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1、 . 蓄电池充电器设计作者：胡益民 专业班级：2012060504指导教师：铁、晴摘要随着现代科学技术水平的不断提高，微型处理器技术已经广泛应用于生活中的方方面面，利用微型处理器制作一款针对多种铅酸蓄电池充电的多功能充电器已经成为了可能。在生产生活中我们常会使用到各种型号的蓄电池，如果每种蓄电池都需要一个不同的充电器，这不仅使用时相当麻烦而且会浪费空间和金钱。该充电器以AT59c52单片机为核心，使用ADC0809为AD转换模块智能判断被充电蓄电池型号，然后控制电路输出，以恒压充电的方式对相应的蓄电池充电，可以满足12V10Ah、24V10Ah、36V12Ah、48V20Ah铅酸蓄电池的充电需
2、求。使用此款多功能充电器不仅免去了购买和使用多种充电器的麻烦,而且减少了购买多种充电器的花费，所以该充电器有较高的商用价值，值得开发和使用。本次设计首先对充电技术和充电技术的发展做了探讨，然后进行了对方案的讨论与确立，之后设计电路图，确立了电路图后开始购买电路中所需零配件来制作实物，最后进行的是编写程序和调试。关键词：多功能充电器； AT89c52单片机； ADC0809；恒压充电 Design of battery chargerAbstract:With the continuous improvement of the modern scientific and technologica
3、l level, micro processor technology has been widely used in all aspects of life, using micro processor making a variety of lead-acid battery charging of the multifunctional charger has become possible. In industry and life, we often use a variety of models of the battery, if each battery needs to be
4、 a different charger, which is not only used in trouble and will waste space and money. The charger in order to AT59c52 as the core, using ADC0809 for AD conversion module intelligent judgment is charged battery type, then the control output circuit, with constant voltage charging of battery chargin
5、g, can meet 12v10ah, 24V10Ah, 36v12ah, 48V20Ah lead-acid batterys charge power demand. Using the multi-function charger not only eliminates the purchase and use of a variety of charger of trouble but also reduce the purchase cost of a variety of charger. So the charger had partly commercial value, i
6、t is worth developing and using.This design firstly did the study of charging technology and its development , then had carried on the discussion to the plan and establishedit , next designed circuit diagram by proteus8.0, I began to buy circuit required spare parts to make real after circuit diagra
7、m established,writing the program and debugging as the last process.Key words: multifunctional charger; AT89c52 MCU; ADC0809; constant voltage charging目录第1章前言11.1 充电技术的发展现状11.2 本课题设计思路11.3 设计的主要技术要求11.4 设计的目的、意义及主要解决问题2第2章系统方案设计32.1主电路方案3四个AC/DC模块的方案3一个AC/DC模块加三个DC/DC模块方案32.2控制电路方案32.3 系统组成5第3章系统硬件设
8、计和程序编写63.1系统硬件设计6系统电路图设计6器件选用9重要系统器件说明103.2系统程序编写（使用KeiluVision3）123.2.1程序流程图12端口定义12延时子程序13电池检测程序段13电池型号判断程序段13充电状态检测程序段14充电状态判断程序段15过电流保护程序段16系统完整程序16第4章实物调试234.1实物介绍234.2电池识别测试264.3电池充电完毕测试274.4电池反接测试284.5过流或短路测试284.6超温测试28结论29致30参考文献31 / 第1章 前言1.1 充电技术的发展现状现代生产生活广泛应用的充电技术有恒流充电，恒压充电和恒压恒流组合的阶段充电技术
9、。因为以上充电技术成本低实现简单，能满足大部分生活中的充电需求。生活中常见的手机充电器和汽车电瓶充电就是用的5V恒压充电，电瓶车快速充电采用的横流充电技术，大部分电瓶车自带充电器采用恒流恒压结合的阶段充电方式充电。在比较先进的充电技术方面，现在已经研究出脉冲式充电法，变电流间歇充电法，变电压间歇充电法等。这些充电法虽然更加比传统充电法优秀，但是由于充电器成本等原因并没有广泛应用于生产生活中仅在一些特殊的充电设备上有使用。另外无线充电技术成为近年来充电技术研究的热门话题，所谓无线充电技术就是在以上充电技术的基础上以无线的方式将电能冲入蓄电池中。1.2 本课题设计思路在这次多功能充电器是针对12V
10、10AH,24V10AH，36V12AH，48V20AH四种型号的铅酸蓄电池，充电方式是采用传统的恒压充电方式。当一个电路中各部分的电流和电压被确定后，那么这一电路的特性也就被掌握了1。所以充电器先用AD转换器先测出电池的电压传输给单片机以判断出电池的型号，然后单片机再根据电池的型号控制输出电路输出相应电池的充电电压来充电，然后不断地检测充电电流的大小，当电流小于相应值的时候判断电池充满断开充电电路，当电流大于相应值的时候判断为短路或者过流而断开充电电路，实现对充电器和电池的保护。1.3 设计的主要技术要求本设计要求充电器能准确快速的判断出充电电池的型号而对其充电，在充电过程中保持电路稳定，当
11、电池充电完成时充电器能判断出该状态并断开充电电路，在充电过程中出现短路、超温等异常状况时充电器能及时断开充电电路实现保护功能。在充电器的设计方面被设计要求充电器的电路简单稳定，外型尽量精巧，充电器成本尽量减小以增加充电器的实用性。1.4 设计的目的、意义及主要解决问题本次设计的目的是设计一款实用性很强的多功能充电器，可以对12V10AH,24V10AH，36V12AH，48V20AH四种型号的铅酸蓄电池充电。充电器使用的AT89c52作为控制核心，AT89c52是一款低电压高性能的cmos8位单片机，该单片机价格低适用性强在电子行业中被广泛的使用，采用KeiluVisiong3对单片机进行编程
12、实现单片机对输入的识别与对输出的控制。在生活中我们常会使用多种规格的铅酸蓄电池，如果每一种蓄电池都需要一个充电器，那么一大堆充电器不仅占用空间而且辨别相应的充电器也会带来不小的麻烦。这一款多功能的充电器是正好针对这个问题设计的，12V10AH、24V10AH、36V12AH、48V20AH四种型号涵盖了生产生活中使用的大部分铅酸蓄电池，也就是说使用这一款充电器基本上实现了一个充电器可以解决大部分铅酸蓄电池充电问题。第2章 系统方案设计2.1主电路方案 四个AC/DC模块的方案在构思多功能充电器的设计方案初期，预想方案为分别由4个AC/DC模块来产生对4种蓄电池充电的输出。通过AT89c52单片
13、机配合相应的传感器和控制电路，先识别蓄电池再根据蓄电池型号，再控制相应的AC/DC模块输出来对蓄电池充电。这种方案电路十分简单明了易于充电器设计和制作。但后来再实际接触配件时发现，4个AC/DC模块不仅成本高昂而且体积很大，这样制作的充电器实用价值不高。 一个AC/DC模块加三个DC/DC模块方案经过思考后觉得四个AC/DC模块的方案不可行，于是在这个方案上我进行了一下改进。DC/DC变换器是一种部有开关管把输入的直流电压转换成另一种直流电压的集成电路2。而且接触实物我发现DC/DC模块不仅相对AC/DC模块价格低廉而且体积要小很多，于是我将四个AC/DC模块中的三个用三个DC/DC模块替换。
14、其他电路基本不变，通过AT89c52单片机配合相应的传感器和控制电路，先识别蓄电池再根据蓄电池型号，再控制相应的AC/DC模块输出来对蓄电池充电。这种方案虽然比方案2.2控制电路方案在控制电路的设计上难点在于如何用AT89c52来识别蓄电池和控制相应的DC模块输出。 在识别蓄电池型号方面首先我对蓄电池放点后的特性做了很多实验，见下表。（由于经费的原因本人只购买了两块12V1.3AH的铅酸蓄电池构成12V和24V的样本）表2-1电池放电数据电池型号未放电电压放电完毕后1min放电完毕后5min放电完毕后1h12V1.3AH12.8V11.30V11.46V12.44V12V1.3AH12.87V
15、11.40V11.51V12.47V24V1.3AH26.1V22.9V23.4V24.9V24V1.3AH25.9V22.8V23.3V24.7V经过对上表数据的思考我得出结论以12V为一个单元计算，在电池满电到电池正常完全放电，电池电压在13.5-11V之间。以此我类推出12V10AH,24V10AH，36V12AH，48V20AH四种型号的铅酸蓄电池其端口电压围分别为11V-13.5V,22V-27V,33V-40.5V,44V-54V。那么对蓄电池型号的识别方法就相应的产生了。先对蓄电池电压进行分压再用ADC0809转换进行AD转换将信息传输给单片机，AT89c52单片机根据每种电池的电压围来对ADC0809所传输的数据识别从而判断出电池的型号。在控制相应的DC模输出方面，我采用的方案是用单片机控制四个5v的小型继电器，每个继电器对应一种电池的充电电路，实现在识别出蓄电池型号后控制相应的充电电路输出。在对实物数据的分析中我发现单片机的引脚只能输出1mA左右的电流，所以单片机是不能直接驱动继电器的。在收集了一定的资料后我采用9012为中介来驱动继电器，9012是一种PN
