基于单片机的智能充电器毕业论文
目 录
第一章 绪论 ........................................................ 1 1.1 单片机技术的特点及应用 ...................................... 2 1.1.1 单片机的特点 ............................................. 2 1.1.2 单片机的应用 ............................................. 3 1.2 飞思卡尔MC9S12XS128单片机简介 .............................. 5 1.3 实现智能充电的意义 .......................................... 6 第二章 充电方案选择 ................................................ 7 2.1 恒流充电(CC) ................................................ 7 2.2 恒压充电法(CV) .............................................. 8 2.3 恒压限流充电 ................................................ 8 2.4 恒流恒压充电法(CC/CV) ....................................... 9 2.5 分级定电流充电法 ............................................ 9 2.6 脉冲充电方法 ............................................... 10 2.7 定化学反应状态充电法 ....................................... 11 2.8 变电流间歇/定电压充电法 .................................... 11 第三章 硬件电路设计 ............................................... 12
.WORD版本.
3.1 设计思路分析 ............................................... 12 3.1.1 脉宽PWM法充电 .......................................... 12 3.1.2 电源管理IC控制充电 ..................................... 13 3.2 电路设计 ................................................... 15 3.2.1 MAX1898电源管理IC ...................................... 15 3.2.2 AMT1001温湿度传感器 .................................... 17 3.2.3 其他外围设备驱动介绍 .................................... 19 第四章 软件设计 ................................................... 22 4.1 程序流程设计 ............................................... 22 4.2 程序功能模块设计 ........................................... 23 4.2.1 电池状态检测子程序 ...................................... 23 4.2.2 键盘扫描子程序 .......................................... 23 4.2.3 倒计时子程序 ............................................ 23 4.2.4 显示子程序 .............................................. 24 4.2.5 A/D转换子程序 .......................................... 24 第五章 调试 ....................................................... 25 5.1 硬件调试 ................................................... 25 5.1.1 静态测试 ................................................ 25 5.1.2 联机调试 ................................................ 25
.WORD版本.
5.2 软件调试 ................................................... 26 5.3 系统调试 ................................................... 26 致 谢 ............................................................. 29 附 录 ............................................................. 31 附录A 系统设计源代码 ............................................ 31 附录B 文献翻译 .................................................. 53 附录B.1 中文翻译 .............................................. 53 附录B.2 英文原文 .............................................. 57
.WORD版本.
第一章 绪论
锂离子电池具有较高的重量比、无记忆效应、可重复充电多次、使用寿命长、价格低等优点。因此，在便携式产品向更小更轻方向发展的今天，选用单节锂离子电池供电已成为产品设计者的首要选择。
锂离子电池因易受到过充电、深放电以及短路的危害，单体的锂离子电池的充电电压必须严格控制。充电速率（蓄电池的充电电流通常用充电速率C表示，C为蓄电池的额定容量，例如用1A的电流对500mAh的电池充电，充电速率就是2C；同样地，用1A的电流对1Ah的电池充电，充电速率就是1C）通常不超过1C，最低放电电压为2.7V~3.0V，如果再继续放电则会损害电池。
锂电池的充电过程一般包括预充电、恒流充电（CC）和恒压充电（CV）三个过程。预充电以小电流对电池进行涓流充电，当电池电压上升到预充电阈值以上时，以大电流对电池进行恒流充电；当电池电压接近浮充电压阈值（4.2V），充电器逐渐转变为恒压模式充电，充电电流逐渐减小；当电流减小到终止电流过程结束。
在深入了解了锂离子电池的充电原理和充电控制方法后，我发现锂离子电池的充电设备需要解决一下几个问题：
（1） 能进行充点前处理，包括电池充电状态鉴定、预处理。 （2） 解决充电时间长、充电效率低的问题。
（3） 改善因充电控制不合理而造成电池过充、欠充等问题，提高电池的使用
性能和使用寿命。
（4） 通过加强单片机控制，简化外围电路的复杂性，同时增加自动化管理设
.WORD版本.
时，充电
置，减轻充电过程的劳动强度和劳动时间，从而使充电器具有更高的可靠性、更大的灵活性，并且达到节能的效果。
本论文主要针对锂离子电池充电器的研究，设计了一款单节锂离子电池智能充电器，并且可以从USB接口充电。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，可在无过热危险的情况下实现电池充电速率的最大化，并且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电对电池造成损坏。同时，系统采用了充满电后自动断电措施，有效的防止了多数情况下在充满电后充电器始终连在电源上造成的电能浪费。
1.1 单片机技术的特点及应用
随着大规模和超大规模集成电路技术的发展和计算机微型化的需要，将微型计
算机的基本部件：中央处理器（CPU）、存储器、输入输出（I/O）接口、定时器/计时器等多种资源集成在一个半导体芯片上，使得一块集成电路芯片就能构成一个完整的微型计算机。这种集成电路芯片被称为单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），简称单片机。单片机在结构设计上，它的软、硬件系统及I/O接口控制能力等方面都有独到之处，具有强而有效的功能。从其组成、逻辑功能上来看，单片机具备了微型计算机系统的基本部件。
目前，各种类型单片机在应用产品中占主导地位，产品众多，已有几十个系列、
几百种型号，除了通用单片机以外，集成更多资源，如A/D转换器、D/A转换器、“看门狗”（Watchdog）电路、LCD控制器、网路控制模块等，将单片机嵌入式系统好Internet连接起来已是一种趋势。还有专用单片机产品，如专门用于数据处理（图像和语言处理等）的单片机（DSP）。总之，单片机正在向微型化、低功耗、高
.WORD版本.
基于单片机的智能充电器毕业论文
