《毕业设计(论文)-基于MAX1501智能充电器设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计(论文)-基于MAX1501智能充电器设计.docx（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 毕业设计论文 基于MAX1501智能充电器 系 电子信息工程系 专业 应用电子 姓名 班级 电子133班 学号 指导教师 职称 指导教师 职称 设计时间 2015.9.152016.1.4 II摘 要电子技术的日新月异使得形形色色的电子产品都朝着便利和小型轻量化的方向进展,也使得越来越多的电气化产品选择借鉴于电池的供电系统。目前,市场上电池大多数分为镍镉，镍氢，铅蓄电池，锂电池。它们的各自特征决定了它们将在十分长的时刻内共存发扬。由于不同类别电池的充电特点不同,通常对不同类别,以至区别电压、容量等级的电池运用各种的充电器,但这在实际运用中有好多麻烦。本设计的充电器是面向手机锂电池实行充电的智
2、能充电器,智能充电器是指依据使用者须要抉择的充电形式,在充电的流程中能对充电电池实施维护避免过电压、热保护和充电完毕报警提醒。设计上我竭力抉择方便、高效的硬件,设计稳固稳当的软件。设计中推荐了系统的硬件构成,其中包含单片机电路、充电控制电路、电压采集电路充电断电电路,软件设计方面运用了C语言开发器材,实行细致的设计和编码。目的是为完成系统的可靠性，经济性和稳定性。关键词：锂电池, 智能, 电子产品, 充电器目录摘 要I目 录II第1章 设计的背景目的及意义11.1 设计的背景11.2 设计的目的21.3 设计的意义3第2章 系统器件的的选择42.1主控器件52.1.1 主要特性62.1.2 引
3、脚功能82.1.3 外部中断92.1.4 串口通信132.2ADC0832模数转换132.2.1 ADC0832的概述142.2.2 ADC0832特点：162.2.3 ADC0832控制原理172.3MAX1501172.4 LCD1602液晶202.4.1 LCD1602的概述202.4.2 LCD1602的操作时序202.4.3 LCD1602的基本命令22第3章 硬件电路的设计及其原理243.1 最小系统的原理图243.2 报警电路的设计253.3 ADC0832电路设计273.4 MAX1501应用电路设计29第4章 程序设计30致谢31附录一：系统原理图31附录二：参考文献32附录
4、三：参考程序3336第1章 设计的背景目的及意义1.1设计的背景电池是经过能量转变电能的器件,是一种能将化学能直接转变成电能的装置。电化学电源有一次电池和二次电池之分.一次电池用过后不能复原.二次电池充电后能继续使用。社会在进步，人们的需求也在提高不管从节省本钱来说,还是从保卫环境的角度来说,二次电池都比一次电池更有胜势,因此二次电池的市场需求量也越来越大。锂离子电池亦是二次电池的一种。锂离子电池自开创以后,以能量密度高和操纵寿命长而倍受看重。对于市场的需求,环球各大电池生产商为了在市场上获得胜势,无不从事于开辟具备能量密度高,小型化,薄型化,轻量化,安全性高,循环寿命长,低成本的新式电池。对
5、此,聚合物锂离子电池因为具备上述的各项长处,成为了各厂商从事研究的目的。聚合物锂离子电池因其安全、轻薄等特点,大量运用于便携式器材,所以聚合物锂离子电池是21世纪移动设备最好的电源处理方式。与液体锂离子电池相比较,聚合物锂离子具备良好的耐充放电特点,因而对外维护电路方面的需求可以恰当放宽。在充电方面,聚合物锂离子可以使用IC定电流的方法充电,实行起来也相对而言容易。中断充电电压的允许误差为额定值的1%,过压充电会形成锂离子电池长久性毁坏。充电速率常用为0.5C1C。使用0.5C充电速率时,因其充电进程中的电化学反应会出现热量,所以有一定的能量亏损。锂离子电池充电的温度范围为060,如果电流过大
6、,会使温度过高。不但会毁坏电池,而且也许引发爆炸。锂离子电池所规定的放电电压为2.5V,如果过度放电锂离子便会报废。放电的电池充电能够经过预处理实施补救,锂离子电池的额定电压为3.6V。当锂离子电池电压超过2.5V,正常充电;若锂离子电池没有到达2.5V,则换个方式使用小电流充电,充到2.5V后再按正常方法充电。1.2 设计的目的锂离子电池还是一种智能电池，它可以与专用原装智能充电器配合，达到最短的充电时间、最大的寿命周期及最大的容量。氧化还原反应反映的是Li+MnO2=LiMnO2即我们称之为放电。因为锂金属的化学特质十分活跃,使得我们对于锂金属的保存、运用、加工和环境需求格外的高。因此锂电
7、池持久没有获得使用。现在锂电池依然成为了主流。因为锂金属的化学特质十分活跃,所以我们就在环境的要求非常严格锂电池的应用。随着社会文明不断地的进步,小型化的设备日益增加,对电源建议了极高的需求。因此锂电池投入了大规模的有用阶段。最初锂离子电池被用于心脏起搏器中。原因是放电电压非常缓慢，自放电率很低,。使得起搏器引入人体持久运用变为可能。锂锰电池一般有3.0伏以上的标称电压,经常作集成电路电源,被多次用于计算器、计算机中。现在，锂离子电池多量使用在手机、电动工具、照相机、家用小电器上,可以说是被广泛应用。充电控制锂电池。锂离子电池通常包含管理芯片和充电控制芯片。容量、温度、ID、充电状态、发电次数
8、等数值是管理芯片的一连串的寄存器。这些数值会在使用的过程中渐渐发生改变。尽管锂离子电池有以上各种长处和杰出的市场前程，但它对充电电路的需求比较高，在其使用过程中，为了防止过度充电和过度放电的景象。锂离子电池的充电过程如图1-2所示，在一个周期内，锂电池在开始充电前必须要检验电池的温度和电压，判断可不可以充电，如果电池电压或温度任何一个超过了规定的范围，就不会再允许充电。每节电池的允许充电电压为2.5到4.2V，温度则为2.5到50。如果电池在深放电的状态下，一定会需要充电器具备预充过程，如果电池满足了快速充电的要求，并遵循了电池厂商推荐的充电速度，对电池进行恒流充电，便会看到电池电压在慢慢上升
9、；只要电池电压达到所设置的终止电压，恒流充电便会中断，充电电流就会马上减弱，充电进入满充过程；而在满充过程中，充电的电流会渐渐变弱，终于满充时间超时就会进入顶端中止充电；顶端中止充电时，充电器会以微弱的电流给电池增加电量；顶端中止充电过后，会关闭充电。 图1-2 锂离子电池的充电过程1.3 设计的意义因为充电器多选用大电流的迅速充电法，在电池充满后假如不准时中断会使电池发热，极度的充电会严重混坏电池的寿命。为了预防过度充电，一些低成本的充电器会使用电压比较法，平常充电到90%就停止大电流充电转为快充，而后使用小电流涓流补充充电。手机电池的使用寿命和单次使用时间与充电流程紧密相关。锂电池是手机最
10、为常用的一种电池，因为锂电池可多次并反复充电，而且锂电池使用的寿命也很长，价格也变得越来越低廉。锂电池对于充电器的需求比较严格，须要维护电路。如果将锂电池的充电电压调到最大电压，就会更好的使用电池容量。但是过压充电会把电池毁坏，这就需要很高的控制精度。因此这就需求设计出相对而言的科学充电器，比较好的方法是使用规定充电控制芯片协同单片机控制的方式。规定的充电芯片可以检查出电池充电饱和时发出的电压变化信号，可以准确地中断充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以完成充电过程的智能化。而充电器的智能化不仅减少了充电时使用的时间，同时又能够保护电池，增长电池使用寿命。第2章 系统器件的的选择系统主要有
11、单片机最小系统和ADC0832模数转换电路、MAX1501电源管理芯片组成。锂电池本设计是STC89C52单片机要完成功能就是检查锂电池充电状态并给出对应的指引，当电池接反的时候提醒报警。系统框图如下图2所示：MAX1501智能充电电路STC89C52单片机蜂鸣警报器ADC0832图2系统功能框图2.1单片机STC89C52单片机是STC公司最新推荐的一种新型51内核的单片机。片内包含Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、PWM等模块。封装图如下图2.1：图2.1 51内核单片机封装图2.1.1主要特性1. 内置标准51内核，机器周期：增强型为6时钟，普通型为12时钟2. 工作电压
12、:5.5V3.3V 3. 工作频率范围:040MHz4. 内部存储器：512B5.中断源:8个6. 共有3个16位定时器/计数器。7. 外部中断4路,下降沿中断或低电平触发电路,Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒 8. 通用异步串行口(UART),还可使用定时器软件实现多个UART 9. 工作温度范围:-40+85(工业级)/075(商业级)2.1.2引脚功能VCC：电源电压VSS：接地P0端口：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。P1端口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P2端口：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口 P3端口;P3口是一组
13、带有内部将用上拉电阻的8位双向I/O端口。P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2（外部中断0）P3.3（外部中断1）P3.4T0（定时器0的外部输入）P3.5T1（定时器1的外部输入）P3.6（外部数据存储器写选通）P3.7（外部数据存储器读选通）RST：复位输入。ALE/：地址锁存允许VPP：编程电源输入引脚XTAL1：内部振荡器反相器输入端。XTAL2：内部振荡器反相器输出端。2.1.3外部中断单片机正在主程序里永无止境的反复的时候，忽然出现了一个危急事件，程序就“飞”到了发生危急事件的地方执行，解决完危急事件后又自己“飞”回到主程序中继续执行。 中断允许寄存器I
14、ED7D6D5D4D3D2D1D0EA-ET2ESET1EX1ET0EX08051 系列单片机有 5 个事件可以中断单片机正在执行的主程序，分别是定时器/计数器T0 和 T1 计数容器溢出、外部引脚 P3.2 和 P3.3 上的信号以及串口通讯中断； 8052 系列单片机比 8051 单片机多一个引起中断的事情就是定时器 T2，中断允许寄存器 IE 就是用于设置单片机，当对应的事情发生时是否通知单片机的 CPU 中断当前执行的任务并“飞”出去做相应的处理的。下面分别介绍中断允许寄存器 IE 中各位的功能。 1、EX0 当 EX0=1时，允许ITNO申请中断；当 EX0=0时，禁止ITNO申请中断2、ET0 当 ET0=1时，允许TO中断；当 ET0=0时，禁止TO中断 3、EX1 当 EX1=1时，允许INT1申请中断；当 EX1=0时，允许INT1申请中断4、ET1 当 ET1=1时，允许T1中断；当 ET1=0时，禁止T1中断 5、ES 当 ES=1时，允许串行口中断；当 ES=0时，禁止T1中断6、EA EA =1称为COU开中断，将 EA 位设置成 0称为CPU关中断。 2.1.4、串口通信一条信息的各位数据
