课题：基51单片机智充电技术
基51单片机智充电器设计
摘 ：智充电器设计第步需解决选择什样芯片进行工作身需51单片机作基设计基础里选择充电芯片MAX1898芯片Maxim公司生产文目标设计出款智充电设备设备够运单片机AT89C52进行控制首先文会锂电池基参数进行基介绍简单描述特性智充电器中含部件光耦隔离进行控制光耦隔离控制部分单片机进行控制单片机部分中部分电压进行控制电压转换部分设计中语言C5终希实现目标够满足预充快充报警等功智化充电程
关键词：充电器智基AT89C52单片机MAX1898
Intelligent Battery Charger Design Based on 51 Singlechip Computer
Xiong Xingzhi
(College of Electronic and Electric Engineeringcommunication engineering
Class1 Grade2006 062312379)
Abstract The first step of intelligent charger design is to choose what chips to work It needs 51 singlechip microcomputer as the basic design basis The charging chip is MAX1898 which is produced by Maxim company The aim of this paper is to design an intelligent charging device which can be controlled by AT89C52 First of all this article will give a basic introduction to some basic parameters of lithium battery and briefly describe its characteristics Contains a lot of parts in the intelligent charger such as optocoupler control part for optocoupler control and control of single parts one part is for voltage control voltage conversion is part design the use of the language is mainly C5 ultimately want to achieve is able to meet the pre charge an intelligent fast charge alarm and other functions of the charging process
Key Words battery charger intelligent based on AT89C52 singlechip computerMAX1898
1 引言
11课题背景
现信息技术发展非常块发展高速带领域技术飞跃电池传统行业信息技术逐渐改变现电池产业面着变革原遇见变革体现通信方面时动力等领域体现新电池拥许新功时候种新充电器产生
日常许方面会运充电器mp3手机电脑等说充电器扮演生活中非常实普通种角色出差说更缺
充电器中常会运单片机中运单片机中处理控制力严格进行区分话够运单片机技术充电程进行处理环节实现控制称智充电器
12指导思想
（1）实现中充电程里会充电容分两步骤进行研究充电时候中程进行调控次充电中够保证稳定充电电压
（2）充电器功仅仅实现良充电需中加入单片机功运单片机实现智化特征
13设计完成智化功
文设计会运51单片机作基础实现锂离子电池智充电技术种充电器实现许功包括充电程中实现充电保护需够实现预充充电完成进行提示预警等
2．单片机简介
单片机中中央处理器处理器单片机够进行控制关键部分单片机结构根基部分外单片机中会接口电路接口电路般分两种类型输入称I外输出部分称O电路接口外时钟电路存储器必构件外会部件外面加晶体振荡器类结构终实现组合成完整单片微控制器名称终部件会集合芯片中简称单片机[1]
分析目前存单片机发现中两种类型种八位高档机外种十六位机两种类型单片机拥许产品市面发现十种系列系列中含百型号现已仅仅通单片机会单片机集成更资源进行利会单片机嵌入系统网络相连种模式未发展种趋势外专单片机产品产品包括专门处理数单片机种单片机处理数包括语言者图等容总说现单片机已变更加高集成化时带种资源网络化功[2]
21单片机特点
控制系统中单片机芯片非常重关键部件功实现动控制[3]单片机工作环境较恶劣单片机更工业方面进行控制中包含种复杂环境强电磁干扰者高低温等需太空中实现控制需面具辐射环境工作环境工作容决定单片机终发展方技术特征：
（1）单片机环境进行工作电磁环境中者高低温环境中时单片机工作环境分种级
（2）单片机运工业控制中明白单片机具性高果工业控制中单片机出现错误带果估量单片机中门狗技术保证定时间段进行恢复设置操作
（3）单片机身发出电磁辐射量关系特点单片机系统中时钟频率降实现高性单片机中会双总线结构保证定数传输率时够实现时钟频率工作状态
（4）单片机然实现功非常
（5）单片中含指令系统系统起许语言简洁方便
（6）单片机做完全数字芯片结构中含模拟器重转换电路等结构
（7）CPU嵌入方式存单片机中进行工作单片机中然类型种结构身含差
22单片机应
单片机身含种种优势终日常许方面中中控制象包括温度压力者流量等容时单片机身体积非常身带定时器计数器功许家设备中广泛进行运防盗洗衣机控制者空调控制等方面文单片机利控制充电方面实现智充电务
23单片机应充电器实现智化
许充电器中许足电池充满没时断电会导致电池变烫会没时断电带充电情况种情况会导致电池寿命变短[4]充电器没动断电功减电流传输摒弃电流充电方式
充电器身短时间电池充满充电程中实现电池维护维护修复容量降情况充电器会单片机控制单片机中会专控制芯片配合充电器控制中充电芯片△v检测种检测方式检测出电池充电前饱状态充电饱状态中电压信号进行终结束充电工作精准结束单片机控制运充电中实现智化充电模式举例说实现液晶显示报警等功充电加快时电池进行维护电池寿命变长
现八位单片机系列中常采五系列单片机种单片机具两巨优势具非常丰富开发资源次开发程中需较高成51系列单片机进行设计未发展趋势特点含电摩功时含闪速存储器运种单片机进行设计非常方便进行程序修改者开发调试
24 设计单片机芯片
终选择AT89C52作设计芯片芯片特征进行分析发现身低电压进行工作然身具备性较良CMOS 8位级单片机中算较优秀单片机中含ROM8kb中含RAM算256bit程中MCS51中种指令系统
241 脚定义说明
1VCC脚：系统供电电源
2GND脚：接脚
3P0端口（P00~P07）：实运八位开环形式组成出进双端口端口作传输端口进行工作时候中含脚实现输入量八TTL
4P1端口（P10~P17）：端口中含重特点端中含特双端口端口中含拉电阻拉电阻外部含IIL降低
表1 P10P11脚配置
脚
配置功表述
P10
T2（定时计数器2外部计数输入）时钟输出
P11
T2EX（定时计数器2处罚方选择）
5．P2端口：端口中含拉电阻果系统中会十六位址信息时候端口会吧八位址字节进行发送实现种功会MOVX@DPTR
6．P3端口：P3组具部拉电阻双IO端口时具备许系统功表2示
表2 P3功
脚
配置功
P30
RXD（串行输入端口）
P31
TXD（串行输出端口）
P32
INT0（外部中断0端口）
P33
INT1（外部中断1端口）
P34
T0（定时器0外部输入）
P35
T1（定时器1外部输入）
P36
WR（外部数存储区间写入端口）
P37
RD（外部数存储区间读取端口）
7RST脚：功抚慰抚慰中输入信号
8ALEPROG脚：ALE表示址存信号防卫外部存储区间时锁存低8位址字节PROG表示刷新程序代码时程序脉输入信号正常操作时ALE系统晶振频率16发送固定频率外部时钟者定时
11XTAL2脚：晶振放器输出[5]
AT89C52脚图图21
图21 AT89C52脚图
3锂离子电池介绍充电芯片MAX1898介绍
31锂离子电池简介
锂性质种金属元素般会Li书写锂元素种较活跃物质种物质般情况展现出白色然种金属种银白色质较软金属中密度锂离子电池进行二次充电运中锂电池没充电功说种电池单位体积蕴含电量
311锂离子电池基参数特性[6]
1高量密度
锂离子电池量密度高般说量密度达360WhL158WhKg种量密度NICDNIMH电池数倍
2高工作电压
般放电电压37V
3高负载特性
锂电池放电电流：2CmA
4放电特性稳定
电池寿命时间里保证定放点稳定性
5快速充电特性
锂离子充电电流：1CmA
恒流充电：50分钟
6长循环寿命
锂电池程中实现次重复充放电般实现五百千次
312锂离子电池优缺点
锂离子电池时候会发生结晶反应种情况发生电池记忆效应种情况发生概率较种情况会电池充放电产生性降情况中原理非常复杂般分析电池正负材料发生变化材料变化带分子层面变化中正负极中会产生空穴空穴会塌陷情况发生出现塌陷会带堵塞终影响电流充电放电程果化学角度进行分析化材料钝化导致稳定化合物质生成终影响材料性果物理角度进行分析化物理碰撞者产生摩擦外部材料流失终导致发电效率降低进行分析三方面导致充放电程中锂离子丢失原
充电者放电度话会电池部结构损坏种结构损坏中负极产生炭度导致锂离子释放中片层结构会出现塌陷种情况出现化会锂离子塞入负极炭结构中进入锂离子没办法次释放出种情况锂电池充放电必须带控制电路进行控制
电量统计芯片计算出电池中电量会记录重数中包括电压电流等关时间曲线记录通种方式统计芯片电池部电量信息着电池次充放电程会电池中曲线发生改变时候运曲线电量进行统计会变够精确时候需运深充放进行校准
锂离子电池充电器定求锂离子电池身性质求充电器中含保护电路充电程进行保护锂离子电池身足点者锂离子充电程中需恒流恒压方式种方式保证锂离子电池充电正常外够电池锂离子度充电控制程需较高控制精度具备功外需带热保护者时间保护功锂离子电池低电量充电时候进行保护措施方面求高效充电控制遇难题
32MAX1898充电芯片
MAX1898片Maxim公司生产单锂离子电池线性充电器电路简化设计程需少量外部元件
图31 MAX1898实物图
321MAX1898特点充电芯片选择理
MAX1898特点：
1 工作电压区间 45V~12V间工作程中需安装变压器
2 动检测输入电源
3 充电电流编程
4 部含种电阻检流
5 检流监视输出
6 安全定时器编程
7 充电状态LED指示
8 选调节动重启
9 尺寸 uMAX封装特点灵巧简易
10调整原件成低PNP者PMOS晶体[7]
11电压精度 ±075％种精度高符合求
12简单安全线性充电方式
322MAX1898引脚构造
MAXl89810引脚超薄型MAX封装引脚分布图32示
图32 MAX1898引脚图
引脚功：
1 IN（1脚）： 传感输入够检测输入电压电流
2 CHG（2脚）：充电状态指示脚时驱动LED
3 ENOK（3脚）：输入脚输入电源输出指示脚EN输入脚通输入禁止芯片工作OK输出脚指示输入电源充电器否连接
4 ISET（4脚）：充电电流调节引脚串联电阻设置充电电流
5 CT（5脚）：安全充电时间设置引脚接时间电容设置充电时间（脚接时禁止充电）
6 RESET（6脚）：动重新启动控制脚引脚直接接时果电池电压掉基电压阈值200mV会重新开始新充电周期果脚串联电阻接阈值会降低果脚悬空者CT脚接动重启功会丧失
7 BATT（7脚）：电池传感输入脚脚接锂离子电池正极引脚需旁接电解电容
8 GND（8脚）：接引脚
9 DRV（9脚）：外部晶体驱动器脚接晶体基极
10CS（10脚）：电流传感输入引脚脚接晶体发射极
323MAX1898充电原理
模块中输入电流调节器功控制电源总输入电流总输入电流模块负载电流充电电流两部分组成调节器中充电电流检测模块会输入电流模块设定阈值电流通检测实现信息反馈调节充电电流数值保证输入电流合理性选调节器检测系统电源电流变化范围太广充电器中包括输入电流检测模块电源必须精准提供充电电流负载电流两者电流值导致系统电源体积变空间占增终生产成增高应输入电流调节模块充电器会降低电源性求终电源设计进步优化
MAX1898智充电电路图33示
图33 MAX1898典型充电电路
充电电路图包括输入电压输出充电时间设计充电电流设置四部分
1输入电压：45～12V考虑锂电池必须采恒流恒压充电方式选电源需满足恒流恒压特性选直流电源外加变压器方式满足需求
2输出：充电器输出端外接场效应满足求
3充电时间设计：设计模块tCHG中外接CT定时电容充电时间定时电容关系：CCT3433×tCHGCCT单位nFtCHG单位h考虑实际快速充电时间三时CCT取值100nF
4充电电流设置：输入电流调节器作外接电阻REST保证充电电流IFSTCHG两者关系需满足条件IFSTCHG1400REST中REST单位ΩIFSTCHG单位A
充电器检测电池时模块启动充电然系统调控电池进行充电通常讲模块充电电流均脉远模块设置快速充电电流阈值15时模块会监控实际充电时间超出设置时间阈值时模块会动停止电池充电外MAX1898会监控充电电源实际运行状况实时反馈信息开关电源避免电池漏电带危害模块会快速充电状态开启系统外接P型场效应电池电压实际测定值高系统阈值时脉模式开启场效应开启时间缩短LED指示灯闪烁频率会伴电池充电结束呈周期性闪烁闪烁含义见表31：
表31MAX1898典型充电电路LED指示灯状态说明
充电状态
LED指示灯
电池充电器没安装
灭
预充快充
亮
充电结束
灭
充电出错
15Hz频率闪烁
4．硬件电路设计
模块核心电路设计围绕MAX1898AT89C52开展满足需求基础进步完善模块简便性性
41器件
文中述知电路设计涉部件MAX1898AT89C52考虑充电器电源实际输出电压应+5V需+12V电压通准换芯片变成+5V电压供电器正常通常采LM7805（三段电压转换芯片）完成终转换满足充电器电压实际需求
LM7805三段电压转换芯片：三端稳压集成电路通常称三端IC模块通输入端输出端接端三部分引脚输出外形普通三极没区类型TO220标准封92（LM9013）封装该模块名称LM78数字含义指该类型三端稳压集成电路输出电压值述LM7805数字05指该类型集成电路输出+5电压数字类型790909代表指集成电路输出电压9V两者类型存差异输出电压正负分序列号两位数字均代表输出电压绝数值
图41 LM7805样品
时保证模块功正常发挥集成电路稳定应加强电压稳定干扰素预防三端稳压集成电路转换+5V电压传递模块MAX1898前系统应先通光耦合器6N137进行预处理通单片机相应模块控制时关断充电电源
6N137引脚功见表41
表41 6N137引脚功
引脚
引脚功
NC(14脚)
悬空中
+（2脚）—（3脚）
发光二极正负极
GND(5脚)
接
OUTPUT（6脚）
输出
EN(7脚)
端低时候输入输出总高悬空行
VCC（8脚）
电源输入端
图42 6N137引脚图
42电路原理图说明[8]
模块设计电路包括单片机控制部分电压转换光耦隔离部分电控部分
图43 单片机控制部分
图中结构进行分析会发现中重结构中U1模块模块左右时进行信息进行控单片机中AT89C52种单片机工作中展现出频率11兆赫兹模块监控中心信息通LS1蜂鸣器单片机P21脚控制发出报警声提示达预警期
图44电压转换光耦隔离部分电路原理图
图44电压转换光耦隔离部分电路
U2图中代表种芯片种芯片种重功进行电压转化称LM7805中功进行介绍果中输入电源电压十二伏芯片会电流进行转化终输出时候会变成五伏身具备样功满足求
图45充电控制部分
电控部分示意图图45示电路中核心控器件选MAX1898满足求CHG（充电状态引出脚）通芯片74LS04连接外部中断申请输入端（INT0）时模块满足充电器功设置部件预防电流值设置R5电阻Imax500mA预防充电时间超长设置C12电容hmax3时显示电源否接通LEDR（红色发光二极）显示电池否处充电状态LEDG（绿色发光二极）MAX1898模块驱动P场效应Q1
43智充电器充电程
文设计充电器功包括：预充快充慢充动断电充电完成报警提示功中前三部份充电保护
1．预充
预充指模块检测电池充电器接触接通直流电源时实时信息反馈系统然应输出信号定时器复位单片机输入高电充电芯片工作述程电池开始预充时充电电流值快速充电电流值110保证充电电池电压充电温度维持正常稳定水模块中外接电容CCT会预充时间进行监控电池该程中电压达25V充电温度满足求时充电方式转换快充模式未达25V电压该程时间超预设值时电池满足充电求模块监控会通LED闪烁显示电池障
2．快充
模块检测充电电池状态满足快充模式时系统会动切换时充电器转变恒流模式电池充电电池厂家推荐充电速率数锂电池标准速率需快速充电时间时左右快充程开始阶段模式恒流充电电压快速升高模块检测电压升预设值时模式转换恒压充电电流开始迅速衰退系统开始逐步进入慢充时快充模式开始逐步转换
3．慢充
模块充电方式恒流变恒压时模式进入顶端截充电慢充程开始时充电电流减少该程满充述顶端截充电实际指恒压充电状态充电电流数值非常起充电电池量补充作电池逐步进入量饱状态需注意充电器电压模块监控收集数信息时会通电池阻样慢充程中通电流降低阻止电池阻部分电阻串联终端电压影响做法旧法限度降低影响串联电阻压降行程样存终会导致监控模块电压检测失准慢充范围电池量进行维持通常讲讲慢充方式充电电池实际时间会延长5％～10％
4．断电
系统检测充电电池状态满足求时模块会发出相应指令切断电池电源联系程中模块通检测芯片2号脚脉电高低判断充电否完成判断完成单片机会通光耦隔离模块切断LM7805MAXl898供电样仅保护电池芯片时避免必源浪费降低系统耗断电功会系统产生障（短路短路）时动启动通监控模块显示障
5．报警
考虑实际充电环境系统会电池充电完成发出报警模块控制芯片动熄灭充电绿色指示灯时电池充满信号反馈单片机单片机切断供电进步检测满充信号中否障发出信号性情况存会切断供电时发出蜂鸣警报提醒户充电障该程输出信号CHG实时监控电池满充时模块引脚会释放15HZ脉时接受信号单片机便会执行断电操作T0计数器会时启动检测第二脉接受时间段否4S左右模块会通引脚P12控制芯片ENOK脚实现断电操作蜂鸣报警
5．软件设计
述程中提MAX1898芯片起信息反馈传递充电保护作模块监控检测电池充电状态满充时芯片输出信号端会产生低高跳变变化传递单片机产生断电保护引起芯片输出端产生跳变情况三种第种模块监控未检测电池输入电流时系统会动断电第二种电池充电结束模块发出充电完成指令系统动断电第三种情况电池处假满充状态充电出现障时输出端口会出现反复跳变系统检测时会断电处理基础启动蜂鸣报警提示户出现障
51 程序流程图
开始
初始化
While(1)
外部中断0服务子程序
int0_count0？
启动定时器0：t_count0
int0_count++
返回
noOo
定时器0服务子程序
关闭T0计数重设计数初值
t_count++
t_count>600
int0_count1？
充电完毕蜂鸣器报警切断充电电源
关闭T0中断外部中断0
启动T0计数
no
返回
yes
充电出错
no
图51 单片机控制智充电器工作程序流程图
52 程序说明
程序见附件
6总结
伴新源时代逐步电池越越广泛应产业中尤工业机械设备新源电动汽车生活息息相关类电器充分发展航空航天实验设备运行手机电池充电均离开电池帮助新时代新源发展已势必行作优势源电力然然青睐电力储备电池行业发展然备受关注次选课题符合时代进步发展需具高研究价值作电池领域排头兵锂电池首先广户认相较传统铅酸蓄电池锂电池电容量更占容积更具高储备量密度寿命更长电池需求更加合理锂电池优势便没记忆效应更加温度放电前提满充状态锂电池放电时部锂电晶型会造成永久破坏户注意锂电池保护防止造成锂电池损坏导致寿命降低次设计中体现点
基述信息观点次设计运51单片机功出发点充电器设置设计模块中功接受系统反馈信息时检测接受信息做出判断处理通具体电路设计系统更加稳定运行电池充电程更加安全省心时加电池充电保护尤断电保护障预警方面做出进步设计优化样满足户实际需求时保障充电程性增加电池寿命
考虑锂电池度放电情况导致锂电晶型永久破坏设计中芯片采MAX1898预防电池度放电带必损伤时方案中注重充电防护预充快充满充三环节加模块监控力度尤断电程情况判断处理做障处理蜂鸣报警系统连贯系统外围电路设计采部分预设电流电阻电容等模块监控中充分保护措施
次毕业设计中学课外知识点身实际设计构思力幅度提升加深相关知识点认知思考时资料查阅厌烦感聊感逐步削减学更加坚持单片机电路设计方面充分认识厚积薄发必性明白学中更加努力更加认真问题处理冷静果断保持积极正面情绪设计初知识面狭综合构思判断力薄弱似复杂实际容易问题处理环节做功度导致进度缓慢终指导教师学帮助加快进度里十分感谢指导教师引领学帮助学工作中会更加努力认真做
附录
521 单片机源程序：
#define unchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit GATE P2^0
sbit BPP2^1
unit t_countint0_count
*定时器0中断服务子程序*
void timer0() interrupt 1 using 1
{
TR0 0 停止计数
TH05000256 重设5ms计数初值
TL05000256
t_count++
if (t_count>600) 第次外部中断0产生3s
{
if (int0_count1) 没出现第二次外部中断0认充电完毕
{
GATE 0 关闭充电电源
BP 0 开蜂鸣器报警
}
else 否充电出错
{
GATE 1
BP 1
}
ET0 0 关闭T0中断
EX0 0 关闭外部中断0
int0_count 0
t_count 0
}
else
TR0 1 T0开始计数
}
*外部中断0服务子程序*
void int0() interrupt 0 using 1
{
if (int0_count0)
{
TH0 5000256 5ms定时
TL0 5000256
TR0 1 启动定时计数器0计数
t_count 0 产生定时器0中断计数器清零
}
Int0_count++
}
*初始化*
void init()
{
EA 1 开CPU中断
PT0 1 T0中断设高优先级
TMOD 0x01 模式1T016位定时计数器
ET0 1 开T0中断
GATE 1 光耦正常输出电压
BP 1 关闭蜂鸣器
int0_count 0 产生外部中断0计数器清零
}
void main()
{
*调初始化函数*
init()
*限循环*
while(1)
}
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课题：基51单片机智充电技术
基51单片机智充电器设计
摘 ：智充电器设计第步需解决选择什样芯片进行工作身需51单片机作基设计基础里选择充电芯片MAX1898芯片Maxim公司生产文目标设计出款智充电设备设备够运单片机AT89C52进行控制首先文会锂电池基参数进行基介绍简单描述特性智充电器中含部件光耦隔离进行控制光耦隔离控制部分单片机进行控制单片机部分中部分电压进行控制电压转换部分设计中语言C5终希实现目标够满足预充快充报警等功智化充电程
关键词：充电器智基AT89C52单片机MAX1898
Intelligent Battery Charger Design Based on 51 Singlechip Computer
Xiong Xingzhi
(College of Electronic and Electric Engineeringcommunication engineering
Class1 Grade2006 062312379)
Abstract The first step of intelligent charger design is to choose what chips to work It needs 51 singlechip microcomputer as the basic design basis The charging chip is MAX1898 which is produced by Maxim company The aim of this paper is to design an intelligent charging device which can be controlled by AT89C52 First of all this article will give a basic introduction to some basic parameters of lithium battery and briefly describe its characteristics Contains a lot of parts in the intelligent charger such as optocoupler control part for optocoupler control and control of single parts one part is for voltage control voltage conversion is part design the use of the language is mainly C5 ultimately want to achieve is able to meet the pre charge an intelligent fast charge alarm and other functions of the charging process
Key Words battery charger intelligent based on AT89C52 singlechip computerMAX1898
1 引言
11课题背景
现信息技术发展非常块发展高速带领域技术飞跃电池传统行业信息技术逐渐改变现电池产业面着变革原遇见变革体现通信方面时动力等领域体现新电池拥许新功时候种新充电器产生
日常许方面会运充电器mp3手机电脑等说充电器扮演生活中非常实普通种角色出差说更缺
充电器中常会运单片机中运单片机中处理控制力严格进行区分话够运单片机技术充电程进行处理环节实现控制称智充电器
12指导思想
（1）实现中充电程里会充电容分两步骤进行研究充电时候中程进行调控次充电中够保证稳定充电电压
（2）充电器功仅仅实现良充电需中加入单片机功运单片机实现智化特征
13设计完成智化功
文设计会运51单片机作基础实现锂离子电池智充电技术种充电器实现许功包括充电程中实现充电保护需够实现预充充电完成进行提示预警等
2．单片机简介
单片机中中央处理器处理器单片机够进行控制关键部分单片机结构根基部分外单片机中会接口电路接口电路般分两种类型输入称I外输出部分称O电路接口外时钟电路存储器必构件外会部件外面加晶体振荡器类结构终实现组合成完整单片微控制器名称终部件会集合芯片中简称单片机[1]
分析目前存单片机发现中两种类型种八位高档机外种十六位机两种类型单片机拥许产品市面发现十种系列系列中含百型号现已仅仅通单片机会单片机集成更资源进行利会单片机嵌入系统网络相连种模式未发展种趋势外专单片机产品产品包括专门处理数单片机种单片机处理数包括语言者图等容总说现单片机已变更加高集成化时带种资源网络化功[2]
21单片机特点
控制系统中单片机芯片非常重关键部件功实现动控制[3]单片机工作环境较恶劣单片机更工业方面进行控制中包含种复杂环境强电磁干扰者高低温等需太空中实现控制需面具辐射环境工作环境工作容决定单片机终发展方技术特征：
（1）单片机环境进行工作电磁环境中者高低温环境中时单片机工作环境分种级
（2）单片机运工业控制中明白单片机具性高果工业控制中单片机出现错误带果估量单片机中门狗技术保证定时间段进行恢复设置操作
（3）单片机身发出电磁辐射量关系特点单片机系统中时钟频率降实现高性单片机中会双总线结构保证定数传输率时够实现时钟频率工作状态
（4）单片机然实现功非常
（5）单片中含指令系统系统起许语言简洁方便
（6）单片机做完全数字芯片结构中含模拟器重转换电路等结构
（7）CPU嵌入方式存单片机中进行工作单片机中然类型种结构身含差
22单片机应
单片机身含种种优势终日常许方面中中控制象包括温度压力者流量等容时单片机身体积非常身带定时器计数器功许家设备中广泛进行运防盗洗衣机控制者空调控制等方面文单片机利控制充电方面实现智充电务
23单片机应充电器实现智化
许充电器中许足电池充满没时断电会导致电池变烫会没时断电带充电情况种情况会导致电池寿命变短[4]充电器没动断电功减电流传输摒弃电流充电方式
充电器身短时间电池充满充电程中实现电池维护维护修复容量降情况充电器会单片机控制单片机中会专控制芯片配合充电器控制中充电芯片△v检测种检测方式检测出电池充电前饱状态充电饱状态中电压信号进行终结束充电工作精准结束单片机控制运充电中实现智化充电模式举例说实现液晶显示报警等功充电加快时电池进行维护电池寿命变长
现八位单片机系列中常采五系列单片机种单片机具两巨优势具非常丰富开发资源次开发程中需较高成51系列单片机进行设计未发展趋势特点含电摩功时含闪速存储器运种单片机进行设计非常方便进行程序修改者开发调试
24 设计单片机芯片
终选择AT89C52作设计芯片芯片特征进行分析发现身低电压进行工作然身具备性较良CMOS 8位级单片机中算较优秀单片机中含ROM8kb中含RAM算256bit程中MCS51中种指令系统
241 脚定义说明
1VCC脚：系统供电电源
2GND脚：接脚
3P0端口（P00~P07）：实运八位开环形式组成出进双端口端口作传输端口进行工作时候中含脚实现输入量八TTL
4P1端口（P10~P17）：端口中含重特点端中含特双端口端口中含拉电阻拉电阻外部含IIL降低
表1 P10P11脚配置
脚
配置功表述
P10
T2（定时计数器2外部计数输入）时钟输出
P11
T2EX（定时计数器2处罚方选择）
5．P2端口：端口中含拉电阻果系统中会十六位址信息时候端口会吧八位址字节进行发送实现种功会MOVX@DPTR
6．P3端口：P3组具部拉电阻双IO端口时具备许系统功表2示
表2 P3功
脚
配置功
P30
RXD（串行输入端口）
P31
TXD（串行输出端口）
P32
INT0（外部中断0端口）
P33
INT1（外部中断1端口）
P34
T0（定时器0外部输入）
P35
T1（定时器1外部输入）
P36
WR（外部数存储区间写入端口）
P37
RD（外部数存储区间读取端口）
7RST脚：功抚慰抚慰中输入信号
8ALEPROG脚：ALE表示址存信号防卫外部存储区间时锁存低8位址字节PROG表示刷新程序代码时程序脉输入信号正常操作时ALE系统晶振频率16发送固定频率外部时钟者定时
11XTAL2脚：晶振放器输出[5]
AT89C52脚图图21
图21 AT89C52脚图
3锂离子电池介绍充电芯片MAX1898介绍
31锂离子电池简介
锂性质种金属元素般会Li书写锂元素种较活跃物质种物质般情况展现出白色然种金属种银白色质较软金属中密度锂离子电池进行二次充电运中锂电池没充电功说种电池单位体积蕴含电量
311锂离子电池基参数特性[6]
1高量密度
锂离子电池量密度高般说量密度达360WhL158WhKg种量密度NICDNIMH电池数倍
2高工作电压
般放电电压37V
3高负载特性
锂电池放电电流：2CmA
4放电特性稳定
电池寿命时间里保证定放点稳定性
5快速充电特性
锂离子充电电流：1CmA
恒流充电：50分钟
6长循环寿命
锂电池程中实现次重复充放电般实现五百千次
312锂离子电池优缺点
锂离子电池时候会发生结晶反应种情况发生电池记忆效应种情况发生概率较种情况会电池充放电产生性降情况中原理非常复杂般分析电池正负材料发生变化材料变化带分子层面变化中正负极中会产生空穴空穴会塌陷情况发生出现塌陷会带堵塞终影响电流充电放电程果化学角度进行分析化材料钝化导致稳定化合物质生成终影响材料性果物理角度进行分析化物理碰撞者产生摩擦外部材料流失终导致发电效率降低进行分析三方面导致充放电程中锂离子丢失原
充电者放电度话会电池部结构损坏种结构损坏中负极产生炭度导致锂离子释放中片层结构会出现塌陷种情况出现化会锂离子塞入负极炭结构中进入锂离子没办法次释放出种情况锂电池充放电必须带控制电路进行控制
电量统计芯片计算出电池中电量会记录重数中包括电压电流等关时间曲线记录通种方式统计芯片电池部电量信息着电池次充放电程会电池中曲线发生改变时候运曲线电量进行统计会变够精确时候需运深充放进行校准
锂离子电池充电器定求锂离子电池身性质求充电器中含保护电路充电程进行保护锂离子电池身足点者锂离子充电程中需恒流恒压方式种方式保证锂离子电池充电正常外够电池锂离子度充电控制程需较高控制精度具备功外需带热保护者时间保护功锂离子电池低电量充电时候进行保护措施方面求高效充电控制遇难题
32MAX1898充电芯片
MAX1898片Maxim公司生产单锂离子电池线性充电器电路简化设计程需少量外部元件
图31 MAX1898实物图
321MAX1898特点充电芯片选择理
MAX1898特点：
1 工作电压区间 45V~12V间工作程中需安装变压器
2 动检测输入电源
3 充电电流编程
4 部含种电阻检流
5 检流监视输出
6 安全定时器编程
7 充电状态LED指示
8 选调节动重启
9 尺寸 uMAX封装特点灵巧简易
10调整原件成低PNP者PMOS晶体[7]
11电压精度 ±075％种精度高符合求
12简单安全线性充电方式
322MAX1898引脚构造
MAXl89810引脚超薄型MAX封装引脚分布图32示
图32 MAX1898引脚图
引脚功：
1 IN（1脚）： 传感输入够检测输入电压电流
2 CHG（2脚）：充电状态指示脚时驱动LED
3 ENOK（3脚）：输入脚输入电源输出指示脚EN输入脚通输入禁止芯片工作OK输出脚指示输入电源充电器否连接
4 ISET（4脚）：充电电流调节引脚串联电阻设置充电电流
5 CT（5脚）：安全充电时间设置引脚接时间电容设置充电时间（脚接时禁止充电）
6 RESET（6脚）：动重新启动控制脚引脚直接接时果电池电压掉基电压阈值200mV会重新开始新充电周期果脚串联电阻接阈值会降低果脚悬空者CT脚接动重启功会丧失
7 BATT（7脚）：电池传感输入脚脚接锂离子电池正极引脚需旁接电解电容
8 GND（8脚）：接引脚
9 DRV（9脚）：外部晶体驱动器脚接晶体基极
10CS（10脚）：电流传感输入引脚脚接晶体发射极
323MAX1898充电原理
模块中输入电流调节器功控制电源总输入电流总输入电流模块负载电流充电电流两部分组成调节器中充电电流检测模块会输入电流模块设定阈值电流通检测实现信息反馈调节充电电流数值保证输入电流合理性选调节器检测系统电源电流变化范围太广充电器中包括输入电流检测模块电源必须精准提供充电电流负载电流两者电流值导致系统电源体积变空间占增终生产成增高应输入电流调节模块充电器会降低电源性求终电源设计进步优化
MAX1898智充电电路图33示
图33 MAX1898典型充电电路
充电电路图包括输入电压输出充电时间设计充电电流设置四部分
1输入电压：45～12V考虑锂电池必须采恒流恒压充电方式选电源需满足恒流恒压特性选直流电源外加变压器方式满足需求
2输出：充电器输出端外接场效应满足求
3充电时间设计：设计模块tCHG中外接CT定时电容充电时间定时电容关系：CCT3433×tCHGCCT单位nFtCHG单位h考虑实际快速充电时间三时CCT取值100nF
4充电电流设置：输入电流调节器作外接电阻REST保证充电电流IFSTCHG两者关系需满足条件IFSTCHG1400REST中REST单位ΩIFSTCHG单位A
充电器检测电池时模块启动充电然系统调控电池进行充电通常讲模块充电电流均脉远模块设置快速充电电流阈值15时模块会监控实际充电时间超出设置时间阈值时模块会动停止电池充电外MAX1898会监控充电电源实际运行状况实时反馈信息开关电源避免电池漏电带危害模块会快速充电状态开启系统外接P型场效应电池电压实际测定值高系统阈值时脉模式开启场效应开启时间缩短LED指示灯闪烁频率会伴电池充电结束呈周期性闪烁闪烁含义见表31：
表31MAX1898典型充电电路LED指示灯状态说明
充电状态
LED指示灯
电池充电器没安装
灭
预充快充
亮
充电结束
灭
充电出错
15Hz频率闪烁
4．硬件电路设计
模块核心电路设计围绕MAX1898AT89C52开展满足需求基础进步完善模块简便性性
41器件
文中述知电路设计涉部件MAX1898AT89C52考虑充电器电源实际输出电压应+5V需+12V电压通准换芯片变成+5V电压供电器正常通常采LM7805（三段电压转换芯片）完成终转换满足充电器电压实际需求
LM7805三段电压转换芯片：三端稳压集成电路通常称三端IC模块通输入端输出端接端三部分引脚输出外形普通三极没区类型TO220标准封92（LM9013）封装该模块名称LM78数字含义指该类型三端稳压集成电路输出电压值述LM7805数字05指该类型集成电路输出+5电压数字类型790909代表指集成电路输出电压9V两者类型存差异输出电压正负分序列号两位数字均代表输出电压绝数值
图41 LM7805样品
时保证模块功正常发挥集成电路稳定应加强电压稳定干扰素预防三端稳压集成电路转换+5V电压传递模块MAX1898前系统应先通光耦合器6N137进行预处理通单片机相应模块控制时关断充电电源
6N137引脚功见表41
表41 6N137引脚功
引脚
引脚功
NC(14脚)
悬空中
+（2脚）—（3脚）
发光二极正负极
GND(5脚)
接
OUTPUT（6脚）
输出
EN(7脚)
端低时候输入输出总高悬空行
VCC（8脚）
电源输入端
图42 6N137引脚图
42电路原理图说明[8]
模块设计电路包括单片机控制部分电压转换光耦隔离部分电控部分
图43 单片机控制部分
图中结构进行分析会发现中重结构中U1模块模块左右时进行信息进行控单片机中AT89C52种单片机工作中展现出频率11兆赫兹模块监控中心信息通LS1蜂鸣器单片机P21脚控制发出报警声提示达预警期
图44电压转换光耦隔离部分电路原理图
图44电压转换光耦隔离部分电路
U2图中代表种芯片种芯片种重功进行电压转化称LM7805中功进行介绍果中输入电源电压十二伏芯片会电流进行转化终输出时候会变成五伏身具备样功满足求
图45充电控制部分
电控部分示意图图45示电路中核心控器件选MAX1898满足求CHG（充电状态引出脚）通芯片74LS04连接外部中断申请输入端（INT0）时模块满足充电器功设置部件预防电流值设置R5电阻Imax500mA预防充电时间超长设置C12电容hmax3时显示电源否接通LEDR（红色发光二极）显示电池否处充电状态LEDG（绿色发光二极）MAX1898模块驱动P场效应Q1
43智充电器充电程
文设计充电器功包括：预充快充慢充动断电充电完成报警提示功中前三部份充电保护
1．预充
预充指模块检测电池充电器接触接通直流电源时实时信息反馈系统然应输出信号定时器复位单片机输入高电充电芯片工作述程电池开始预充时充电电流值快速充电电流值110保证充电电池电压充电温度维持正常稳定水模块中外接电容CCT会预充时间进行监控电池该程中电压达25V充电温度满足求时充电方式转换快充模式未达25V电压该程时间超预设值时电池满足充电求模块监控会通LED闪烁显示电池障
2．快充
模块检测充电电池状态满足快充模式时系统会动切换时充电器转变恒流模式电池充电电池厂家推荐充电速率数锂电池标准速率需快速充电时间时左右快充程开始阶段模式恒流充电电压快速升高模块检测电压升预设值时模式转换恒压充电电流开始迅速衰退系统开始逐步进入慢充时快充模式开始逐步转换
3．慢充
模块充电方式恒流变恒压时模式进入顶端截充电慢充程开始时充电电流减少该程满充述顶端截充电实际指恒压充电状态充电电流数值非常起充电电池量补充作电池逐步进入量饱状态需注意充电器电压模块监控收集数信息时会通电池阻样慢充程中通电流降低阻止电池阻部分电阻串联终端电压影响做法旧法限度降低影响串联电阻压降行程样存终会导致监控模块电压检测失准慢充范围电池量进行维持通常讲讲慢充方式充电电池实际时间会延长5％～10％
4．断电
系统检测充电电池状态满足求时模块会发出相应指令切断电池电源联系程中模块通检测芯片2号脚脉电高低判断充电否完成判断完成单片机会通光耦隔离模块切断LM7805MAXl898供电样仅保护电池芯片时避免必源浪费降低系统耗断电功会系统产生障（短路短路）时动启动通监控模块显示障
5．报警
考虑实际充电环境系统会电池充电完成发出报警模块控制芯片动熄灭充电绿色指示灯时电池充满信号反馈单片机单片机切断供电进步检测满充信号中否障发出信号性情况存会切断供电时发出蜂鸣警报提醒户充电障该程输出信号CHG实时监控电池满充时模块引脚会释放15HZ脉时接受信号单片机便会执行断电操作T0计数器会时启动检测第二脉接受时间段否4S左右模块会通引脚P12控制芯片ENOK脚实现断电操作蜂鸣报警
5．软件设计
述程中提MAX1898芯片起信息反馈传递充电保护作模块监控检测电池充电状态满充时芯片输出信号端会产生低高跳变变化传递单片机产生断电保护引起芯片输出端产生跳变情况三种第种模块监控未检测电池输入电流时系统会动断电第二种电池充电结束模块发出充电完成指令系统动断电第三种情况电池处假满充状态充电出现障时输出端口会出现反复跳变系统检测时会断电处理基础启动蜂鸣报警提示户出现障
51 程序流程图
开始
初始化
While(1)
外部中断0服务子程序
int0_count0？
启动定时器0：t_count0
int0_count++
返回
noOo
定时器0服务子程序
关闭T0计数重设计数初值
t_count++
t_count>600
int0_count1？
充电完毕蜂鸣器报警切断充电电源
关闭T0中断外部中断0
启动T0计数
no
返回
yes
充电出错
no
图51 单片机控制智充电器工作程序流程图
52 程序说明
程序见附件
6总结
伴新源时代逐步电池越越广泛应产业中尤工业机械设备新源电动汽车生活息息相关类电器充分发展航空航天实验设备运行手机电池充电均离开电池帮助新时代新源发展已势必行作优势源电力然然青睐电力储备电池行业发展然备受关注次选课题符合时代进步发展需具高研究价值作电池领域排头兵锂电池首先广户认相较传统铅酸蓄电池锂电池电容量更占容积更具高储备量密度寿命更长电池需求更加合理锂电池优势便没记忆效应更加温度放电前提满充状态锂电池放电时部锂电晶型会造成永久破坏户注意锂电池保护防止造成锂电池损坏导致寿命降低次设计中体现点
基述信息观点次设计运51单片机功出发点充电器设置设计模块中功接受系统反馈信息时检测接受信息做出判断处理通具体电路设计系统更加稳定运行电池充电程更加安全省心时加电池充电保护尤断电保护障预警方面做出进步设计优化样满足户实际需求时保障充电程性增加电池寿命
考虑锂电池度放电情况导致锂电晶型永久破坏设计中芯片采MAX1898预防电池度放电带必损伤时方案中注重充电防护预充快充满充三环节加模块监控力度尤断电程情况判断处理做障处理蜂鸣报警系统连贯系统外围电路设计采部分预设电流电阻电容等模块监控中充分保护措施
次毕业设计中学课外知识点身实际设计构思力幅度提升加深相关知识点认知思考时资料查阅厌烦感聊感逐步削减学更加坚持单片机电路设计方面充分认识厚积薄发必性明白学中更加努力更加认真问题处理冷静果断保持积极正面情绪设计初知识面狭综合构思判断力薄弱似复杂实际容易问题处理环节做功度导致进度缓慢终指导教师学帮助加快进度里十分感谢指导教师引领学帮助学工作中会更加努力认真做
附录
521 单片机源程序：
#define unchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit GATE P2^0
sbit BPP2^1
unit t_countint0_count
*定时器0中断服务子程序*
void timer0() interrupt 1 using 1
{
TR0 0 停止计数
TH05000256 重设5ms计数初值
TL05000256
t_count++
if (t_count>600) 第次外部中断0产生3s
{
if (int0_count1) 没出现第二次外部中断0认充电完毕
{
GATE 0 关闭充电电源
BP 0 开蜂鸣器报警
}
else 否充电出错
{
GATE 1
BP 1
}
ET0 0 关闭T0中断
EX0 0 关闭外部中断0
int0_count 0
t_count 0
}
else
TR0 1 T0开始计数
}
*外部中断0服务子程序*
void int0() interrupt 0 using 1
{
if (int0_count0)
{
TH0 5000256 5ms定时
TL0 5000256
TR0 1 启动定时计数器0计数
t_count 0 产生定时器0中断计数器清零
}
Int0_count++
}
*初始化*
void init()
{
EA 1 开CPU中断
PT0 1 T0中断设高优先级
TMOD 0x01 模式1T016位定时计数器
ET0 1 开T0中断
GATE 1 光耦正常输出电压
BP 1 关闭蜂鸣器
int0_count 0 产生外部中断0计数器清零
}
void main()
{
*调初始化函数*
init()
*限循环*
while(1)
}
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