們之間的區(qū)別，從而可以看出使用 89C52 的優(yōu)點(diǎn)。用戶若想對(duì)寫(xiě)入 EPROM 的程序進(jìn)行修改，必須先用一種特殊的紫外線照射，將其擦除，之后才可以重新寫(xiě)入。 8051 片內(nèi)有 4K 字節(jié)的 ROM，無(wú)須外接程序存儲(chǔ)器，但是程序只能一次性有廠商代為燒寫(xiě)，無(wú)法更改寫(xiě)如內(nèi)容。 由于上述類型的單片機(jī)應(yīng)用的非常早，且影響很大，已經(jīng)成為了一種事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中，如 803 805 8751 和 89C51 等，由于它們的內(nèi)核都是一樣的，所以它們之間的指令系統(tǒng)是完全兼容的。所以，我們把這些與 8051 內(nèi)核相同的單片機(jī)統(tǒng)稱為“ 51 系列單片機(jī)”。這種工藝的存儲(chǔ)器用戶可以用電的方式擦除、寫(xiě)入，目前市場(chǎng)上用很多編程器都可以實(shí)現(xiàn)此功能。而且，寫(xiě)入片內(nèi) EEPROM 的程序開(kāi)可以進(jìn)行加密，從而使寫(xiě)入的程序得到保護(hù)。如 AT89C2051 去掉了 P0 口和 P2 口，內(nèi)部的程序 FLASH 存儲(chǔ)器也縮減到了 2K，封裝形式也從 51系列的 40引腳改為 20 引腳。 對(duì) 2051 和 1051 來(lái)說(shuō)，雖然減掉了一些資源，但它們片內(nèi)都集成了一個(gè)精密比較器，使得測(cè)量模擬信號(hào)帶來(lái)更大的方便：在外接幾個(gè)電阻和電容的情況下，就可以測(cè)量電壓、溫度等日常需 要的量。 并且， ATMEL 公司的 51系列單片機(jī)有很多的封裝形式，如 AT89C51 有 PDIP、 PLCC和 PQFP/TQFP 的封裝形式；而 AT89C205 AT89C1051 有 PDIP 和 SOIC 封裝形式。如 MCS5 Keil5 MedWin 等軟件均是針對(duì)8051 內(nèi)核單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件。因?yàn)?8031 內(nèi)部沒(méi)有 ROM， 31 腳需接地（ GND），在啟動(dòng)后就到外面程序存儲(chǔ)器讀取指令；而 8051/8751/89C52 因內(nèi)部有程序存儲(chǔ)器， 31腳接高電平（ Vcc），啟動(dòng)后直接在內(nèi)部讀取指令。其他管腳全部兼容。 *封裝：既芯片的大小，對(duì)于體積有要求的場(chǎng)合需要選擇合適的封裝。 *充電方式：即是快充、慢充還是可以控制充電過(guò)程。 Maxim 公司出品多種這樣的電池管理和充電芯片，常用的器件如表 14所示，讀我們可以參考表 1 并閱讀更詳細(xì)的 Maxim 產(chǎn)品手冊(cè)。選擇的是對(duì)鋰離子電池（ Li+）進(jìn)行充電的 MAX1898 充電管理芯片，并配合 89C52 形成一個(gè)完整的智能充電器。如輸出電源為交流 220V 或 110V，還需要配置逆變器。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。在溫差較大的地方