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1、长春理工大学本科毕业设计编号 本科生毕业设计小型电池组充放电智能控制系统设计Intelligent Control System Design of small battery charging and discharging学 生 姓 名专 业 电气工程及其自动化学 号指 导 教 师学 院电子信息工程二一四年六月39长春理工大学本科毕业设计毕业设计原创承诺书1本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）基于单片机的智能小车设计，是认真学习理解学校的长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。2本人在毕业设计（论文
2、）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。3在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。4本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作 者 签 名： 年 月 日摘要在蓄电池问世近一百余年的时间里，由于其具有成本低、适用性宽、可逆性
3、好、大电流放电性能良好、绿色环保等优点，而被广泛地应用于工农业生产生活的各个领域中，是国民经济以及国防建设的重要能源。蓄电池充/放电技术是与蓄电池相伴而生的，与蓄电池的发展和应用有着密切的关系。由于蓄电池的充/放电过程对其进行能量传递的效率、推广使用有着非常重要的影响，因此成为了关于蓄电池研究的关键技术。本次系统设计在综合考虑电池安全充/放电的成本、设计效率及重要性的基础上，利用AT89C52单片机实现镍氢电池充/放电的原理和方法。文章撰写的主导思想是以硬件为基础，软、硬件相结合，及检测与控制为一体，按照功能模块进行设计。最终使设计的系统实现了对蓄电池充/放电过程的管理，并且具有精度高、工作效
4、果好、体积小、适用面广等显著优点，对蓄电池的大规模应用具有积极的促进作用，具有较强的实际意义与应用价值。关键词：蓄电池 单片机 充/放电 智能控制AbstractThe battery came nearly a hundred years time, due to its low cost, wide applicability, good reversibility, good high-current discharge performance, environmental protection, etc. , and is widely used in various fields o
5、f life and agricultural production , and is an important energy economy and national defense construction .Battery charge / discharge the battery technology is concomitant with the development and application of the battery has a close relationship. Since the charge / discharge process of its batter
6、y energy transfer efficiency, promote the use has a very important influence on battery research has therefore become a key technology.The system is designed on the basis of considering the battery safety charge / discharge of the cost, design efficiency and importance on the use of the principles a
7、nd methods AT89C52 MCU Ni-MH battery charging / discharging. Articles written by the dominant ideology is based on hardware, software and hardware combination, and detection and control as a whole, according to the function module design. Eventually achieve a management system designed for battery c
8、harge / discharge process, and has high accuracy, good work results, small size, wide application and other significant advantages, large-scale application of the battery has a positive role in promoting a strong the practical significance and application value.Keywords: Battery; Microcontroller; Ch
9、arge / Discharge; Measurement, Intelligent Control目 录摘要IABSTRACTII目 录III第1章 绪论11.1引言11.2课题研究目的及意义11.3课题研究现状及发展趋势21.4本文的主要工作3第2章 蓄电池及充/放电的基本过程与方法42.1 蓄电池的简介42.2 镍氢蓄电池的电化学反应52.3 蓄电池充电方法52.3.1 常规充电62.3.2 恒流充电法62.3.3 恒压充电法72.3.4 阶段充电法72.4 蓄电池放电装置1882.4.1 电阻放电装置82.4.2 晶闸管整流逆变型放电装置92.4.3 晶闸管有源逆变型放电装置102.5
10、 充/放电控制的选择10第3章 硬件电路的设计123.1设计方案123.1.1 拟定达到要求或技术指标133.1.2 设计的优点与不足133.2 单片机143.2.1 AT89C52的简介20143.2.2 主要特征143.2.3 管脚说明143.2.4 振荡器特性163.2.4 芯片擦除173.2.5 设计AT89C52管脚分配173.3 模数转换器21173.3.1 ADC0809的内部逻辑结构173.3.2 ADC0809引脚结构183.3.3 ADC0809的使用说明203.4 LCD液晶显示22203.4.1 LCD的简介203.4.2 液晶显示模块两种访问方式的接口电路223.5
11、电源电路的设计24第4章 软件程序设计254.1 用C语言开发单片机的优势24254.2 系统程序流程图254.3 系统调试264.3.1 调试软件介绍264.3.1 仿真调试步骤27结 论28参考文献29致 谢30附录1 硬件电路原理图31附录2 仿真电路图32附录3 PCB电路图33附录4 蓄电池充/放电智能控制程序34第1章 绪论1.1引言在大力提倡采用绿色环保能源的今天，蓄电池由于具有得天独厚的优势，作为能量的储存与提供单元，己经遍布工农业生产生活、国防、航天等方方面面的各个角落1。例如：在工矿企业与汽车工业中大量的大功率蓄电池被用作各类移动式机械设备、电动设备及电动汽车（Electr
12、ic Vehicle，EV）、混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）的动力源或辅助动力源2，这些企业每天都要对数百个大功率蓄电池进行充电，以储存维持工作所需要的电能，同时还要按照一定的时间周期对这些蓄电池进行维护性放电作业，以保证其维持良好的储能效果。尤其是近几年来，随着智能移动电话、个人数字助理(PDA)、膝上型上网超级笔记本电脑、掌上平板电脑及其它便携式终端设备的流行，蓄电池的电能容量、续航、发热及充电速度等性能越来越引人关注。对于蓄电池使用者来说，蓄电池的日常管理维护固然重要，但高效、无伤害的充/放电装置是对提高蓄电池的使用效率、延长其使用寿命起着非常关键
13、的作用。所以，通过本课题的研究与设计，将对蓄电池的应用与发展，各类社会生产、经营、工作等活动产生重大的实际意义3。1.2课题研究目的及意义蓄电池作为一种能源变换器，充电时将电能转变成化学能储存起来，而放电时将化学能转变为电能。充电是放电的逆反应，充电的反应物就是放电的生成物，所以充/放电过程对于蓄电池来讲是十分重要的4。充/放电效果的好坏无论是对蓄电池的使用效果，还是对蓄电池的使用寿命都是非常重要5。但是在蓄电池的日常应用中，尤其是在军事、轮船、工矿、电站等大型企业和特殊应用场合中，对大功率蓄电池仍然采用较为粗框的充/放电模式对其进行恢复性充电与维护性放电，这对蓄电池的使用效果与使用寿命是非常
14、不利的，极大的降低了蓄电池的存储电荷的能力与放电效果及使用寿命，不仅增加了使用、生产和运营的成本，也为正常社会生产、工作活动埋下了重大的隐患6。传统的蓄电池充电器结构简单，充电控制由模拟控制的方式实现，因而充电方法单一，无法根据蓄电池的荷电状态调整充电方法，而且也没有对蓄电池充电过程的监测和保护等功能，无法满足在无人监控场合的蓄电池充电。近年来，随着数字信号处理技术的日益完善、成熟，微控制器的性价比不断提高，蓄电池的充电控制也由模拟控制向数字化控制转变，数字控制的蓄电池充电系统可以实现各种复杂的充电控制方法，能够对蓄电池的充电过程进行监控和显示，提高系统的灵活性，缩小系统的体积，在更加高效充电
15、的同时延长蓄电池的使用寿命7。本课题就是围绕智能充/放电控制展开的，其目的是通过课题的研究，设计出一种更为符合蓄电池充/放电规律且适应面广的蓄电池充/放电智能控制系统模型。1.3课题研究现状及发展趋势如今，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的蓄电池充电器的需求也越来越大。蓄电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、达到最大的电池容量，防止蓄电池的损坏。与此同时，对蓄电池进行适当的放电操作，以维护蓄电池的性能和保证正常工作寿命8。国内对大容量智能充/放电技术的研究还处于初始阶段，虽然己经有关于智能充/放电技术的报道，但是市场上还未见到真正的满足智能充/放电标准的智能充电设备，一些所谓的智能充/放电机多采用恒流递减式改进型充电方式来弥补
