智能充电器的设计【开题报告+文献综述+毕业论文】

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本科毕业论文系列开题报告通信工程智能充电器的设计一、课题研究意义及现状电能是当今世界最重要的能源形式。很难想象失去电能支撑的文明世界如何运行。在所有的动力资源中，电能使用最方便，适用范围最广，并且是清洁的。电能变换则是用电之门，是用好电的必由之路。而电能变换主要表现在变压、调压、整流、滤波、稳定、变换等，而这些基本的电能变换是通过一系列的技术方法实现的，并且这些技术方法分别适用于不同的环境条件和要求。自蓄电池发明以来，已有一百多年了，目前广泛应用的可充电电池（二次电池）有镍镉电池、镍氢电池、铅酸电池和锂电池等。各种便携式电子设备，如笔记本电脑、移动电话、摄像机、MP3、UPS等，都离不开可充电电池，而且要求电池轻、薄、短、小且容量大。可充电电池由于它的能量质量比、能量体积比和使用成本等指标都比一次电池显现出很多的优越性，所以可充电电池的充电管理成为一个重要问题。实践证明，对不同类型的可充电电池应该采用不同的充电控制方法，而可充电电池的适当充电方法，不仅可以确保可充电电池充足电，而且还可以有效地延长可充电电池的使用寿命，反之，则会使可充电电池发挥不了它应输出的电量，给电池的使用者带来不便，严重时，还会给用户带来不应有的损失。综上所述，目前，由于常规充电技术不能适应各类新型电池的要求，因此严重影响电池的使用寿命。所以，智能型的充电器可以对可充电电池进行智能控制和选择，帮助我们在使用时可以尽量避免对电池的伤害，以保证我们日常生活的需要。为了满足各类电池快速充电的不同要求，世界各国都在研究智能化快速充电技术。目前已研制出几十种各类电池快速充电控制集成电路，利用这些集成电路，很容易制作智能化快速充电器。尤其随着计算机技术的不断发展，计算机由于它的计算能力强，有关数据易于存储、传输和修改，易于实现自动控制等一系列优点，在各行各业得到了广泛的应用。目前在可充电电池的充电、放电管理中，广泛使用了计算机技术。而便于和MCU/CPU进行数据交换、处理的各种总线技术，例如位总线（Bitbus）、系统管理总线（SMBus）、集成电路之间数据交换总线（I2C）和通用串行总线（USB）等，在充电电池的充电、放电管理中得到广泛应用。 利用总线技术可以实现对电池电量状态，电量的使用时间、电池的剩余电量、电池是否正常等的管理及检测，进行有关电池工作状态数据的显示，当电池电量用完后，计算机可以自动关机，保存有关数据。同样，在目前得到普及的手机中，这些技术也得到了广泛的应用，极大地方便了用户的使用。二、课题研究的主要内容和预期目标要求基于单片机设计一个智能充电器可以通过修改参数来适应不同的电池。硬件由基准电源，电流电压检测电路，buck变换电路，控制电路等部分组成，由单片机进行控制。系统总体指标及功能要求：（1）要求充电器能适应锂电池标准充电，锂电池快充，镍氢电池标准充电，镍氢电池快充镍铬电池标准充电和镍铬电池快充。（2）要求充电器由键盘选择电池类型并用数码管显示充电模式。（3）充电器的效率不低于85%。本设计要求完成软硬件设计与制作。三、课题研究的方法及措施在开始课题研究之前，查阅相关书籍，然后阅读一定数量的与智能充电器有关的资料，对所要研究的课题有一个大致的了解。通过阅读相关资料，简要地分析出几个智能充电器设计的关键点与难点，并对目前已经有的小规模集成电路的智能充电器进行大致了解，并且进行比较，总结基本的优缺点，以及可行性，以利于后续的研究工作。在课题研究的过程中，首先根据需求进行需求分析，统一规划，分布完成；按照课题要求实现锂电池标准充电，锂电池快充，镍氢电池标准充电，镍氢电池快充镍铬电池标准充电和镍铬电池快充；还要做到充电器由键盘选择电池类型并用数码管显示充电模式，具有人性化的操作，使自己的课题研究更加完整。在这次课题中，我使用单片机进行设计，它主要包括电源变换电路、采样电路、处理器、脉宽调制控制器（它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期进行调频）和电池组等，形成一个闭环系统。四、课题研究进度计划毕业设计期限：自2010年11月17至2010年5月18日。第一阶段（4周）：分析任务，收集资料，系统总体方案设计，完成开题报告、文献综述、外文翻译。 第二阶段（4周）：设计与写论文，硬件电路与软件程序设计，撰写设计报告与论文。第三阶段（2周）：设计作品完善，论文修改。五、参考文献[1]董文博，吴知非.数字化智能充电器的设计[EB/OL]，[2010-10-26].http://www.21ic.com/app/mcu/200903/34100.htm.[2]杨恢先，黄恢先.单片机原理及应用[M].北京：人民邮电出版社，2006，10.[3]周玲凯.基于单片机的镍镉电池容量恢复仪兼充电器[J].电子世界，2010，4，32（4）：31～33.[4]王鸿麟，钱建立，周晓军.智能快速充电器设计与制作[M].北京：科学出版报社，1998，5，5～6.[5]路秋生.常用充电器电路与应用[M].北京：机械工业出版社，2004，8，7～8.[6]铅蓄电池[EB/OL],[2010-10-26].http://baike.baidu.com/view/1362675.htm.[7]许炜，肖和飞，徐金凤.智能充电器[EB/OL],[2010-10-26],http://www.docin.com/p-43362045.html.[8]智能充电器[EB/OL]，[2010-10-26].http://baike.baidu.com/view/1005856.htm.[9]刘宝忠，刘培德.PMW技术在单片机控制智能充电器中的应用[J].今日电子，2005，12，18（12）：76～77.[10]王鸿麟，钱建立，周晓军.智能快速充电器设计与制作[M].北京：科学出版报社，1998，5，133～134.[11]LenKJohnD.Simplifieddesignofmicropowerandbatterycircuits[M]Boston:Butterworth-Heinemann,1996,57-61.[12]ParkHae-Woo,HanChang-Seok.Ni-MHbatterychargerwithacompensatorforelectricvehicles［P］SAE960477，1996. 毕业论文文献综述通信工程智能充电器摘要：本文主要阐述了四种可充电的电池的原理、性能以及优缺点，还有电池的充电过程、特性和控制方法，智能充电器的几种设计方案。关键词：可充电电池；充电过程1.引言现代通讯设备、便携式电子产品、笔记本电脑、电动汽车、小卫星等普遍使用蓄电池作为电源,应用非常广泛。然而大多数设备中的蓄电池,只能使用专用的充电器,而且普通的充电器大多充电时间长,无法判断其充电参数和剩余的充电时间。而所谓智能充电器，是指能根据用户的需要自主选择充电方式，并且在充电过程中能对被充电的电池进行保护，从而防止过电压、电流和温度过高的一种智能化充电器[1]。所以对于智能型的充电器而言，它有了这方面的优势－相对于普通的充电器，可以对不同类型以及不同参数的电池进行一次性地比较统一的利用。当你出门在外，面对繁琐的电子产品时，你只需要携带一种充电器，就可以把多种电子产品集成化，免去了携带多种充电器的烦恼。这就是我要用单片机所设计的智能充电器，帮助大家解决生活上的烦恼。2.可充电的电池可充电电池具有较高的性能价格比、放电电流大、寿命长等特点，广泛应用于各种通信设备、仪器仪表、电气测量装置中。目前，较多使用的电池有镍镉（Nicd）、镍氢（NiMH）、锂电池和铅蓄电池，由于它们各自的优缺点使得它们在相当长的时期内将共存发展。根据不同类型的电池的充电特性不同，目前通常对不同类型，甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器，这在实际使用中有诸多不便。单片机具有功能强、体积小、可靠性好和价格便宜的优点，已成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，具有广泛的发展前景。单片机技术的应用，使得很多技术水平和自动化程度得以大大提高[2]。2.1常用的可充电电池现在对不同种类的可充电的电池进行介绍：2.1.1镍镉电池： 镍镉电池（Ni-Cd，Nickel-CadmiunBatteries,Ni-CdRechargeableBattery）是最早应用于手机、超科等设备的电池种类，它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单。镍镉电池可重复500次以上的充放电，经济耐用。它的内部抵制力小，既内阻很小、快速充电，又可为负载提供大电流，而且放电时电压变化很小，是一种非常理想的直流供电电池。但是镍镉电池中的镉对环境的危害特别大，由于人们使用充电电池的不得当，以及镍镉电池的“记忆效应”更使其寿命大大缩短[3]。一般使用以下反应放电：Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2充电时反应相反。镍镉电池最致命的缺点是，在充放电过程中如果处理不当，会出现严重的“记忆效应”，使得服务寿命大大缩短。2.1.2镍氢电池：镍氢电池是有氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差。其充电时化学反应如下：正极反应：Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-负极反应：M+H2O+e-→MH+OH-电池总反应：M+Ni(OH)2→MH+NiOOH[4]2.1.3锂电池锂电池（锂原电池）和锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池。锂原电池的负极是金属锂，正极用MnO2，SOCL2，(CFx)n等。其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长，无记忆效应，快速充电等优点。其电池的反应方程有多种，以MnO2为例：正极上发生的反应为　　LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)　　负极上发生的反应为　　6C+XLi++Xe=====LixC6　电池总反应：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6[5]2.1.4铅蓄电池 常用的充电电池除了锂电池之外，铅酸电池也是非常重要的一个电池。它的优点是放电时电动势较稳定，缺点是比能量（单位重量所蓄电能）小，对环境腐蚀性强。铅蓄电池的工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好（尤其适于干式荷电贮存）、造价较低，因而应用广泛。铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下：正极：PbO2+2e+SO42-+4H+==PbSO4+2H2O　　负极：Pb-2e+SO42-==PbSO4电池总反应：PbO2+2H2SO4+Pb==2PbSO4+2H2O[6]2.2电池充电特性对于镍镉电池来说，当恒定电流刚充入放完电的电池时，由于电池内阻产生压降，所以电池电压很快上升。此后，电池开始接受电荷，电池电压以较低的速率持续上升。在这个范围内，电化学反应以一定速率产生氧气，同时氧气也以同样的速率与氢气化合，因此，电池内部的温度和气体压力都很低。经过一些时间后，电解液中会产生气泡，这些气泡聚集在极板表面，使极板的有效面积减少，所以电池的内阻抗增加，电池电压开始较快上升。这是接近充足电的信号。充足电后，充入电池的电流不是转换为电池的贮能，而是在正极板上产生氧气超电位。氧气是由于电解液电解而产生的，不是由于氢氧化镉还原为镉而产生的。在氢氧化钾和水组成的电解液中，氢氧根离子变成氧、水和自由电子。虽然电解液差生的氧气能很快在负极板表面的电解液中复合，但是电池的温度还是显著升高。由于从大量的氢氧离子中比从很少的氢氧化镉中更容易分解出氧气，所以电池内的温度急剧上升，这样就使电池电压下降。电池的电压于是曲线出现峰值。镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似，充电过程中两者的电压、温度曲线相似。可以看出，充点终止时，镍镉电池电压下降比镍氢电池大得多。当电池容量达到额定容量的80%以前，镍氢电池的温度缓慢上升，当电池容量达到90%以后，镍镉电池的温度才很快上升。当电池基本充足电时，镍镉/镍氢电池的温度上升速率基本相同。2.3充电过程与充电方法电池的充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电、涓流充电四个阶段。下面对于四个阶段进行解释。对于长期不用的或新电池充电时，一开始就采用快速充电，会影响电池的寿命。因此，这种电池应先用小电流充电，使其满足一定的充电条件，这个阶段成为预充电。快速充电就是用大电流充电，迅速恢复电池的电能。快速充电速率一般在1C以上，快速充电时间由电池的容量和充电速率所决定。 为了避免过充电，一些充电器采用小电流充电。镍镉电池正常充电时，可以接受C/10或更低的充电速率，这样充电时间要10h以上。采用小电流充电，电池内不会产生过多的气体，电池温度也不会过高。当电池接到充电器上低速率恒流充电器就能对电池提供很小的涓流充电电流。电流采用小电流充电时，电池内产生的热量可以自然散去。涓流充电器的主要问题是充电速率太慢，例如，容量为1Ah的电池，采用C/10充电速率时，充电时间要10h以上，此外，电池采用低充电速率反复充电时，还会产生结晶。大部分涓流充电器中，都没有任何电压或温度反馈控制，因而不能保证电池充足电后，立即关断充电器。[7]3.充电器的充电终止控制技术不同的电池应采用不同的充电控制技术。常用的控制技术有：定时控制、电压控制和温度控制等。[8]3.1定时控制根据电池的容量和充电电流，很容易确定所需的充电时。这种控制方法最简单，但由于电池的起始充电状态不完全相同，有的电池充不足，有的电池过充电。因此只有充电速率小于0.3C时，才使用这种方法。3.2电压控制在电压控制中，最容易检测到的是最高电压。常用的电压控制方法有：最高电压（Vmax）：从充电特性曲线中，电池电压达到最大时，电池即完成充电。电压负增量（－ΔV）：电池电压的负增量与电池组以及环境温度没有关系，可以准确判断电池已经充满电，适用于镍镉电池。电压零增量（0ΔV）：电池电压在某一段时间内变化很小，适用于镍氢电池。3.3温度控制为了避免损坏电池，电池温度过低时不能开始快速充电，电池温度上升到规定数值时，必须立即停止快速充电。4.充电器的几种常见设计方案智能型充电器的硬件设计，主要包括电源变换电路、采样电路、处理器、脉宽调制控制器（ 它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的[9]。）和电池组等，形成了一个闭环系统。4.1MPU与LTC1325组成的智能充电器LTC1325是一种高性能充电控制器IC，和外部微处理器配合，外接少量元件即可组成多功能充电器。它采用串行接口和uP通信，充电前可先让电池放电，充电过程中，可以监控充电量、电池温度、电池电压、充电时间等参数，以达到最佳的充电效果并延长电池的寿命。LTC1325是单片CMOS快速充电控制器，它可以对镍镉、镍氢、铅酸和锂电池进行充电控制。该器件内含可编程111KHZ的PWM恒流源控制器、10位ADC、内部稳压器、充电前放电控制器、可编程电池电压衰减器、可编程电池电压衰减器和串行接口，工作电压为4.5～16V，使用非常方便[10]。4.2用VHDL设计实现用VHDL设计主要是利用有限状态机来实现。用状态机来控制A/D采样，包括将采得的数据存入RAM。用FPGA代替PWM信号发生器输出PWM波形控制开关管在一个周期内的导通与断开。对蓄电池的电压、电流信号进行采样，采样信号分别进行A/D转换。数字信号送入FPGA，由FPGA的有限状态机对数字信号进行分析和处理。最后FPGA调整PWM输出信号的占空比。这个PWM信号送给开关电源开关管，使调节的开关管在一个周期内关断和导通的时间，也就是控制了高频变压器通断的时间，来实现控制高频变压器输出电压和电流的大小。当蓄电池充电满后，单片机输出信号控制开关断开电源，充电器便停止对蓄电池充电。总结：方案（2）需要的成本最高，编写VHDL程序复杂，在此不选用这种方案。方案（1）成本比方案一略高一点，易于接受，而且编程没有那么的复杂，在本次设计选择此方案。5.结束语智能型充电器的使用非常方便和简单，可以帮助大部分人解决不同电池的充电烦恼。它简单的设计结构以及多用途的方式可以帮助它走进千家万户。参考文献：[1]董文博，吴知非.数字化智能充电器的设计[EB/OL]，[2010-10-26].http://www.21ic.com/app/mcu/200903/34100.htm. [2]杨恢先，黄恢先.单片机原理及应用[M].北京：人民邮电出版社，2006，10.[3]周玲凯.基于单片机的镍镉电池容量恢复仪兼充电器[J].电子世界，2010，4，32（4）：31～33.[4]王鸿麟，钱建立，周晓军.智能快速充电器设计与制作[M].北京：科学出版报社，1998，5，5～6.[5]路秋生.常用充电器电路与应用[M].北京：机械工业出版社，2004，8，7～8.[6]铅蓄电池[EB/OL],[2010-10-26].http://baike.baidu.com/view/1362675.htm.[7]许炜，肖和飞，徐金凤.智能充电器[EB/OL],[2010-10-26],http://www.docin.com/p-43362045.html.[8]智能充电器[EB/OL]，[2010-10-26].http://baike.baidu.com/view/1005856.htm.[9]刘宝忠，刘培德.PMW技术在单片机控制智能充电器中的应用[J].今日电子，2005，12，18（12）：76～77.[10]王鸿麟，钱建立，周晓军.智能快速充电器设计与制作[M].北京：科学出版报社，1998，5，133～134.[11]LenKJohnD.Simplifieddesignofmicropowerandbatterycircuits[M]Boston:Butterworth-Heinemann,1996,57-61.[12]ParkHae-Woo,HanChang-Seok.Ni-MHbatterychargerwithacompensatorforelectricvehicles［P］SAE960477，1996. 本科毕业设计（20届）智能充电器摘要随着电子技术的快速发展，越来越多的电子产品都朝着便携式和小型轻量化的方向发展，也使得更多的电子产品采用基于电池的供电系统。目前，较多使用的电池有镍镉、镍氢、铅蓄电池和锂电池。它们各自优缺点决定了它们在相当长的时间内将要共存发展。由于不同类型电池的充电特性不同，通常对不同类型，甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器，但在现实生活中，这造成了诸多不便。 本课题的毕业设计是一种基于单片机的锂离子电池充电器。在设计上，选择了简单、高效的硬件电路，并且设计了稳定可靠的软件，详细说明了系统的硬件组成，包括单片机电路、充电电路、A/D转换及温度检测电路，并对本充电器的核心器件AT89S52单片机进行了较详细的介绍。以C语言为开发工具，进行了详细设计和编码。因此，它实现了系统的可靠性、稳定性、安全性和经济性。该智能充电器具有检测锂离子电池的状态功能，以满足充电电池的充电需要；充电器温度检测保护功能；充电状态显示的功能。在生活中帮助大家更好的维护了充电电池，延长了它的使用寿命。关键词：充电器；AT89S52单片机；可充电电池；开关电源AbstractElectronictechnology'sfastdevelopmentcausesvariouselectronicproductsdeveloptowardportableandthesmalllightweightdirection,italsocausesthemoreelectrificationproductstousebasedonbattery'spowersupplysystem.Atthispresent,themanyuse'sbatterieshavethenickelcadmium,thenickelhydrogen,theleadaccumulatorandthelithiumbattery.Theirrespectivecharacteristichaddecidedtheywillcoexistinalongtimedevelop.Thedifferenttypebattery'schargecharacteristicisdifferent,usuallytodifferenttype,evendifferentvoltage,capacityrankbatteryusedifferentbatterycharger,butthishasmanyinconveniencesintheactualuse.Thisdesignisonekindlithiumionbatterychargerwhichisbasedonmicrocontroller,inthedesign,ithaschosensuccinctly,thehighlyeffectivehardware,thedesignstablereliablesoftware,explainedindetailsystem'shardwarecomposition,includingtheMicrocontrollercircuit,thechargecontrolelectriccircuit,theA/Dconversionandtemperaturedetectioncircuit,andtothisbatterycharger'scorecomponent-AT89S52microcontrollerhascarriedonthedetailedintroduction.TaketheClanguageasthedevelopmentkit,thedetaileddesignandthecode　isgiven.Theintelligencebatterychargerhastheexaminationlithiumionbattery'scondition;Chargertemperaturetestingprotectionfunction;Thechargeconditiondemonstration'sfunction.Thebatterychargerhasmadethebettermaintenancerechargeablebatteryinthelife，andlengthenedtherechargeablebattery’sservicelife. Keywords：Charger；AT89S52microcontroller;Rechargeablebattery;switchingpowersupply;目录1绪论11.1概述11.2充电电池的应用现状11.3充电器的设计背景及意义11.4智能充电器的发展及趋势21.4.1智能充电器的发展21.4.2智能充电器的趋势22充电电池的特性42.1充电电池的充电特性42.2充电过程与常用的充电方法52.2.1电池的充电过程52.2.2常用的充电方法62.3充电器的充电终止控制技术82.3.1定时控制82.3.2电压控制82.3.3温度控制82.3.4综合控制法83单种充电器设计方案分析103.1镍镉电池充电器103.2常用的锂电池充电器10 4硬件设计124.1基本概况124.2电源变换电路124.3PWM技术的原理及应用134.4单片机AT89S52144.4.1AT89S52144.4.2主要性能154.4.3管脚简要说明154.4.4单片机的外围电路图174.5数据采样与转换电路174.6温度传感电路194.7显示电路194.8上位机通信模块205软件设计205.1编程语言的选择215.2设计环境的选择215.3总体设计的流程图226结论22致谢23参考文献25附录1系统实物图26附录2原理图27附录3代码27 1绪论1.1概述电能是当今世界最重要的能源形式。很难想象失去电能支撑的文明世界如何运行。在所有的动力资源中，电能使用最方便，适用范围最广，并且是清洁的。供人类使用的电能通过一些方法生产或收集得来的。世界上绝大部分的电能来自发电站，例如水电站、火力发电站和核电站，发电站是交流电网的源头。太阳光、风力、潮汐发电是自然能和电能之间的有效转换。而燃料电池、锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅酸蓄电池等是经过电化学反应而产生电能的固定或移动式电能的载体。1.2充电电池的应用现状自蓄电池发明以来，已有一百多年了，目前广泛应用的可充电电池（二次电池）有镍镉电池、镍氢电池、铅酸电池和锂电池等。各种便携式电子设备，如笔记本电脑、移动电话、摄像机、MP3、UPS等，都离不开可充电电池，而且要求电池轻、薄、短、小且容量大。可充电电池由于它的能量质量比、能量体积比和使用成本等指标都比一次电池显现出很多的优越性，所以可充电电池的充电管理成为一个重要问题。实践证明，对不同类型的可充电电池应该采用不同的充电控制方法，而可充电电池的适当充电方法，不仅可以确保可充电电池充足电，而且还可以有效地延长可充电电池的使用寿命，反之，则会使可充电电池发挥不了它应输出的电量，给电池的使用者带来不便，严重时，还会给用户带来不应有的损失。综上，发展智能充电器可以有效地解决这一方面的难题，还可以帮助人们解决日常生活中遇到的这些问题。1.3充电器的设计背景及意义所谓智能充电器，是指可以对不同的可充电电池进行充电，还能根据用户的需要自主选择充电方式，并且在充电过程中对被充电的电池进行保护，从而防止过电压、电流和温度过高的一种智能化充电器[1]。目前，由于常规充电技术不能适应各类新型电池的要求，因此严重影响电池的使用寿命。实践证明，免维修电池的浮充电压偏差5%，浮充寿命将减少一半。锂离子电池的充电电压超过4.1±50mV，将造成电池永久性损坏。如果采用镍镉电池常用的－ΔV检测法，控制镍氢电池快速充电，可能造成镍氢电池因严重过冲电而损坏。而智能型的充电器可以对可充电电池进行智能控制和选择，帮助我们在使用时可以尽量避免对电池的伤害，以保证我们日常生活的需要[2]。1.4智能充电器的发展及趋势1.4.1智能充电器的发展充电器的发展经历了三个阶段。1.限流限压式充电器最开始的就是限压式充电，然后过渡到限流限压式充电，它使用的方式就是浅充浅放，其寿命表述就是时间，没有次数。2.恒流/限压式充电器 这是充电器发展的第二阶段，这种模式的充电器占据了市场近半个世纪。首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。这种充电器充电电流总是低于电池的可接受能力，造成充电效率低，大大降低了电池的寿命。3.自适应智能充电器随着大规模集成IC的出现。充电器设备进入了一个全新的自适应、智能阶段，即称为第三代充电器。自适应充电器遵循各类电池的充、放电规律进行充、放电。并且具有温度补偿功能。充电系统由具有特殊功能的单片机控制，不断检测系统参数，按模糊推理算法不断调整充电参数，同一充电器可适应不同种类电池的充电，充电器自适应调整自己的输出电流，无需人工选择。1.4.2智能充电器的趋势电源技术发展到今天，已融汇了电子、功率集成、自动控制、材料、传感、计算机、电磁兼容、热工等诸多技术领域的精华。同时，为了满足各类电池快速充电的不同要求，世界各国都在研究智能化快速充电技术。目前已研制出几十种各类电池快速充电控制集成电路，利用这些集成电路，很容易制作智能化快速充电器。尤其随着计算机技术的不断发展，计算机由于它的计算能力强，有关数据易于存储、传输和修改，易于实现自动控制等一系列优点，在各行各业得到了广泛的应用。目前在可充电电池的充电、放电管理中，广泛使用了计算机技术。而便于和MCU/CPU进行数据交换、处理的各种总线技术，例如位总线（Bitbus）、系统管理总线（SMBus）、集成电路之间数据交换总线（I2C）和通用串行总线（USB）等，在充电电池的充电、放电管理中得到广泛应用。在计算机中，利用总线技术可以实现对电池电量状态，电池电量的使用时间、电池的剩余电量、电池是否正常等的管理及检测，进行有关电池工作状态数据的显示，当电池电量用完后，计算机可以自动关机，保存有关数据。同样，在目前得到普及的手机中，这些技术也得到了广泛的应用，极大地方便了用户的使用[3]。所以，我们有理由相信。在不久的将来，随着制作工艺的更加纳米化和系统的微型集成化，将使智能充电器的应用领域和普遍性更加广泛，各种新技术在可充电电池充电、放电电路中的应用起到抛砖引玉的作用。电能变换则是用电之门，是用好电的必由之路。电能变换主要表现在变压、调压、整流、滤波、稳定、变换等，而这些基本的电能变换是通过一系列的技术方法实现的，并且这些技术方法分别适用于不同的环境条件和要求。例如，常见的技术有参数稳压、磁放大器技术、数控调压技术、相控技术、变频、PWM、移相谐振、电流均分、驱动保护、电磁兼容等等。随着这些技术的不断发展和进步，使电源装置能满足负载各种各样的需求。 2充电电池的特性2.1充电电池的充电特性对于镍镉电池来说，当恒定电流刚充入放完电的电池时，由于电池内阻产生压降，所以电池电压很快上升。此后，电池开始接受电荷，电池电压以较低的速率持续上升。在这个范围内，电化学反应以一定速率产生氧气，同时氧气也以同样的速率与氢气化合，因此，电池内部的温度和气体压力都很低。经过一些时间后，电解液中会产生气泡，这些气泡聚集在极板表面，使极板的有效面积减少，所以电池的内阻抗增加，电池电压开始较快上升。这是接近充足电的信号。充足电后，充入电池的电流不是转换为电池的贮能，而是在正极板上产生氧气超电位。氧气是由于电解液电解而产生的，不是由于氢氧化镉还原为镉而产生的。在氢氧化钾和水组成的电解液中，氢氧根离子变成氧、水和自由电子。虽然电解液差生的氧气能很快在负极板表面的电解液中复合，但是电池的温度还是显著升高。由于从大量的氢氧离子中比从很少的氢氧化镉中更容易分解出氧气，所以电池内的温度急剧上升，这样就使电池电压下降[4]。电池的电压于是曲线出现峰值。镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似，充电过程中两者的电压、温度曲线相似(图2-1)。可以看出，充点终止时，镍镉电池电压下降比镍氢电池大得多。当电池容量达到额定容量的80%以前，镍氢电池的温度缓慢上升，当电池容量达到90%以后，镍镉电池的温度才很快上升。当电池基本充足电时，镍镉/镍氢电池的温度上升速率基本相同。以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量[5]。在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。其曲线如图2-2。图2-1镍镉/镍氢电池充电电压曲线 图2-2锂电池的充电曲线2.2充电过程与常用的充电方法2.2.1电池的充电过程电池的充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电、涓流充电四个阶段[6]。下面对于四个阶段进行解释。对于长期不用的或新电池充电时，一开始就采用快速充电，会影响电池的寿命。因此，这种电池应先用小电流充电，使其满足一定的充电条件，这个阶段成为预充电。快速充电就是用大电流充电，迅速恢复电池的电能。快速充电速率一般在1C以上，快速充电时间由电池的容量和充电速率所决定。为了避免过充电，一些充电器采用小电流充电。镍镉电池正常充电时，可以接受C/10或更低的充电速率，这样充电时间要10h以上。采用小电流充电，电池内不会产生过多的气体，电池温度也不会过高。当电池接到充电器上低速率恒流充电器就能对电池提供很小的涓流充电电流。电流采用小电流充电时，电池内产生的热量可以自然散去[7]。涓流充电器的主要问题是充电速率太慢，例如，容量为1Ah的电池，采用C/10充电速率时，充电时间要10h以上，此外，电池采用低充电速率反复充电时，还会产生结晶。大部分涓流充电器中，都没有任何电压或温度反馈控制，因而不能保证电池充足电后，立即关断充电器。快速充电分恒流充电和脉冲充电两种。恒流充电就是以恒定电流对电池充电，脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电。然后让电池放电，如此循环。2.2.2常用的充电方法1.恒流充电(1)恒流充电充电器的交流电源电压通常会波动，充电时需采用一个直流恒流电源(充电器)。当采用恒流充电时，可使电池具有较高的充电效率，可方便地根据充电时间来决定充电是否终止，也可改变电池的数目。恒流电源充电电路如图2-3所示。 图2-3恒流电源充电电路(2)准恒流充电准恒流充电电路如图2-4所示。在这种电路中，通过直流电源和电池之间串联上一个电位器，以增加电路内阻来产生恒定电流。电阻值根据充电末期的电流进行调整，使电流不会超过电池的允许值。由于结构简单、成本低廉，此种电路被广泛应用充电器中。图2-4准恒流充电电路2.恒压充电恒压充电电路如图2-5所示。恒压充电是指每只单体电池均以某一恒定电压进行充电。当对电池进行这一充电时，电池两端的电压决定了充电电流。这种充电方式的充电初期电流较大，末期电流较小。充电电流会随着电压的波动而变化，因此充电电流的最大值应设置在充电电压最高时，以免时电池过充电。图2-5恒压充电电路3.浮充方式在浮充方式中，电池以很小的电流(C/30～C/20)进行充电，以使电池保持在满充状态。浮充方式广泛应用于电池作为备用电源或应急电源的电气设备中。常规浮充方式充电电路如图2-6所示。 图2-6浮充方式充电电路2.3充电器的充电终止控制技术2.3.1定时控制该方法适用于恒流充电。根据电池的容量和充电电流，很容易确定所需的充电时。这种控制方法最简单，但由于电池的起始充电状态不完全相同，有的电池充不足，有的电池过充电。因此只有充电速率小于0.3C时，才使用这种方法。不同的电池应采用不同的充电控制技术。常用的控制技术有：定时控制、电压控制和温度控制等[8]。2.3.2电压控制在电压控制中，最容易检测到的是最高电压。常用的电压控制方法有：最高电压（Vmax）：从充电特性曲线中，电池电压达到最大时，电池即完成充电。电压负增量（－ΔV）：电池电压的负增量与电池组以及环境温度没有关系，可以准确判断电池已经充满电，适用于镍镉电池。电压零增量（0ΔV）：电池电压在某一段时间内变化很小，可以判断其已经完成充电。适用于镍氢电池。2.3.3温度控制为了避免损坏电池，电池温度过低时不能开始快速充电，电池温度上升到规定数值时，必须立即停止快速充电。常用的控制方法有：最高温度（TMAX)：充电过程中，通常当电池温度达到45。C时候，应立即停止快速充电。电池的温度可以通过与电池装在一起的热敏电阻来检测。最低温度（TMIN）：当电池的温度低于10。C，充电器自动转入涓流电流，等温度升高以后，再转入快速充电。温度变化率（ΔT/Δt）：镍氢和镍镉电池的的上升速率基本相同，当电池温度每分钟上升1。C时，应立即终止快速充电。温升（ΔT）：当电池温度达到规定值后，立即停止快速充电。其中，必须使用两只热敏电阻，分别检测电池温度和环境温度。2.3.4综合控制法以上各种控制方法各有优缺点：由于存在电池个体的差异和个别特殊的电池，若只采用一种方法，则会很难保证电池较好地充电。为了保证在任何情况下均能可靠的检测电池的充足电状态，可采用具有定时控制、温度控制和电池电压控制功能的综合控制法。 3单种充电器设计方案分析3.1镍镉电池充电器本电路是由1只晶体管构成的Ni－Cd充电器，可以对1～4节镍镉电池进行充电。图3-1由1只晶体管构成的镍镉充电电路图3-1中的LED1、VD1、R1组成了放电电路，VD2、R2、LED2、R3、RP1、VT1、R4组成了充电电路。调节R1的电阻值，可以得到大约20MA的平均电流；调节RP1的值，可以得到150MA的充电电流通过VT1管，故VT1管的IC＝4A、UCE＝45V、β＝25～100。在该电路中，发光二极管的额定最大正向电流为50MA，变压器T采用7.5VA的，次级要求15V、500MA。3.2常用的锂电池充电器锂离子电池的优点是：工作电压高，如一般每节为3.6V；体积小，重量轻，能量高；寿命长；使用时，允许的温度范围广；无记忆效应，无环境污染等。这里介绍一种采用恒流－恒压方式控制锂离子充电的简单电路。先简单介绍下锂电池的充放电特性。对于一般500MA·h的AA型锂离子电池，单只电池充电电压最好保持在4.1V左右，充电电流通常限制在1C（500MA）以下，否则会造成锂电池的永久性损坏。在充电时通常采用恒流－恒压方式，即先采用1C以下的恒定电流充电，电池的电压不断上升，当升到4.1V时充电器应立即转入恒压方式（4.1V左右），充电电流逐渐减小，当电池充满时，电池降到涓流的充电电流。用这种方法大约2小时可以完成对500MA·h的锂电池充电。锂电池放电电流不应超过3C（1.5A），单体的电池电压不应低于2.2V，否则会造成损坏，一般确定放电终止电压为2.5V。 图3-2锂电池充电原理图该电路主要以PS1719为核心器件构成，能对电池G进行恒流充电。恒流电流IS由电阻RF确定，即IS＝160MV/RF。若RF取值0.5Ω，则恒流电流IS＝320MA。恒压VS则由R2和R1的比值确定，即VS＝2.5（1+R2/R1）（V）。若R2取值为68KΩ，R1取值为100KΩ，则VS为4.2V。正好满足锂电池的充电要求。该电路电池充满标准以充电电流减小到最大电流（指的是开始的恒流）的15%为判断基准，并终止充电。图3-2中发光管LED1为充电指示，LED2为充满指示。 4硬件设计4.1基本概况本设计以AT89S52单片机为核心，使用家用的开关电源，然后利用pwm脉宽调制技术产生利用软件控制的充电电源，以适应不同种类充电电流的需要[9]。通过A/D转换和实时采集电池的电压、电流，对充电过程进行智能控制，以判断电池达到哪个阶段，来进行电池修复的目的。本设计还可以通过串口和上位机实现单片机和电脑通信，从而利用上位机对充电电流、电池电压以及充放电相关参数进行显示。其基本的设计思路如图4-1。主要包括电源变换电路、PWM控制器、采样电路、单片机控制器和上位机等，形成一个闭环系统。下面对其各模块的具体电路进行介绍。图4-1智能充电器的电路模块4.2电源变换电路稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。其具体电路图（图4-2）以及电源变换的波形图（图4-3），见如下。通过改变电源，取得我们智能充电器所需要的基本电源，+5V以及+12V。图4-2电源变换电路图4-3电源变换波形图 4.3PWM技术的原理及应用脉冲宽度调制（PWM），是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。PWM信号是数字的，它是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。图4-4显示为脉冲宽度调制的原理图以及波形图，该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器[10]。语音信号如果大于锯齿波信号，比较器输出正常值A，否则输出为0。因此，从图4-4(b)中可以看出比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波形。图4-4脉冲宽度调制的过程（a）调制的原理图（b）调制的波形图在实际的应用中，镍氢电池等智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。通过调整PWM的周期、以及它的占空比而达到控制充电电流、电压的目的。 图4-5PWM控制器电路图图4-5所示为利用PWM调制器芯片UC3842[11]，它能产生频率固定而占空比可调的控制电压，通过改变场效应管的通断状态，来调节输出电压的高低，来实现稳压的目的。例如由于某种原因V0突然升高时，就改变控制电压占空比，使以后的电压平均值下降，使V0趋于稳定，反之毅然。该部分的电路，我主要使用了X9C102数字电位器以及UC3842来实现我的PWM控制器调制的目的。单片机的P3.5、P3.6以及P3.7口通过线性光耦合器PC817接入X9C102数字电位器。UC3842的FB针脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的2.5V基准电压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度。以此来控制UC3842输出PWM波占空比，达到控制电池电压、电流的目的。4.4单片机AT89S524.4.1AT89S52AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用[11]。4.4.2主要性能1、与MCS-51单片机产品兼容；2、8K字节在系统可编程Flash存储器；3、1000次擦写周期；4、全静态操作：0Hz-33MHz；5、三级加密程序存储器；6、32个可编程I/O口线；7、三个16位定时/计数器；8、六个中断源；9、全双工UART串行通道；10、低功耗空闲和掉电模式；11、掉电后中断可唤醒；12、看门狗定时器；13、双数据指针；14、掉电标识符。 图4-6AT89S52的引脚图，DIP封装图4.4.3管脚简要说明AT89S52的引脚图，如图4-6。P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0不具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。　　P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向输入输出口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。在作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。P2口：它是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR）时，P2口送出高八位地址。P3口：是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG： 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。通常情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP：外部访问允许，如果想要使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。4.4.4单片机的外围电路图外围电路连接如下。图4-7所示：Y1提供时钟频率信号，S1、S2、S3可选择充电类型，RST连接复位电路。图4-7AT89S52单片机外围电路的连接4.5数据采样与转换电路ADC0809是CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D转换器。其内部有一个8路通道开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。它的内部由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、以及逐次逼近组成。是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片[12]。ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，以下说明各引脚功能。IN0～IN7：8路模拟量输入端。　　2-1～2-8：8位数字量输出端。　　 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。　　ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。　　START：A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽），使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。　　EOC：A／D转换结束信号输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。　　OE：数据输出允许信号，输入高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。　　CLK：时钟脉冲输入端，要求时钟频率不高于640KHZ。　　REF（+）、REF（-）：基准电压。　　Vcc：电源，＋5V。　　GND：接地。图4-8数据采样与转换电路下面对该电路的工作过程进行介绍，如上图4-8。由于ADC0809的时钟频率不高于640KHZ，单片机的时钟频率为22.118MHZ，所以将单片机的时钟频率经过74LS293八分频后再提供给ADC0809使用。因为74LS293的8脚输出至ADC0809的10脚CLOCK。数据采样模块是利用ADC0809模数转换芯片，对下面的四个点IN_0、IN_1、IN_2、IN_3的电压值进行采样，对采样值分别经过26、27、28和1脚输入ADC0809进行A/D转换。由于ADC0809采样数值不超过5V，所以需要加电阻分压。首先由单片机P2.6和P2.7输入2位地址并且使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。该地址经过译码选通4路模拟输入IN_0、IN_1、IN_2和IN_3之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。等到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已经存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时候，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就由D0~D7输出给单片机了。4.6温度传感电路 由于充电电池在充电时候极其容易受到周围温度的影响。在不同气候温度以及湿度等条件的作用下，使电池产生电解质干涸、内部短路等诸多问题。所以专门设计了一个数字温度传感电路，根据环境的温度调节充电电池的电压，使之不遭到破坏，并且能够安全有效地充满电，如下图4-9。DS18B20的温度检测范围为－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。它的温度检测和数据传输在同一块芯片上，抗干扰能力强。它在电路中的作用是：将感应到的温度数值直接传给单片机，单片机接收数据以后通过逻辑程序的判断选择充电参数值。它的具体芯片图见图4-10。图4-9温度传感电路图4-10DS18B204.7显示电路显示电路很简单，可以用单片机来控制LCD1602的显示，编程时需要严格按照其工作时序编写。它的外围电路的连接如下图4-11。D0~D7用来接单片机的P0口。由于P0口用于A/D转换，所以加入74HC573锁存器来解决AT89S52单片机的端口冲突问题。图4-11显示电路4.8上位机通信模块该电路主要用于单片机与计算机的通信，输出电流的充电以及放电参数，与外部电路通讯，在电脑中显示出电池的充电以及放电过程的曲线图，可以改变它的充电类型。这个过程主要由上位机程序控制，具体连接电路图如下（图4-12）。 图4-12上位机通信电路 5软件设计5.1编程语言的选择由于AT89S52使用的是CIP-51微控制器内核。由于我对C语言更熟悉一些，而且C语言简洁紧凑，灵活方便，是结构式的语言，在结构上条理清晰，所以选用的是C语言进行编程。5.2设计环境的选择开发环境我用的是KeilC51软件，它是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编,PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用。这次设计课题的主要内容是在充电器的充电过程中，采集参数，进行电压、电流、温度的实时显示，具体的软件设计流程图如图5-1。主程序如下：#include#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar#defineNop()_nop_()sbitlcd_rs_port=P2^1;/*定义LCD控制端口*/sbitlcd_rw_port=P2^2;/*定义LCD控制端口*/sbitlcd_en_port=P2^3;/*定义LCD控制端口*/#definelcd_data_portP0/*定义LCD控制端口*/sbitDQ=P1^3;//定义DS18B20通信端口voidinit()/*串口定时器外部中断初始化*/{//TMOD=0x21;//TH1=0xfd;//TL1=0xfd;/*9600*///TR1=1;//SCON=0x50;/*工作在方式1*/P0=0x00；P1=0x00；P2=0x00；p3=0x00；EOC=1;ALE=0;ST=0;OE=0;}ReadTemperature(void)//读取温度{uchara=0;ucharb=0;uintt=0;floattt=0;//定义 Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//写入字符WriteOneChar(0x44);Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);WriteOneChar(0xBE);a=ReadOneChar();//读取a的字符串b=ReadOneChar();t=b;t<<=8;t=t|a;tt=t*0.0625;t=tt*10+0.5;da[16]=t/100+0x30;da[17]=t%100/10+0x30;da[18]=t%10+0x30;} 5.3总体设计的流程图图5-1软件系统流程图 6结论毕业设计是对我大学四年学习成果的考核和总结。在这几个月的时间里，通过老师以及同组同学的帮助下，完成了大学四年最后的设计实践。从开始的选题、老师下达任务书、我们开始进行资料的收集和整理，到文献综述以及外文的翻译，走到现在。毕业设计在制作的过程中，遇到很多的问题。首先是方案的制定，在经过一系列的选择以及和老师的探讨之后，终于定下了现在的方案；然后是软件的应用，毕业设计的设计过程让我学会了如何应用PROTEL，更深方面的-如何去学习和去思考自己不懂的东西；最后在设计的应用中，电路图的设计遇到很多麻烦，比如电阻R、电容C的选择，电压U、电流I的计算，具体芯片的如何应用，又或者软件C语言的基本学习以及汇编语言的应用。在最后阶段的焊接电路板，是最麻烦的工作，在仔细检查完电路图，并且确定没有差错的时候，我仔细焊接好了实物图。虽然过程有点累，但是当毕业设计完成时候还是很欣慰。经过整个毕业设计流程下来，让我受益匪浅。当然，我还有许多需要改进的地方。提交完论文后，自己仍然有些地方不足。所以，在以后的工作以及学习当中，会从这次毕业设计中吸取些经验以及教训，希望对以后的生活历程有帮助。 参考文献[1]董文博，吴知非.数字化智能充电器的设计[EB/OL]，[2010-10-26].http://www.21ic.com/app/mcu/200903/34100.htm.[2]杨恢先，黄恢先.单片机原理及应用[M].北京：人民邮电出版社，2006，10.[3]周玲凯.基于单片机的镍镉电池容量恢复仪兼充电器[J].电子世界，2010，4，32（4）：31～33.[4]王鸿麟，钱建立，周晓军.智能快速充电器设计与制作[M].北京：科学出版报社，1998，5，5～6.[5]路秋生.常用充电器电路与应用[M].北京：机械工业出版社，2004，8，7～8.[6]铅蓄电池[EB/OL],[2010-10-26].http://baike.baidu.com/view/1362675.htm.[7]许炜，肖和飞，徐金凤.智能充电器[EB/OL],[2010-10-26],http://www.docin.com/p-43362045.html.[8]智能充电器[EB/OL]，[2010-10-26].http://baike.baidu.com/view/1005856.htm.[9]刘宝忠，刘培德.PMW技术在单片机控制智能充电器中的应用[J].今日电子，2005，12，18（12）：76～77.[10]王鸿麟，钱建立，周晓军.智能快速充电器设计与制作[M].北京：科学出版报社，1998，5，133～134.[11]UC3842[EB/OL]，[2011-05-12].http://baike.baidu.com/view/1532685.htm.[12]AT89S52[EB/OL],[2011-05-08].http://baike.baidu.com/view/1320440.htm.[13]ADC0809[EB/OL],[2011-05-09].http://baike.baidu.com/view/1595179.htm.[14]LenKJohnD.Simplifieddesignofmicropowerandbatterycircuits[M]Boston:Butterworth-Heinemann,1996,57-61.[15]ParkHae-Woo,HanChang-Seok.Ni-MHbatterychargerwithacompensatorforelectricvehicles［P］SAE960477，1996.附录1系统实物图 附录2原理图 附录3实验代码#include#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar#defineNop()_nop_()sbitlcd_rs_port=P2^1;/*定义LCD控制端口*/sbitlcd_rw_port=P2^2;/*定义LCD控制端口*/sbitlcd_en_port=P2^3;/*定义LCD控制端口*/#definelcd_data_portP0/*定义LCD控制端口*/sbitDQ=P1^3;//定义DS18B20通信端口sbita=P2^5;sbitb=P2^6;sbitALE=P2^7;sbitEOC=P3^2;sbitST=P2^0;sbitOE=P3^6;uintinfo;/*IMS为单位的延时程序*/voidinit()/*串口定时器外部中断初始化*/{//TMOD=0x21;//TH1=0xfd;//TL1=0xfd;/*9600*///TR1=1;//SCON=0x50;/*工作在方式1*/P0=0x00；P1=0x00；P2=0x00；p3=0x00；EOC=1;ALE=0;ST=0;OE=0;}voiddelay_1ms(ucharx){ucharj;while(x--){for(j=0;j<125;j++);}}voidlcd_delay(ucharms)/*LCD1602延时*/ 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