基于单片机的智能充电器设计 毕业设计论文
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毕 业 设 计（论 文）
设计（论文）题目： 基于单片机的智能充电器设计
系 别： 电子系
专 业： 电子信息
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基于单片机的智能充电器设计
摘要
随着电子技术的不断发展，便携式设备扮演了重要的角色，而小型款便携式的手机充电器可以便利和丰富人们的生活。本文从锂电池的结构原理着手，通过的锂电池性能及常用充电方法的研究比较，以及结合目前手机充电器的使用情况，设计一款由新型微处理器，针对市场上常见手机锂电池的充电器智能充电电路控制功能
本次设计是基于AT89C51单片机的智能充电器的设计方法。该充电器可以实现采集电池的电压和电流，并对充电过程进行智能控制。它可以自动计算电池的已充电量和剩余的充电时间，也可以改变参数来适应各种不同电池的充电。系统中的管理电路还具有保护功能，可以防止电池的过充和过放对电池造成损害。
[关键词]:充电器 单片机 智能
目录
绪 论 ....................................................................... 1
第1章 智能充电器的概述 ..................................................... 2
1.1.1充电器设计思想 ................................................ 2
1.1.2锂离子电池充电模式 ............................................ 2
1.2智能充电器定义 ....................................................... 2
1.3设计任务及要求 ....................................................... 3
1.4设计方案论证 ......................................................... 3
第2章 硬件设计 ............................................................. 4
2.1 处理器 .............................................................. 4
2.1.1单片机的定义 ................................................... 4
2.1.2单片机的应用领域： ............................................. 4
2.1.3单片机基本组成与内部结构 ....................................... 5
2.1.4 单片机的工作过程 ............................................... 6
2 . 2 采样部分 .......................................................... 8
2.2.1 模/ 数转换器AD574 ............................................. 9
2.2.2 电流传感器MAX471 ............................................. 11
2.2.3 控制器 ........................................................ 12
第3章 软件设计 ............................................................ 16
3.1 PWM软件技术的基本原理 .............................................. 16
3.2 程序功能 ........................................................... 18
3.3 单片机控制程序设计 ................................................. 18
3.4 定时器0和外部0程序设计 ........................................... 20
心得体会 ................................................................... 23
致谢 ....................................................................... 24
参考文献 ................................................................... 25
附录1： ................................................................... 26
附录2：定时器0与外部中断0程序 ........................................... 27
1 绪 论
目前, 市场上手机充电器种类繁多, 但其中也有很多质量低劣的不合格产品。其主要问题出现在: 与交流电网电源的连接,电源端子骚扰电压, 辐射骚扰场强和充电电压几个方面。另外, 一些产品的低温性能、额定容量、放电性能、安全保护性能等方面存在质量问题。这些质量问题会影响到手机的正常使用, 还会影响手机的使用寿命, 严重时还可能伤害消费者。电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。由于化学物质的不同，电池有自己的特性。设计充电器时要仔细了解这些特性以防止过度充电而损坏电池。
与此同时，一方面厂家为了迎合消费者的使用需求，开发出了具有监控和数字模块显示等诸多功能的手机电池充电器，一定程度上满足了消费者对新潮的追求；但是另一方面，这却增加了企业的制造成本，面对激烈的竞争，厂家不断在手机及其附属设备上大打价格战，降低了利润空间，这就要求厂家在开发新产品时能够在满足消费者使用要求的情况下，尽量降低制造成本。因此，制造出结构简单、成本低廉却能满足消费者使用需求的产品就成为了各个厂家竞相追逐的目标。
2 第一章 智能充电器的概述
1.1充电器设计思想
所有充电器其实都是由一个稳定电源（主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流）加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。充电器上所标注的输出参数：比如输出4。4V/1A、输出5.9V/400mA……就是指内部稳压电源的相关参数。明白了这个道理，你会知道一个充电器很容易改成一个质量优良的稳压电源！ 比如输出4.4V可以给4.5V的设备用，5.9V的可以给6V的设备用…… 常用锂离子（lion）电池的充电器采用的是恒流限压充电制，充电电流一般采用C2左右----即采用两小时充电率，比如500mah电池采用250ma充电大约两小时达到4。2V后再恒压充电。锂电池并不适合采用NIMH电池高级快速充电器所用的-DV/DT检测快速充电方式，因为锂电池对充电电流有严格的限制.锂离子（Li+）非常活泼，大电流充电很容易产生危险。本次设计通用型智能充电器时．需要充分考虑电池的充电特性，针对电池的特性给出充电的模式以及相应的算法．
1.1.1锂离子电池充电模式
在锂离子电池充电采样时，测量到的电压是电池的在线电压，一般在线电压要高于静态电压（与内阻有关）．在充电器设计中，对锂离子电池充电各阶段转换判断的测量参数只有在线电压，电压采样偏差小于 0.05 V．
1.2智能充电器定义
可充电电池具有较高的性能价格比、放电电流大、寿命长等特点，广泛应用于各种通信设备、仪器仪表、电气测量装置中。锂离子电池具有不同的充电特性和过程。不同的电池应采用不同的充电控制技术。常用的控制技术有：电压负增量控制、时间控制、温度控制、最高电压控制技术等。其中电压负增量控制是目前公认的较先进的控制方法之一。充电时，当测量到电池电压负增量时就可以确定该电池己经充满，从而将充电转变为涓流充电。时间控制预定充电时间，当充电时间达到后，使充电器停止充电或转为涓流充电，这种方法较安全。温度控制法是当电池达到充满状态时，电池温度上升较快，测量电池温度或温度的变化，从而确定是否对电池停止充电。最高电压控制则是根据充电电池的最高允许电压来判断充电状态，这种方法灵活性较好。由于能力和时间关系本设计设计一种智能充电器，能对锂离子电池进行充电，并对充电电池具有自动检测能力。
3 1.3设计任务及要求
设计一个系统可以进行智能充电：
1.对锂电池电池快速充电；
2.自动检测充电过程；
3.有多种终止方式；
4.具有输入交流电压保护、输出电流过流保护、过冲电保护功能。
1.4设计方案论证
可以用数字电路来实现，它的原理比较简单，主要用集成块实现，虽然集成块的价格比较便宜，但和我们的专业接触的不多；也可以用PLC实现，但由于制作过程比较繁琐并且编程框图较复杂。对于我们来说较难实现。还可以用单片机来完成，它的功能强大制作简单，并且外围元件也很少。并且与我们学习的51单片机联系紧密，能将我们所学习的知识用于实际，对巩固所学知识有重要意义，所以本设计采用的是单片机技术来实现的。
