文档介绍：数理与信息工程学院
《单片机原理及应用》期末课程设计
题目: 基于单片机的智能充电器设计
专业: 计算机科学与技术(非师范)
班级: 计算机072班
姓名: 徐振宇
学号: 07220341
指导老师: 余水宝
成绩:
LM3S811
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目录
第1节引言 3
蓄电池的特点 3
3
4
智能充电器 4
本设计功能模块 5
第2节系统设计思路分析 6
智能化的实现 6
电池充电芯片的选择 6
如何选择电池充电芯片 6
芯片MAX1898 的特点 7
MAX1898 的充电工作原理 7
第3节系统主要硬件电路设计 10
主要器件 10
电路原理图及说明 11
第4节系统的软件设计 14
程序流程 14
程序说明 14
结束语 17
参考文献 18
附录 19
基于单片机的智能充电器设计
数理与信息工程学院计算机科学与技术徐振宇
指导教师:余水宝
第1节引言
目前,一部分的充电器不但能在很短的时间里将电量充足,而且还可以对电池起到一定的维护作用,修复由于使用不当造成的记忆效应,即容量下降现象。设计比较科学的充电器往往采用专用充电控制芯片配合单片机控制的方式。专用的充电芯片可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号,比较精确地结束充电工作,通过单片机对这些芯片的控制,可以实现充电过程的智能化,例如,在充电后增加及时关键电源、蜂鸣报警和液晶显示等功能。充电器的智能化可以缩短充电的时间,同时能维护电池,延长电池使用寿命。
51系列单片机也是当前使用最为广泛的8位单片机系列,其丰富的开发资源和较低的开发成本,使51系列单片机现在以致将来都仍会有强大的生命力。在众多的51系列单片机中,AT89系列单片机在我国得到了极其广泛的应用,AT89系列单片机是美国Atmel公司的8位机产品。它的特点是片内有Flash Memory是一种电可摩除和电写入的闪速存储器(记为FPEPROM),在系列的开发过程中可以很容易地进行程序修改,使开发调试更为方便。随着社会的不断发展,人们使用各种家电设备、仪表以及工业生产中的数据采集与控制设备也在逐步走向智能化,所以充电器有它的巨大发展空间,同时电子产品的不断更新。51单片机在实现手机电池充电器方面的应用
就更有意义。
为了完成智能充电器的设计,我将进行以下工作:
分析充电的实现和智能化的实现方法,选择合适的充电电池芯片。
2)进行硬件电路的设计,绘制充电电路原理图。
3)进行软件设计,设计程序代码。
蓄电池的特点
目前常用的四种化学电池是铅酸电池(PbSO4)、锂离子电池(Li+)、镍铬电池(NiCd)和镍氢电池(NiMH)。由于环保问题和对电池的要求越来越高等综合因素,推动了新电池技术的发展。
镍铬电池的容量比镍氢电池或锂离子电池低,具有低阻抗特性,对于需要短时间大电流的应用场合很具吸引力。但镍铬电池如果未经充分放电又进行充电,或者长时间处于小电流放电状态,就会产生枝状晶体,引起“记忆效应”,从而导致电池内阻变大,容量变小,缩短了电池寿命。如果在充电前进行完全放电,使每节电池的电压降到1·0V左右,就能消除引起“记忆效应”的枝状晶体,恢复电池的性能。镍氢电池具有较高的容量,但其自放电率也较高,约为镍铬电池的二倍。在初始阶段其放电率尤高(每天放掉1%)。所以镍氢电池不宜用于需要长时间保持电池容量的场合就充电方式而言,两种电池非常相似,都是以恒流的方式进行充电,可采用快速、标准或者涓流的方式进行充电。它们都能以超过2C(C为电池容量,单位为安培)的速率进行充电(但一般采用C/2速率)。由于存在内部损耗,充电效率一般小于100%,所以,在采用C/2的速率充电时,通常需要两个多小时才能把电池充满。充电过程中的损耗随着充电速率和电池的不同而不同。在恒流充电时,电池电压会缓慢达到峰值(ΔV/Δt变为0),镍氢电池需在这个峰值点终止快速充电,镍铬电池的充电须在峰值点后当电池电压开始
下降时(ΔV/Δt变为负)即终止快速充电,否则会导致电池内压力和温度上升而损坏电池。当充电速率大于C/2时,则要监测电池的电压和温度,因为当电池快充满时,电池的温度会急剧上升。对于镍铬电池和镍氢电池,还可以采用比较简便的涓流充电,这时只会造成极小的温升,不会损坏电池,也就无需终止涓流充电或者监测电池的电压。允许的最大涓流随着电池类型和环境温度的不同而不同,典型条件下C/15较为安全。
锂离子电池
过去几年中,电池技术领