智能型充电器的电源和显示的设计毕业设计说明书(论文)

基于MAX1898的智能充电器设计在人们日常工作和生活中，充电器的使用越来越广泛。

从随身听到数码相机，从手机到笔记本电脑，几乎所有用到电池的电器设备都需要用到充电器。

充电器为人们的外出旅行和出差办公提供了极大的方便。

单片机在电池充电器领域也有着广泛的应用，利用它的处理控制能力可以实现充电器的智能化。

充电器各类繁多，但从严格意义上讲，只有单片机参与处理和控制的充电器才能称为智能充电器。

1实例说明随着手机在世界范围内的普及使用，手机电池充电器的使用也越来越广泛。

本章将通过一个典型实例介绍51单片机在实现手机电池充电器方面的应用。

实例所实现的充电器是一种智能充电器，它在单片机的控制下，具有预充、充电保护、自动断电和充电完成报警提示功能。

实例的功能模块如下。

・单片机模块：实现充电器的智能化控制，比如自动断电、充电完成报警提示等。

・充电过程控制模块：采用专用的电池充电芯片实现对充电过程的控制。

・充电电压提供模块：采用电压转换芯片将外部+12V电压转换为需要的+5V电压，该电压在送给充电控制模块之前还需经过一个光耦模块。

・C51程序：单片机控制电池充电芯片实现充电过程的自动化，并根据充电的状态给出有关的输出指示。

2设计思路分析要实现智能化充电器，需要从下面两个方面着手。

（1）充电的实现。

它包括两部分：一是充电过程的控制；二是需要提供基本的充电电压。

（2）智能化的实现。

在充电器电路中引入单片机的控制。

2.1 为何需要实现充电器的智能化充电器实现的方式不同会导致充电效果的不同。

由于充电器多采用大电流的快速充电法，在电池充满后如果不及时停止会使电池发烫，过度的充电会严重损害电池的寿命。

一些低成本的充电器采用电压比较法，为了防止过充，一般充电到90%就停止大电流快充，而采用小电流涓流补充充电。

手机电池的使用寿命和单次使用时间与充电过程密切相关。

锂电池是手机最为常用的一种电池，它具有较高的能量重量比、能量体积比、具有记忆效应，可重复充电多次，使用寿命较长，价格也越来越低。

毕业设计附件题目：智能充电器的设计姓名：王研学号：16学院：信息学院专业：电子信息工程指导教师：萍协助指导教师：2011年5月23日目录开题报告 (1)翻译外文资料及译文 (2)程序清单和图纸 (3)北京联合大学毕业设计（论文）开题报告题目：智能充电器的设计专业：电子信息工程指导教师：萍学院：信息学院学号：16班级：0708030303 ：王研一、课题任务与目的任务：针对电动车常用的动力电池的特点，以单片机作为控制芯片，结合国内外现行的各种充电技术和充电器设计方案，设计一款基于单片机控制的智能充电器，以达到最佳的充电效果，使智能充电器具有良好的性能指标，电路简单可靠。

研究目的：随着能源的日益紧缺和大气污染的加剧，作为新型交通工具的电动车的研究日益受到重视，从我国国情和人们的消费水平出发，电动车具有广阔的发展前景。

作为电动车核心部件的电池及其充电器，其性能的优劣，直接影响电动车的质量状况。

针对电动车充电技术的要求，为了使电动车充电器获得良好的性能指标，必须寻找最佳的充电模式，我要设计一款基于单片机控制的智能充电器，涓流充电、大电流充电、过充电和浮充电组合起来的充电方式，这种充电方式经理论和实践表明，可达到最佳的效果，使得蓄电池具有较高的使用容量和较长的循环寿命，可满足不同电动车动力电池的复杂充电要求，为提高蓄电池的性能和可靠性提供有效的途径，对环保、节能型电动车和充电器的设计和开发具有重要的意义，同时，研制性能良好的智能充电器，会带来显著的经济效益和良好的社会效益。

二、调研资料情况1 电动车用电池的现状和发展趋势电池作为电动车动力来源，目前应用于电动车的可充式二次电池主要有:铅酸(Lead Acid)电池、镍福(Nickel Cadmium)电池、镍氢(Nickel Metal Hydride)电池和锂(Lithium)电池[1]。

（1）镍一氢电池(Ni-MH )此类蓄电池的比能量高，寿命长，有较高的比功率，污染轻等优点，被认为是较好的电动车用蓄电池。

目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第1章概述 (2)第一节绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 常见充电电池特性及其充电方式 (3)1.3主要芯片的选择 (5)1.4 液晶显示模块的选择 (7)第二节毕业设计任务和要求 (8)第2章硬件电路设计 (10)第一节液晶显示模块的两种访问方式接口电路 (10)第二节硬件电路主要芯片 (12)2.2.1 Atmega16L主要引脚说明 (12)2.2.2 Atmega16L的存储器 (13)2.2.3 Atmega16L的时钟电路 (14)2.2.4 Atmega16L的系统复位 (14)第三节 LCD液晶显示 (15)2.3.1 LCD的显示原理 (15)2.3.2 液晶显示控制驱动器 (17)2.3.3 液晶显示模块的特点 (18)第四节电源电路的设计 (20)第五节硬件电路设计 (21)第六节 PROTELL99的应用简介 (22)第3章软件设计 (23)3.1 用C语言开发单片机的优势 (23)3.2 液晶显示汉字或字符的原理 (24)3.3 LCD模块的指令说明 (25)3.4 液晶显示界面 (27)3.5 系统程序流程图 (27)第4章系统调试过程 (31)第一节系统调试软件介绍 (31)4.1.1 ICCAVR编译器简介 (31)4.1.2 ICCAVR的设置 (32)第二节调试过程 (35)第五章毕业设计总结 (40)第一节主要成果 (40)第二节经验总结和感谢 (40)参考文献 (41)附录1外文资料译文 (39)附录2外文资料原文 (42)附录3部分源代码 (45)附录4硬件原理图 (62)。

摘要随着便携式电子设备的普及和充电电池的广泛应用，充电器的使用也越来越广泛，但其性能却跟不上电池的发展要求，其电路设计存在较大的缺陷。

针对目前市售充电器的技术缺陷，本文应市场需求设计了一款智能镍氢电池充电器。

本智能充电器具有检测镍氢电池的状态；自动切换电路组态以满足充电电池的充电需要；充电器短路保护功能；以恒压充电方式进入维护充电模式；充电状态显示的功能。

本文充分考虑了国内外的设计方案，在设计中针对市场需求，在功能上进行了适当调整，以满足用户对高性价比的需要。

功能适用、价格低廉、电路简化是本设计的重点。

关键词：维护充电、充电电池、智能充电AbstractAlong with the prevalence of the portable devices and cells used widely, chargers are implicated in more fields than before. But the performance of the chargers is far too behind the requirement of the developing cells. With the demerit of the available chargers, this paper designs an intelligent Ni-Mn cells charger. The features of the intelligent charger are depicted as follows, detecting the state of the recharge cells, automatically switching the module of the circuit to meet the demand of the cells, short protection for the charger, maintenance charge module with constant voltage and current, state showing. This paper considers designations from home and abroad fully and adjusts a few functions of the circuit to satisfy the user requirement of high performance-price ratio. The focus of this designation in this paper is proper function, low-cost, and simplified circuit.KeyWords:maintenance charge module、Rechargeable batteries、intelligent charge目录1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.1.1 充电器的设计背景 (1)1.1.2 常见充电电池特性及其充电方式 (2)1.1.3 市场需求情况及发展趋势 (3)2 镍氢电池特性 (5)2.1镍氢电池化学特性 (5)2.2镍氢电池重要参数 (6)2.3镍氢\镉电池的充放电特性 (6)2.4镍氢电池的充电状态 (7)3 设计方案分析 (8)3.1最普通的充电器电路 (8)3.2多功能充电器 (9)3.3智能充电器典型电路 (10)3.4本设计采用的充电器设计方案 (10)4 硬件电路设计 (12)4.1系统功能模块分析 (12)4.2充电器工作原理 (13)4.3硬件电路实现 (13)5 硬件电路参数分析 (18)5.1 智能充电器硬件参数分析 (18)5.1.1 市电输入保护电路 (18)5.1.2 电压变送电路 (19)5.1.3 电流输出控制电路 (21)5.1.4 电压检测电路 (24)5.1.5 过流保护和显示电路 (25)总结 (26)谢辞参考文献附录1充电器电路全图附表2元器件的数量、规格、封装1 绪论1.1 概述1.1.1 充电器的设计背景如今，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。

毕业论文智能电池充电器的设计Newly compiled on November 23, 2020A n h u i V o c a c t i o n a l&T e c h n i c a l C o l l e g e o f I n d u s t r y&T r a d e毕业论文智能电池充电器的设计Design of intelligent charger电气与信息工程系所在系院：应用电子技术专业班级：学生学号：学生姓名：指导教师：2013年 3 月 18 日安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文）任务书系（院）电气与信息工程系专业应用电子技术班级 2班学生姓名学号一、题目：智能电池充电器的设计二、内容与要求：1.智能充电器的设计所涉及的基本内容大概有：第一，有关铅蓄电池的电化学原理和充放电原理。

第二，关于充电器对铅蓄电池充电的原理及其电路设计。

第三，充电器对充电过程的检测及其自动转换。

2.阐述了该充电器的充电方式、控制方法的设计以及整个电路的分析。

三、设计（论文）起止日期：任务下达日期：年月日完成日期：年月日指导教师签名：年月日四、教研室审查意见：教研室负责人签名：年月日安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文）成绩评定专业、班级 10应电（2）班学生姓名完成日期题目：智能电池充电器的设计毕业设计（论文）共 29 页，其中：图 19 幅，表 2 个毕业设计（论文）指导小组评定意见：毕业论文成绩的评定：系（院）负责人签名：年月日智能电池充电器的设计摘要本文着重介绍了慢脉冲智能充电方法的应用，同时还介绍了关于慢脉冲快速充电方法的基本原理，其中本文主要以对电瓶的充电为例，利用慢脉冲快速充电的方法来提高充电速度。

在充电过程中主要选择用单片机控制，实现对过冲保护。

该系统具有自动化程度高、运行费用低、工作可靠性能强等优点。

由于铅酸蓄电池维护简单、价格低廉、供电可靠、使用寿命长，广泛作为汽车、飞机、轮船等机动车辆或发电机组的启动电源，也在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中用作一些电器及控制回路的工作电源。

智能快速充电器摘要：本文介绍了一种智能快速充电器的设计过程。

该充电器基于Motorola公司的MC68HC908SR12单片机为控制核心，将SR12特有的模拟电路模块、高精度A/D转换、I2C总线接口以及高速PWM等功能运用到充电控制中，详细讲述了其硬件和软件的设计过程，并从元器件筛选、PCB板绘制和软件设计等方面介绍了该充电器抑制和防电磁干扰的措施。

关键词：单片机A/D转换I2C总线传感器电磁干扰1、引言随着便携式设备不断小型化、轻量化和高性能化，作为其电源的二次电池的使用率日益提高。

我单位于1998年在对充电器市场调研后，设计开发了“ZXG－99型智能快速充电器”，1999年设计定型，同年投入生产，截止到2001年底，已经累计生产了5000多部，取得了一定的社会效益和经济效益。

今年又签定了几千部的生产合同，但是随着产量的逐年增加，以及二次电池市场的不断变化，该产品在设计中的不足越来越明显。

主要有以下几点：a．“ZXG－99型智能快速充电器”的中央微处理器选择的是OTP型单片机，不具有片上FLASH存储器，程序固化后不能更改，这在产品批量生产时十分不便，而且随着市场上二次电池的充电特性不断变化，设计人员要及时更改充电控制参数或开发新的充电算法，这样对已出厂的产品只能更换新的MCU，增加了生产成本；b．“ZXG－99型智能快速充电器”只能对镍镉电池（Nicd）和镍氢电池（NiMH）充电，没有涉及锂离子电池，主要原因是当时锂离子电池的普及率低，价格高。

但是锂离子电池具有较高的能量重量比和能量体积比、无记忆效应、可多次重复充电、使用寿命长等优点，促进了便携式产品向更小更轻的方向发展，使得选用单节锂离子电池供电的产品越来越多，同时其价格也越来越低。

今后二次电池的主流将是锂离子电池，作为一个完整的产品应该将其纳入到设计中；c．该OTP型单片机的A/D采样值只有8位，在对电池进行-△V检测中精度不够，不能对充电过程实行更精确的控制。

摘要随着社会的进步和科技的发展，便捷式移动设备与日俱增，而给便捷式移动设备提供动力的电池也不断更新发展，从曾经的镍镉电池到镍氢电池再到现在锂离子电池。

锂离子电池具有较高的能量重量和能量体积比，无记忆效应，可重复充电次数多，使用寿命长等一系列的优点而被广泛应用，成为了现在的主流，同时价格也越来越低。

一个充电电池的重复使用需要一个充电器，一个良好的充电器可延长电池的使用寿命。

本论文以单片机STC89C52和充电芯片MAX1898为核心，加上液晶、稳定的电源、限压、限时和恒流等控制电路，构建一种智能型液晶显示充电器。

此充电器具有较高的测量精度，可很好的控制充电电流的大小，适时的调整，并可根据充电的状态判断充电的时间，及时终止充电，以避免电池的过充。

对基于单片机的充电器的智能部分的设计与实现的研究，是本论文研究的主要任务。

关键字：智能充电器；MAX1898；STC89C52；充电控制；液晶显示。

AbstractAlong with the progress of society and development of technology, portable mobile devices is growing, and the batteries that provide power for portable mobile devices are also constantly updating and developing from nickel-cadmium batteries to the nickel-metal hydride batteries until current lithium-ion batteries. Because of lithium-ion batteries have a series of advantages such as high energy weight and energy volume ratio, no memory effect, can be recharged more times, long life, they are widely used and being the mainstream now. At the same time, their prices are lower and lower. Repeatedly use of a rechargeable battery requires a charger, and a good charger can extends battery life. In this paper, making charging IC MAX1898 and SCM STC89C52 as the core, together with control circuit like liquid crystal, a stable power supply, threshold voltage, limited time and constant electric current, then build an intelligent LCD charger. This charger has a high precision. It can control the capacity of charge current, and adjust it when needed. Also it determine the time of charging according to the state of charging, and suspending charging in order to avoid overcharging when the capacity of the battery is full. The main work of this paper is the design and realization of intelligent part of the charger based on SCM .Keywords: intelligent charger; MAX1898; STC89C52;charge control;LCD.目录引言 (1)1 设计要求 (1)2 设计构思及理论 (1)锂离子充电原理 (2)3 方案选择 (2)4 原理方框图 (3)5 硬件电路实现 (4)电源电路设计 (4)振荡电路设计 (5)单片机整体电路设计 (6)LCD显示电路设计 (8)电压采样电路设计 (11)温度传感器18B20电路设计 (12)充电电路电源开关控制电路设计 (13)充电电路设计 (13)充电器总电路图及PCB图 (16)充电器总电路图 (16)充电器PCB图 (16)6 软件设计说明 (17)实现功能 (17) (19)数据定时更新程序设计 (19)定时器初始化程序设计 (20)LCD显示程序 (22)温度传感器18B20程序设计 (23)6 工程设计制作及调试分析 (27)PCB板的制作 (28)手工焊接 (28)硬件调试 (28)软件调试 (28)7 结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录 (31)引言锂离子电池具有较高的能量重量和能量体积比，无记忆效应，可重复充电次数多，使用寿命长等一系列的优点而被广泛应用于心脏起搏器、电子手表、计算器、录音机、手机、笔记本、导弹点火系统、大炮发射设备、潜艇、鱼雷和飞机等设备上，成为了现在的主流。

智能型充电器电源和显示的设计摘要手机在我们的日常生活中变得越来越重要。

您需要使用手机，拨打电话，发送短信，浏览互联网，观看电影，观看歌曲，玩游戏等。

随着大屏幕和高频移动电话的出现，锂离子电池变得越来越重要，其锂离子电池充电器也吸引了消费者的注意。

主题主要是基于单片机的锂离子充电器设计，其设计允许AT89C52和MAX1898控制预充电，快速充电和恒压充电。

该设计可以通过LCD 12864监控充电过程的各种条件，实现简单的电路，低成本和良好的充电效果，包括高安全性，短消耗，小电池损坏和一般用户符合要求本文还介绍了MAX1898充电器芯片充电器核心器件，AT89C52微控制器和LCD12864。

智能充电器具有检测锂离子电池状态，自动切换充电模式以满足电池充电要求，并显示充电电压的功能。

时序关闭MAX1898的功率，降低功耗并延长其使用寿命。

关键词：锂电池；充电器；单片机；AT89C52；MAX1898；LCD12864AbstractIn our daily lives, mobile phones have become increasingly important. We often need to use the phone, making phone calls, text messaging, Internet, watching movies, listening to music, play games and so on. With the advent of large screen and high-frequency mobile phone, the Li-on batteries become more important, its Li-on battery charger by the consumers attention.The main topic is to design a micro control unit based on Li-on battery charger which is designed by AT89C52 and MAX1898 that can be controlled to achieve the pre-charging, fast charging and constant voltage charging. The design can monitor the charging process in each state and the circuit is very simple, low cost, and a good charging effect, including the character of safe, short time consuming, small battery damage and have met the requirements of general using. The article also has a more detailed introduction to the core device MAX1898, AT89C52 and LCD12864.The smart charger has the funtion of the state detection of Li-on battery, switching to charge mode automatically to meet the requirement of the battery,charging voltage displaying.Key words: Li-on battery；Charger；SCM；AT89C52；MAX1898；LCD12864目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (5)1.1 课题背景 (5)1.2 充电器的智能化需求 (5)1.3 国内外研究动态 (6)1.4 毕业设计任务和要求 (6)1.5 智能充电过程 (6)2 锂离子电池 (7)2.1 锂金属电池与锂离子电池 (7)2.2 锂离子电池基本原理 (8)2.3 锂离子电池注意事项 (8)3 硬件设计 (9)3.1 设计思路概述 (9)3.2 硬件电路主要芯片芯片 (9)3.2.1 芯片MAX1898主要引脚说明 (9)3.3 温度传感器DS18B20 (13)3.4 AT89C52单片机 (14)3.5 LCD的显示 (18)3.5.1 LCD的显示原理 (18)3.5.2 液晶显示控制驱动器 (20)3.5.3 液晶显示模块的特点 (21)3.6 ADC0832模数转换芯片简介 (22)4 软件设计 (23)4.1 充电流程设计 (23)4.2 单片机控制设计 (25)5 系统调试 (28)5.1 系统测试介绍 (28)5.2 硬件测试 (28)5.2.1 动态调试 (28)5.3 软件测试 (28)6 结语 (29)参考文献 (30)附录1 完整电路原理图 (33)附录2 仿真图 (34)附录3 源程序 (35)外文翻译 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

一、概述随着电子技术的飞速发展，各种各样的电子产品也向着便携式和小型轻量化的方向发展，更多的电子产品都是基于电池供电。

因此对充电电池的性能和工作寿命的要求不断地提高，需要对充电过程进行更精确地监控，从而缩短充电时间，达到最大的电池容量，延长电池工作寿命。

本设计是一种基于单片机的锂离子电池充电器，主要介绍了的硬件设计的充电控制电路和光耦隔离电路以及电池的充电过程。

二、充电控制电路设计充电芯片ＭＡＸ１８９８的内部电路包括电压检测器、充电电流检测器、输入电流调节器、定时器、温度检测器和主控器。

图１是ＭＡＸ１８９８芯片外围充电控制电路，ＭＡＸ１８９８配合外部晶体管可以组成完整的单节电锂离子（Ｌｉ＋）电池充电器。

ＭＡＸ１８９８芯片能提供用于监视充电状态的输出、输入电源是否与充电器连接的输出指示和充电电流指示。

ＭＡＸ１８９８芯片能提供精确的恒流／恒压充电，电池电压调节精度为±０.７５％，提高了电池性能并延长了使用寿命。

充电电流由用户设定，采用内部检流，无需外部检流电阻。

最大的特点是在不使用电感的情况下仍能保持很低的功率耗散，可以实现预充电，具有过压保护和温度保护功能以及为锂电池提供二次保护。

三、光耦隔离电路的设计要实现５１单片机对ＭＡＸ１８９８的智能控制，必须加入光耦进行电器隔离，才能方便设计实现。

光耦隔离电路的设计部分主要核心元件是６Ｎ１３７，光耦隔离电路如图２所示，Ｕ１０为光耦隔离芯片６Ｎ１３７，其输入为ＬＭ７８０５产生的５Ｖ电压，输出为经过隔离的５Ｖ电压，芯片的２脚和单片机的Ｐ２.１相连，由单片机控制适时地关闭充电电源。

该部分主要作用是在充电完成后实时的切断电源，防止电池的过温过压损坏电池。

四、电池充电过程锂离子电池的特点是具有较高的能量重量比、能量体积比，具有记忆效应，可重复充电多次，使用寿命较长、价格也越来越低。

然而，锂离子电池的不足之处在于对充电器要求比较苛刻，需要保护电路。

有效利用电池容量，需将锂离子电池充电至最大电压，可是过压充电会造成电池损坏。