基于-单片机的无线充电器设计

基于单片机的智能充电器设计毕业论文目录1 绪论 (1)1.1课题研究的背景、目的及意义 (1)1.2国外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国研究现状 (2)1.3研究容与章节安排 (5)2 方案比较和选择 (6)2.1总体设计框图 (6)2.2电源模块 (7)2.2.1电源方案的选择 (7)2.3充电方法 (8)2.3.1锂电池的充电特性 (8)2.3.2充电方案的选择 (9)2.4 SOC估算方法 (10)2.4.1 SOC估算方法的选择 (10)2.5通信方式 (11)2.5.1 通信方式的选择 (11)2.6本章小结 (12)3 硬件设计与实现 (13)3.1单片机电路 (13)3.2充电电源电路 (16)3.2.1变压电路 (16)3.2.2整流、滤波电路 (17)3.2.3 TL494脉宽调制电路 (17)3.2.4 DC-DC电路 (19)3.3电压采集电路 (19)3.4温度采集电路 (21)3.5报警电路 (21)3.6本章小结 (22)4 软件设计与实现 (23)4.1软件开发环境 (23)4.1.1 Qt5.4集成开发环境 (23)4.2单片机程序设计 (23)4.2.1 整体设计逻辑概述 (23)4.2.2 电压、温度数据采集 (24)4.3上位机软件程序设计 (25)4.3.1 整体设计概述 (25)4.3.2 程序逻辑流程图 (25)4.3.3 UI界面 (25)4.4 上下位机的通信设计 (27)4.4.1 通信协议概述 (27)4.4.2 上下位机通信流程图 (27)4.5 本章小结 (28)5 调试与分析 (29)5.1充电电路检测 (29)5.2温度电路检测 (30)5.3电压电路检测 (31)5.4充电器运行检测 (32)5.5 本章小结 (33)6 总结与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1 绪论如今随着人们物质生活水平的提高，人们的出行越来越离不开电动交通工具，尤其是锂电池电动自行车。

基于单片机的智能充电器设计
0 引言
电子技术的快速发展使得各种各样的电子产品都朝着便携式和小型轻量化的方向发展，也使得更多的电气化产品采用基于电池的供电系统。

目前，较多使用的电池有镍镉、镍氢、铅蓄电池和锂电池。

它们的各自特点决定了它们将在相当长的时期内共存发展。

由于不同类型电池的充电特性不同，通常对不同类型，甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器，但这在实际使用中有诸多不便。

本文介绍一种基于单片机的智能充电器的设计方法。

该充电器可以实时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，可防止电池的过充和过放对电池造成。

1 智能充电器的硬件设计
该智能充电器采用的是分布式控制方法，它由充电电路、充放电控制电路、显示和接口电路组成，图1 所示是其电路组成框图。

1.1 充电电路的设计
电池充电有恒压、恒流两种充电方式，事实上，恒压、恒流源电路也是充电电路的主要组成部分。

由于各种电池对充电电压和充电电流的要求不同，因此，实现智能充电必须根据各种电池的自身要求来调整充电电压和充电电流的大小。

这里选择bq2054 集成电路作为恒压、恒流源模块来对电池进行充电。

为了保
证电池的安全，当电池电压和温度超过设定的极限值时，bq2054 将禁止对电池进行充电。

而当电池电压小于低电压阀值时，bq2054 将用恒流方式进行充电。

图2 所示是该智能充电器的恒压恒流电路原理图。

图2 中的GB+、GB-分别。

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：电子信息班级：姓名：学号：指导教师：完成时间：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)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。

Microchip PIC单片机无线充电方案开发Microchip PIC单片机推出的全新MCU系列配备了双通道的高性能16位/24位模拟前端(AFE)，为表具开发提供了精确、可靠、易用和兼具成本效益的解决方案，其性能超过了国际电工委员会(IEC)的0.5级。

该系列具有64或128 KB的闪存程序存储器和4 KB RAM，以实现分时电价和复费率功能;高度集成了多种外设，包括LCD驱动器、硬件实时时钟/日历(RTCC)和采用电容式触摸用户界面的充电时间测量单元(CTMU)。

还提供电能计算固件、一块开发板和参考设计，形成了一个完整的解决方案，从而可以降低各种智能计量和电能监测应用的成本并缩短产品上市时间。

Microchip的PIC18F87J72单片机系列满足了市场对集成智能电能计量和功率监测的MCU的需求。

这些新款MCU扩展了Microchip现有电能计量和功率监测MCU产品线。

客户现在可以出于小尺寸的需要而选择带有AFE的PIC18F87J72 MCU，也可以为了实现最大的灵活性而选择将独立的Microchip MCP390X AFE和标准PIC MCU配合使用。

”开发支持用于评估的PIC18F87J72单相电表参考设计(部件编号ARD00280)可通过Microchip的销售代表获得。

采用电能计算固件和具有GUI辅助软件校正功能的分流型单相电表参考设计可以实现有功/无功电能、正向/反向电能、有功/无功/视在功率和RMS电流/电压的计算。

客户可根据他们的需求重复利用或定制该免费固件，进一步缩短产品上市时间，使他们上市的产品与众不同。

此外，基于PIC18F87J72的电能监测PICtail子板(部件编号ARD00330)可插入Microchip的Explorer 16开发板(部件编号为DM240001)，可轻松开发电能计量和监测设备。

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中北大学毕业设计开题报告学生姓名：王世恩学号：**********学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程设计题目：基于单片机的智能充电器设计****:***2017年3月8日毕业设计开题报告毕 业 设 计 开 题 报 告 ２． 研究方案：在研究目前智能充电器系统的现状基础上，针对当前锂电池智能充电器系统安全系数不高，通用性不高，不能很好的保持电池寿命等问题，拟设计一个基于单片机的智能充电器系统。

在考虑充电电池电压水平、最高充电电压、电池温度、电池饱和充电条件、充电电流的稳定性、电流漂移范围等前提下，实现不同充电模式下的智能充电。

整个系统由充/放电控制电路、电压检测电路、电流检测电路、温度检测电路、均衡控制电路、MAX1501、STM32、报警电路、LCD 显示电路和串口电路组成。

如图1所示：图1 充电系统框图 充/放电控制电路用于给充电电池充电和放电。

锂离子电池对应不同的充/放电模式。

由于电池大小、充/放电电压、充/放电电流不一样，要有不同的充/放电端口对应。

电压检测电路实现的功能是通过检测到的电压与所设的标准值进行比较后做具体处理，从而控制充电过程。

电流检测电路电路实现的功能与电压检测电路类似，即通过检测到的电流与所设的标准值进行比较后做具体处理，从而控制充电过程。

温度检测电路实现的功能是通过温度传感器检测到的温度，判断温度数值是否处在安全范围内，如果超出范围，立即断开电源，从而控制充电过程，保证充电安全。

均衡检测电路能根据算法智能调节充电电压、电流的值，从而保护电池，延长电池充/放电控制 STM32 控制器 串口锂 电 池 电压检测 电流检测温度检测均衡控制 报警电路 LCD 显示 MAX 1501的寿命。

MAX1501用于检测电池的电压、电流。

其功能强大，内部电路包含输入电流调节器、充电电流检测器、电压检测器、定时器和主控器。

为了防止过充一般充电到90%就停止大电流快充，采用小电流涓流补充充电。

基于STC15W408AS单片机的无线充电电动小车设计LIU Jian;WU Yu;LIU Chunxiao;FENG Jun;NI Xiaochang;YANG Xu【摘要】当前,新能源成为人们热门专注的话题,电动汽车也变为热门行业产物.相对于电动汽车的有线充电而言,无线充电具有使用方便、安全、可靠、环境适应能力强等优点.本次研究的设计目标是制作一个无线充电电动车,包括无线充电装置一套,发射器采用具有恒流恒压模式自动切换的直流稳压电源供电,供电电压为5V,供电电流不大于1A,充电结束后小车能够自动启动.设计采用xkt-412作为发射模块,t3168作为接收模块,TPS63020作为升压模块.设计结果满足目标的同时,TPS63020作为升压模块的选取大幅度提升了电能利用率,更加节能环保.【期刊名称】《智能计算机与应用》【年(卷),期】2019(009)002【总页数】4页(P231-234)【关键词】TPS63020芯片;xkt-412无线接收模块;t3168无线充电模块;STC15W408AS单片机【作者】LIU Jian;WU Yu;LIU Chunxiao;FENG Jun;NI Xiaochang;YANG Xu 【作者单位】;;;;;【正文语种】中文【中图分类】TP368.10 引言现如今，汽车已经成为人们出行必不可少的交通运输工具［1］。

但是，在汽车产业获得高速发展的同时，也带来了尾气排放污染。

目前形势表明，汽车尾气的排放已经成为了国内部分地区的主要大气污染源。

结合当前的数据调查显示［2］，以一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫为主的污染气体即已成为汽车排放的主要污染物。

中国的汽车使用量随着经济的发展会不断增多。

如今，国家正大力提倡绿色可持续性发展，这也同时突显了有关减少汽车尾气排放物课题研究的重要性和紧迫性。

因此，新能源汽车应运而生。

新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车［3］。

目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key Words (1)引言 (2)1 课题研究与设计指导思想 (2)1.1 课题研究背景 (2)1.2 设计指导思想 (2)1.3 智能化的功能设计要求 (2)2 主要元器件介绍及选用 (2)2.1 单片机的介绍及选用 (2)2.2 模数转换器 CS5522芯片 (6)2.3 温度传感器PT100 (7)3 几种常见电池介绍及基本参数特性 (8)3.1 几种常见电池 (8)3.2 锂离子电池基本参数特性 (8)3.3 锂离子电池的优缺点 (9)4硬件电路的设计 (10)4.1 硬件电路的总体设计思路 (10)4.2 电源电路部分 (10)4.3 测温电路部分 (10)4.4 模数转换部分 (12)4.5 充电指示部分 (12)4.6 充电控制电路 (12)4.7 单片机控制部分 (12)5 软件设计 (14)5.1 程序流程图 (14)5.2 单片机的主要控制程序 (14)6 软件仿真与调试 (15)6.1 电源仿真 (15)6.2 充电器两端的电压显示部分 (15)7 总结 (16)参考文献 (17)附录 (18)致谢 (22)基于单片机的智能充电器设计基于单片机的智能充电器设计自动化专业学生XXX指导教师XXX摘要：电子技术的快速发展使得各种各样的电子产品都朝着便携式和小型轻量化的方向发展，也使得更多的电气化产品采用基于电池的供电系统。

为了解决各种类型的电池充电问题，所以设计了基于AT89S52单片机为核心的智能充电器。

主要对单片机的工作原理、智能化设计和几种充电方式，进行了较为详细的介绍，并对系统的硬件组成以及软件的设计进行了论述。

该设计采用了高性能的微处理控制器和分辨率较高的的数模转换电路，来确保充电器安全与高效。

在对电池的基本参数特性做出介绍的基础上,还介绍了设计的硬件系统组成，包括数据采集电路、控制电路和电源电路等部分，并对充电器的核心元件AT89S52单片机进行了完整的介绍。

毕业设计说明书基于单片机的智能充电器设计学生姓名：学号：学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程指导教师：2017年6月基于单片机的智能充电器设计摘要随着全球经济的发展，锂电池对于人们生活的影响越来越大。

锂电池具有储能密度高，寿命长等优点，在当前社会应用范围极广。

目前锂电池应用的领域很广泛，尤其是电动自行车领域。

随之，对于锂电池的充电方案的研究也越来越多。

对于各种电子产品出现的电池充电爆炸事件，人们对于锂电池充电安全极其重视。

针对人们对充电产品的需求，本说明文进行了相关的研究。

本论文先介绍了课题研究的背景、目的及意义，之后介绍了国内外对于锂离子电池充电器的研究进展。

介绍了充电器的重要组成模块，如充电电源模块、电压数据检测模块、温度数据检测模块和通信模块。

介绍了设计所要实现的功能。

提供了充电方案和充电方法的选择的依据。

说明书对硬件设计的各个模块进行了阐述。

分别论述了充电电源电路、报警电路、电压检测电路、温度检测电路和单片机电路的具体设计。

同时详细的画出了单片机与上位的通信数据流向图。

在软件程序设计部分，论文介绍了整个充电器设计的软件程序设计。

包括单片机的程序设计和上位机中Qt软件程序设计。

最后对整个系统进行了调试和实践。

经过调试后，设计的电路能可靠工作、程序逻辑合理、上下位机能正常通信。

关键字：STM32；TL494；Qt；SOC；串口通信The design of Intelligent charger based on MCUABSTRACTWith the development of the global economy, lithium battery is more and more important for people's lives. Lithium batteries have some advantages like high energy storage density, long life etc, so they are widely applied. Lithium battery are widely used in the applications field, especially in the electric bicycles field. Subsequently, many countries have stepped up efforts to support the research.For a variety of battery explosion of electronic products happened, people pay great attention to the safety of lithium battery charging.In view of the demand for charging products, firstly, this article has carried out the related research. This paper introduces the background, purpose and significance of the research then analyzes the current research status of the lithium-ion battery charger. This paper introduces the important components of the charger. The function discussed is need to achieve. It provides the basis choices of charging scheme and charging method.Secondly, the paper describes the various modules of the hardware design. The design of charging circuit, alarm circuit, voltage detection circuit, temperature detection circuit and MCU circuit are discussed respectively. At the same time it introduces a detailed picture about the communication. The paper introduces the software design of the whole charger design. Including the programming of the MCU and the Qt software program design.Finally, The debugging and testing results show that the the design of the circuit can work reliably, and the program logic is reasonable. The PC and MCU can communicate normally.Keywords: STM32；TL494；Qt；SOC；Serial communication目录1 绪论 (1)1.1课题研究的背景、目的及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (2)1.3研究内容与章节安排 (5)2 方案比较和选择 (6)2.1总体设计框图 (6)2.2电源模块 (7)2.2.1电源方案的选择 (7)2.3充电方法 (8)2.3.1锂电池的充电特性 (8)2.3.2充电方案的选择 (9)2.4 SOC估算方法 (10)2.4.1 SOC估算方法的选择 (10)2.5通信方式 (11)2.5.1 通信方式的选择 (11)2.6本章小结 (12)3 硬件设计与实现 (13)3.1单片机电路 (13)3.2充电电源电路 (16)3.2.1变压电路 (16)3.2.2整流、滤波电路 (17)3.2.3 TL494脉宽调制电路 (17)3.2.4 DC-DC电路 (19)3.3电压采集电路 (19)3.4温度采集电路 (21)3.5报警电路 (21)3.6本章小结 (22)4 软件设计与实现 (23)4.1软件开发环境 (23)4.1.1 Qt5.4集成开发环境 (23)4.2单片机程序设计 (23)4.2.1 整体设计逻辑概述 (23)4.2.2 电压、温度数据采集 (24)4.3上位机软件程序设计 (25)4.3.1 整体设计概述 (25)4.3.2 程序逻辑流程图 (25)4.3.3 UI界面 (25)4.4 上下位机的通信设计 (27)4.4.1 通信协议概述 (27)4.4.2 上下位机通信流程图 (27)4.5 本章小结 (28)5 调试与分析 (29)5.1充电电路检测 (29)5.2温度电路检测 (30)5.3电压电路检测 (31)5.4充电器运行检测 (32)5.5 本章小结 (33)6 总结与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1 绪论如今随着人们物质生活水平的提高，人们的出行越来越离不开电动交通工具，尤其是锂电池电动自行车。

基于单片机的无线电能传送装置设计作者：胡捷来源：《现代商贸工业》2016年第04期摘要：无线电能传输就是利用一种特殊设备将电能以无线形式进行传输，从而可以在无需电缆线的情况下直接传输电能。

介绍了一个无线充电系统，该系统由利用89C51单片机，设计制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，它对发射线圈的电流进行检测，若产生偏离谐振电流则进行调节，从而使传输电能的能量始终处于最大。

无线电能传输领域是一个充满活力、具有巨大应用前景的高新技术领域。

关键词：无线传输；自谐振；传输功率；传输效率中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2016）040219021 系统方案根据设计提出的要求，本系统总共分为两大部分：电能发送和电能接收。

发送与接收单元之间通过线圈之间的互感耦合作用传送电能，供电部分和用电部分没有任何束缚性的有线连接。

传送有效距离达10cm，本系统效率高，成本低，工作可靠稳定。

系统构成如图1所示。

1.1 发射电路的论证与选择1.1.1 检测与调频的论证与选择方案一：采用晶闸管，其优点是切换无噪声，单驱动电路复杂，切要安装散热片。

方案二：采用继电器，功率大，内阻小，缺点是存在切换噪声。

方案三：采用89C51单片机控制驱动顶部线圈信号的频率，并能通过检测流过顶部线圈电流的大小来调整频率使线圈达到最大的传输频率。

综上所述：单片机操作简单，控制灵活，功能齐全，价格适宜，所以选择方案三。

1.1.2 频率调节电路方案一：使用晶体管振荡，可以产生稳定准备工作频率，但频率不可调，使接下来的工作量增大，较难做到系统所需较高要求。

方案二：使用LC振荡，其频率在一定的范围内可调，电路简单而且省电。

方案三：采用89C51单片机对谐振电流进行检测，若谐振电流发生偏离则进行调整，使频率域LC达到一致，从而使线圈传输能量达到最大。

工作简单方便。

综上所述：因功率放大系统频率不高，频率可调在一定的范围内，选用方案三。