基于單片機(jī)的智能鋰電池充電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：基于單片機(jī)的智能鋰電池充電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)系 部： 電 子 信 息 系 專 業(yè)： 應(yīng) 用 電 子 技 術(shù) 學(xué) 號(hào)： _ 學(xué)生姓名： _ _指導(dǎo)教師： _ _職 稱： _ _2013 年 5月 2日 目錄1摘要31.1 課題研究的背景41.2鎳氫電池、鎳鎘電池與鋰離子電池之間的差異41.3 課題研究的意義52 電池的充電方法與充電控6 2.1電池的充電方法和充電器6 2.1.1 電池的充電方法62.2 充電控制技術(shù)10 2.2.1 快速充電器介紹10 2.2.2 快速充電終止控制方法103鋰電池充電器硬件設(shè)計(jì)133.1 at89c51133.2 電壓轉(zhuǎn)換

2、及光耦隔離電路部分163.3 充電控制電路部分17 3.3.1 max1898充電芯片充電芯片充電芯片充電芯片174 鋰電池充電器軟件設(shè)計(jì)224.1程序功能224.2 主要變量說明224.3 程序流程圖23致謝28參考文獻(xiàn)291摘要本課題設(shè)計(jì)是一種基于單片機(jī)的鋰離子電池充電器，在設(shè)計(jì)上，選擇了簡(jiǎn)潔、高效的硬件，設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠的軟件，詳細(xì)說明了系統(tǒng)的硬件組成，包括單片機(jī)電路、充電控制電路、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離電路，并對(duì)本充電器的核心器件max1898充電芯片、at89c2051單片機(jī)進(jìn)行了較詳細(xì)的介紹。闡述了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。以c語言為開發(fā)工具，進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和編碼。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全

3、性和經(jīng)濟(jì)性。 該智能充電器具有檢測(cè)鋰離子電池的狀態(tài)；自動(dòng)切換充電模式以滿足充電電池的充電需要；充電器短路保護(hù)功能；充電狀態(tài)顯示的功能。在生活中更好的維護(hù)了充電電池，延長(zhǎng)了它的使用壽命。 關(guān)鍵詞：充電器；單片機(jī)；鋰電池；max1898abstract： this topic design is one kind lithium ion battery charger which is based on single chip, in the design, it has chosen succinctly, the highly effective hardware, the design st

4、able reliable software, explained in detail systems hardware composition, including the monolithic integrated circuit electric circuit, the charge control electric circuit, the voltage transformation and the light pair isolating circuit, and to this battery chargers core component - max1898 charge c

5、hip, at89c2051 monolithic integrated circuit has carried on the detailed introduction. elaborated systems software and hardware design. take the c language as the development kit, has carried on the detailed design and the code. has realized systems reliability, the stability, the security and the e

6、fficiency. the intelligence battery charger has the examination lithium ion batterys condition; the automatic cut over charge pattern meets when rechargeable batterys charge needs; battery charger has short circuit protection function; the charge condition demonstrations function. the battery charge

7、r has made the better maintenance rechargeable battery in the life，and lengthened the rechargeable batterys service life. key words：charger; scm; lithium battery; max1898社會(huì)信息化進(jìn)程的加快對(duì)電力、信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。在人們的生產(chǎn)、生活中，各種電氣、電子設(shè)備的應(yīng)用也越來越廣泛，與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)、控制、信息等重要數(shù)據(jù)都要由電子信息系統(tǒng)來處理和存儲(chǔ)。而各種用電設(shè)備都離不開可靠

8、的電源，如果在工作中間電源中斷，人們的生產(chǎn)和生活都將受到不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。 對(duì)于由交流供電的用電設(shè)備，為了避免出現(xiàn)上述不利情況，必須設(shè)計(jì)一種電源系統(tǒng)，它能不間斷地為人們的生產(chǎn)和生活提供以安全和操作為目的可靠的備用電源。為此，以安全和操作為目的的備用電源設(shè)備上都使用充電電池。這樣，即使電力網(wǎng)停電，也可利用由充電電池構(gòu)成的安全和操作備用電源，從容地采用其他應(yīng)急手段，避免重大損失的發(fā)生。而對(duì)于采用充電電池供電的用電設(shè)備，從生產(chǎn)、信息、供電安全角度來說，充電電池在系統(tǒng)中處于及其重要的地位。 同時(shí)，具體到生活方面，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品小型化、便攜化也使得充電電池越來越重要，鋰離子電池有較高的比

9、能量，放電曲線平穩(wěn)，自放電率低，循環(huán)壽命長(zhǎng)，具有良好的充放電性能，可隨充隨放、快充深放，無記憶效應(yīng)，不含鎘、鉛、汞等有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無污染，被稱為綠色電池?；谶@些特性，所以鋰電池得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。鋰電池充電器是為鋰離子充電電池補(bǔ)充能源的靜止變流裝置，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)用電系統(tǒng)的安全性和可靠性指標(biāo)。 1.1 課題研究的背景 電池是一種化學(xué)電源，是通過能量轉(zhuǎn)換而獲得電能的器件。二次電池是可多次反復(fù)使用的電池，它又稱為可充電池或蓄電池。當(dāng)對(duì)二次電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，實(shí)現(xiàn)向負(fù)荷供電，伴隨吸熱過程。對(duì)于二次電池，其性能參數(shù)很多，主要有以下4個(gè)指標(biāo)： 工作電壓：電池放電曲線上

10、的平臺(tái)電壓。 電池容量：常用單位為安時(shí)(ah)和毫安時(shí)(mah)。 工作溫區(qū)：電池正常放電的溫度范圍。 電池正常工作的充、放電次數(shù)。 二次電池的性能可由電池特性曲線表示，這些特性曲線包括充電曲線、放電曲線、充放電循環(huán)曲線、溫度曲線等。二次電池的安全性可用特性的安全檢測(cè)方式進(jìn)行評(píng)估。二次電池能夠反復(fù)使用，符合經(jīng)濟(jì)使用原則。對(duì)于市場(chǎng)上二次電池的種類，大致分為：鉛酸(la)電池、鎳鎘(nicd)電池、鎳氫(nimh)電池和鋰離子(liion)電池。 1. 二次電池的性能比較 鉛酸、鎳鎘、鎳氫和鋰離子電池的性能比較見表1-1。 2. 表1-1 鉛酸、鎳鎘、鎳氫和鋰離子電池的性能比較 1.2鎳氫電池、鎳

11、鎘電池與鋰離子電池之間的差異 (1)重量方面 以每一個(gè)單元電池的電壓來看，鎳氫電池與鎳鎘電池都是1.2v，而鋰離子電池為3.6v，鋰離子電池的電壓是鎳氫、鎳鎘電池的3倍。并且，同型電池的重量鋰離子電池與鎘鎳電池幾乎相等，而鎳氫電池卻比較重。但鋰離子電池因端電壓為3.6v，在輸出同電池的情況下，單個(gè)電池組合時(shí)數(shù)目可減少2/3從而使成型后的電池組重量和體積都減小。 (2)記憶效應(yīng) 鎳氫電池與鎳鎘電池不同，它沒有記憶效應(yīng)。對(duì)于鎳鎘電池來說，定期的放電管理是必需的。這種定期放電管理屬于模糊狀態(tài)下的被動(dòng)管理，甚至是在鎳鎘電池荷電量不確切的情況下進(jìn)行放電(每次放電或者使用幾次后進(jìn)行放電都因生產(chǎn)廠的不同有所

12、差異)，這種煩瑣的放電管理在使用鎳鎘電池時(shí)是無法避免的。相對(duì)而言，鋰離子電池沒有記憶效應(yīng)，在使用時(shí)非常方便，完全不用考慮二次電池殘余電壓的多少，可直接進(jìn)行充電，充電時(shí)間自然可以縮短。 記憶效應(yīng)一般認(rèn)為是長(zhǎng)期不正確的充電導(dǎo)致的，它可以使電池早衰，使電池?zé)o法進(jìn)行有效的充電，出現(xiàn)一充就滿、一放就完的現(xiàn)象。防止電池出現(xiàn)記憶效應(yīng)的方法是，嚴(yán)格遵循“充足放光”的原則，即在充電前最好將電池內(nèi)殘余的電量放光，充電時(shí)要一次充足。通常鎳鎘電池容易出現(xiàn)記憶效應(yīng)，所以充電時(shí)要特別注意；鎳氫電池理論上沒有記憶效應(yīng)，但使用中最好也遵循“充足放光”的原則，這也就是很多充電器提供放電附加功能的原因。對(duì)于由于記憶效應(yīng)而引起容量

13、下降的電池，可以通過一次充足再一次性放光的方法反復(fù)數(shù)次，大部分電池都可以得到修復(fù)。 (3)自放電率 鎳鎘電池為15%30%月，鎳氫電池為25%35%月，鋰離子電池為2%5%。鎳氫電池的自放電率最大，而鋰離子電池的自放電率最小。 ( 4)充電方式 鋰離子電池已易受到過充電、深放電以及短路的損害。單體鋰離子電池的充電電壓必須嚴(yán)格限制。充電速率(蓄電池的充電電流通常用充電速率c表示，c為蓄電池的額定容量，例如用2a的電流對(duì)1ah電池充電，充電速率就是2c；同樣地，用2a電流對(duì)500mah電池充電，充電速率就是4c)通常不超過1c，最低放電電壓為2.73.0v，如再繼續(xù)放電，則會(huì)損害電池。鋰離子電池以

14、恒流轉(zhuǎn)恒壓方式進(jìn)行充電。采用1c充電速率充電至4.1v時(shí)，充電器應(yīng)立即轉(zhuǎn)入恒壓充電，充電電流逐漸減?。划?dāng)電池充足電后，進(jìn)入涓流充電過程。為避免過充電或過放電，鋰離子電池不僅在內(nèi)部設(shè)有安全機(jī)構(gòu)，充電器也必須采取安全保護(hù)措施，以監(jiān)測(cè)鋰離子電池的充放電狀態(tài)。 1.3 課題研究的意義本課題研究的對(duì)象主要是鋰離子電池的充電原理和充電控制。鋰離子電池的充電設(shè)備需要解決的問題有: (1)能進(jìn)行充電前處理，包括電池充電狀態(tài)鑒定、預(yù)處理。 (2)解決充電時(shí)間長(zhǎng)、充電效率低的問題。 (3)改善充電控制不合理，而造成過充、欠充等問題，提高電池的使用性能和使用壽命。 (4) 通過加強(qiáng)單片機(jī)的控制，簡(jiǎn)化外圍電路的復(fù)雜性

15、，同時(shí)增加自動(dòng)化管理設(shè)置，減輕充電過程的勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)時(shí)間，從而使充電器具有更高的可靠性、更大的靈活性，且成本低。 本課題研究的意義在于： (1)充分研究鋰離子電池的充放電特性，尋找有效的充電及電池管理途徑。 (2)使充電設(shè)備具有完善的自診斷功能和適時(shí)處理功能。 (3)實(shí)現(xiàn)充電器具備強(qiáng)大的功能擴(kuò)展性，以便為該充電器的后續(xù)功能升級(jí)提供平臺(tái)。 2 電池的充電方法與充電控 2.1電池的充電方法和充電器2.1.1 電池的充電方法 1.恒流充電 (1)恒流充電 充電器的交流電源電壓通常會(huì)波動(dòng)，充電時(shí)需采用一個(gè)直流恒流電源(充電器)。當(dāng)采用恒流充電時(shí)，可使電池具有較高的充電效率，可方便地根據(jù)充電時(shí)間來決定

16、充電是否終止，也可改變電池的數(shù)目。恒流電源充電電路如圖2-1所示。圖2-1 恒流電源充電電路 (2)準(zhǔn)恒流充電 準(zhǔn)恒流充電電路如圖2-2所示。在此種電路中，通過直流電源和電池之間串聯(lián)上一個(gè)電位器，以增加電路內(nèi)阻來產(chǎn)生恒定電流。電阻值根據(jù)充電末期的電流進(jìn)行調(diào)整，使電流不會(huì)超過電池的允許值。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，此種充電電路被廣泛應(yīng)用充電器中。2. 恒壓充電 恒壓充電電路如圖2-3所示。恒壓充電是指每只單體電池均以某一恒定電壓進(jìn)行充電。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行這一充電時(shí)，電池兩端的電壓決定了充電電流。這種充電方式的充電初期電流較大，末期電流較小。充電電流會(huì)隨著電壓的波動(dòng)而變化，因此充電電流的最大值應(yīng)設(shè)置在充

17、電電壓最高時(shí)，以免時(shí)電池過充電。 另外，這種充電方式的充電末期電壓在達(dá)到峰值后會(huì)下降。電池的充電電流將變大，會(huì)導(dǎo)致電池溫度升高。隨著電池溫度升高，電壓下降，將造成電池的熱失控，損害電池的性能。3. 浮充方式 在浮充方式中，電池以很小的電流(c/30c/20)進(jìn)行充電，以使電池保持在滿充狀態(tài)。浮充方式廣泛應(yīng)用于電池作為備用電源或應(yīng)急電源的電氣設(shè)備中。常規(guī)浮充方式充電電路如圖2-4所示。4. 分階段充電方式 5. 在分階段充電方式中，在電池充電的初始階段充電電流較大。當(dāng)電池電壓達(dá)到控制點(diǎn)時(shí)，電池轉(zhuǎn)為以涓流方式充電。分階段充電方式是電池最理想的充電方式，但缺點(diǎn)是充電電路復(fù)雜和成本較高。另外，需增設(shè)控

18、制點(diǎn)的電池電壓的監(jiān)測(cè)電路。分階段充電方式的簡(jiǎn)單示意圖如圖2-5所示。圖2-5 分階段充電的簡(jiǎn)單示意圖 6. 快速充電 在用大電流短時(shí)間對(duì)電流充電時(shí)，需用電池電壓檢測(cè)和控制電路。該電路在電池充電末期實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓和電池溫度，并且根據(jù)檢測(cè)參數(shù)控制充電過程。 (1)電池電壓檢測(cè) 在大電流充電末期，檢測(cè)電池電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，將大電流充電轉(zhuǎn)成小電流充電。采用小電流充電方式是為了保證電池充電容量?？刂齐娐吩O(shè)置的充電截止電壓必須比充電峰值電壓低。 (2)v檢測(cè) 電池充電過程的充電電流是通過檢測(cè)電池充電末期的電壓降來進(jìn)行控制的，采用v控制系統(tǒng)的充電控制電路，當(dāng)充電峰值電壓確定后，若v檢測(cè)電路檢測(cè)

19、的電壓降達(dá)到設(shè)定值，控制電路將使大電流充電電路分段。圖2-6 充電電池、電池電壓和充電時(shí)間的關(guān)系(3) 電池溫度檢測(cè) 電池在充電末期，負(fù)極發(fā)生氧復(fù)合反應(yīng)產(chǎn)生熱量，使電池溫度升高。由于電池溫度升高將導(dǎo)致充電電流增大，為控制充電電流，可在電池外殼上設(shè)置溫度傳感器或電阻等溫度檢測(cè)元件。當(dāng)電池溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電池充電電路被切斷。下面即給出了電池溫度檢測(cè)簡(jiǎn)圖和電池溫度與充電時(shí)間的關(guān)系圖。 圖2-7 電池溫度檢測(cè)簡(jiǎn)圖 圖2-8 電池溫度和充電時(shí)間的關(guān)系 充電器的結(jié)構(gòu)框圖 早期的充電器是沒有處理器的,它主要由充電器集成電路及電源部分組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，引腳也較多。一般的功能較完善的充電器結(jié)構(gòu)框圖如圖2

20、-9 aa線右邊所示。 2-9 充電器結(jié)構(gòu)框圖2.2 充電控制技術(shù)2.2.1 快速充電器介紹快速充電器的特點(diǎn)是對(duì)充電電池采用大電流充電。常用的充電電流值為0.32小時(shí)率電流。小時(shí)率電流值是由公式c(ah)/t(h)規(guī)定的，其中c代表電池額定容量，t代表時(shí)間。例如用1小時(shí)率電流對(duì)5號(hào)鋰電池快速充電，根據(jù)0.5(ah)1(h)500(ma)，即采用500ma的充電電流(一般慢速充電，選用10小時(shí)率電流)。 性能完善的快速充電器，其原理圖如圖 圖2-10 快速充電器原理框圖 其中的主控電路有多種類型： (1)定時(shí)型對(duì)電池進(jìn)行定時(shí)充電，主控電路采用定時(shí)電路，定時(shí)時(shí)間可由充電電流決定。定時(shí)主控電路常設(shè)置

21、不同的時(shí)間以控制不同的小時(shí)率電流對(duì)電池按時(shí)間分擋充電，使用很方便。由于定時(shí)器制作容易，所以常用它自制定時(shí)快速充電器。自制時(shí)，為了充電安全，最好選大于5小時(shí)率的電流充電。 (2)電壓峰值增量v型有的可充電電池在充電時(shí)端電壓隨充電時(shí)間的增長(zhǎng)而上升，但充足電后端電壓開始下降。設(shè)計(jì)主控電路時(shí)，利用該特性監(jiān)測(cè)電池電壓出現(xiàn)峰值之后的微量下降，以控制充電結(jié)束，達(dá)到自動(dòng)充電的目的。這也稱為v法。由于這種控制電路比較復(fù)雜，故不適于自制。 (3)其他主控電路主控電路除上述兩種以外，還有溫度監(jiān)測(cè)和脈寬調(diào)制(pwm)控制電路。溫度監(jiān)測(cè)常用熱敏電阻監(jiān)測(cè)電池溫度。當(dāng)電池溫度高于設(shè)定值時(shí)，立即停止快速充電，即使電池溫度下降

22、后，充電器也不會(huì)啟動(dòng)工作。只有它復(fù)位(人工或自動(dòng))后，才能啟動(dòng)再次轉(zhuǎn)人快速充電。 2.2.2 快速充電終止控制方法 充電控制技術(shù)是充電器系統(tǒng)中軟件設(shè)計(jì)的核心部分。根據(jù)充電電池的原理，將鋰電池的電壓曲線分為三段，具體見圖2-11. 圖2-11 鋰電池的充電特性由于鋰電池的最佳充電過程無法用單一量實(shí)現(xiàn)，在這三段應(yīng)分別采用不同的控制方式。具體為:進(jìn)入bc段之前，電池電量己基本用完，此時(shí)采用恒定的小電流充電。當(dāng)進(jìn)入bc段時(shí)，若采用恒流充電，電流過大會(huì)損壞電池，電流過小使充電時(shí)間過長(zhǎng)，根據(jù)電壓變化情況控制充電電流，使電池充電已滿，若此時(shí)停止充電，電池會(huì)自放電。為防止自放現(xiàn)象發(fā)生，采用浮充維護(hù)充電方式，用

23、小電流進(jìn)行涓流充電。在恒流充電狀態(tài)下，不斷檢測(cè)電池端電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到飽和電壓時(shí)，恒流充電狀態(tài)終止，自動(dòng)進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)；恒壓充電時(shí)，保持充電電壓不變。由于電池內(nèi)阻不斷變大，導(dǎo)致充電電流不斷下降，當(dāng)充電電流下降到恒流狀態(tài)下充電電流的1/10時(shí)，終止恒壓充電，進(jìn)入浮充維護(hù)充電階段。電池在充滿電后，如果不及時(shí)停止充電，電池的溫度將迅速上升。溫度的升高將加速板柵腐蝕速度及電解液的分解，從而縮短電池壽命、容量下降。為了保證電池充足電又不過充電，可以采用定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制等多種終止充電的方法。 (1)定時(shí)控制該方法適用于恒流充電。采用恒流充電法時(shí)，根據(jù)電池的容量和充電電流，可以很容易的確定所

24、需的充電時(shí)間。充電的過程中，達(dá)到預(yù)定的充電時(shí)間后，定時(shí)器發(fā)出信號(hào)，使充電器迅速停止充電或者將充電電流迅速將至浮充維護(hù)充電電流，這樣可以避免電池長(zhǎng)時(shí)間大電流過充電。這種控制方法較簡(jiǎn)單，但有其缺點(diǎn)：充電前，電池的容量無法準(zhǔn)確知道，而且電池和一些元器件的發(fā)熱使充電電能有一定的損失，實(shí)際的充電時(shí)間很難確定。而該方法充電時(shí)間是固定的，不能根據(jù)電池充電前的狀態(tài)而自動(dòng)調(diào)整，結(jié)果使有的電池可能充不足電，有的電池可能過充電，因此，只有充電速率小于0.3c時(shí)，才采用這種方法。 (2)電池電壓控制 在電壓控制法中，最容易檢測(cè)的是電池的最高電壓。常用的電壓控制法有： 最高電壓(vmax)：從充電特性曲線可以看出，電池

25、電壓達(dá)到最大值時(shí)，電池即充足電。充電過程中，當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速充電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電電壓也有差別，因此采用這種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池己足充電。電壓負(fù)增量(v)：由于電池電壓的負(fù)增量與電池組的絕對(duì)電壓無關(guān)，而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準(zhǔn)確地判斷電池己充足電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：從多次快速充電實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電池充足電之前，也有可能出現(xiàn)局部電壓下降的情況，使電池在未充足電時(shí)，由于檢測(cè)到了負(fù)增量而停止快充；鎳鎘電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間，才出現(xiàn)負(fù)增量，此時(shí)過充電

26、較嚴(yán)重，此時(shí)電池的溫度較高，對(duì)電池有所損害。因此，這種控制方法主要適用于鎳鎘電池。電壓零增量(v)：鋰電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負(fù)增量的時(shí)間過久而損壞電池，通常采用0v控制法。這種方法的缺點(diǎn)是：未充足電以前，電池電壓在某一段時(shí)間內(nèi)可能變化很小，若此時(shí)誤認(rèn)為0v出現(xiàn)而停止充電，會(huì)造成誤操作。為此，目前大多數(shù)鋰電池快速充電器都采用高靈敏0v檢測(cè)，當(dāng)電池電壓略有降低時(shí)，立即停止快速充電。 (3) 電池溫度控制 為了避免損壞電池，電池溫度上升到規(guī)定數(shù)值后，必須立即停止快速充電。常用的溫度控制方法有： 最高溫度(tmax)：充電過程中，通常當(dāng)電池溫度達(dá)到40時(shí)，應(yīng)立即停止快速充電，否則會(huì)損害電池

27、。電池的溫度可通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測(cè)。這種方法的缺點(diǎn)是熱敏電阻的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，溫度檢測(cè)有一定滯后。 溫度變化率(t/t)：充電電池在充電的過程中溫度都會(huì)發(fā)生變化，在充足電后，電池溫度迅速上升，而且上升速率t/t基本相同，當(dāng)電池溫度每分鐘上升1時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即終止快速充電。應(yīng)當(dāng)說明，由于熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系是非線性的，因此，為了提高檢測(cè)精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線性的影響。 采用溫度控制法時(shí)，由于熱敏電阻響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，再加上環(huán)境溫度的影響，因此，不能準(zhǔn)確的檢測(cè)電池的充足電狀態(tài)。 (4)綜合控制法 以上各種控制方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)：由于存在電池個(gè)體的差異和個(gè)別的特殊電池，若只采用一種方法，則

28、會(huì)很難保證電池較好的充電。為了保證在任何情況下均能可靠的檢測(cè)電池的充足電狀態(tài)，可采用具有定時(shí)控制、溫度控制和電池電壓控制功能的綜合控制法。 鑒于定時(shí)控制、溫度控制、最高電壓控制等單獨(dú)作為終止條件使用的局限性，有的系統(tǒng)中鋰電池的充電終止也采用綜合控制法。鋰電池是以零增量檢測(cè)為主，時(shí)間、溫度和電壓檢測(cè)為輔的方式。系統(tǒng)在充電過程檢測(cè)有無零增量(v)出現(xiàn)，作為判斷電池已充滿的正常標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)判斷充電時(shí)間、電池溫度及端電壓，是否已超過預(yù)先設(shè)定的保護(hù)值作為輔助檢測(cè)手段。當(dāng)電池電壓超過檢測(cè)門限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)有無零增量出現(xiàn)，若出現(xiàn)v，則認(rèn)為電池正常充滿，進(jìn)入浮充維護(hù)狀態(tài)；在充電過程中，系統(tǒng)會(huì)一直判斷充電時(shí)間、電

29、池溫度及端電壓是否己到達(dá)或超過了充電保護(hù)條件。若其中有一個(gè)條件滿足，系統(tǒng)會(huì)終止現(xiàn)有充電方式，進(jìn)入浮充維護(hù)狀態(tài)。 3鋰電池充電器硬件設(shè)計(jì)3.1 at89c51 at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多

30、功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。at89c系列單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。(1) 主要特性：與mcs-51 兼容4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：0hz-24hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8位內(nèi)部ram 32可編程i/o線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 (2) 管腳說明：vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向i/o

31、口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流

32、，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）

33、這是由于上拉的緣故。 p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下表3-1所示：p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時(shí)， ale只有在執(zhí)

34、行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。 psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的psen信號(hào)將不出現(xiàn)。 ea/vpp：當(dāng)ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 x

35、tal2：來自反向振蕩器的輸出。(3)振蕩器特性： xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，xtal2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。(4)芯片擦除： 整個(gè)perom陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ale管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外，at89c51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條

36、件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，cpu停止工作。但ram，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存ram的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。2at89c2051 at89c2051單片機(jī)是51系列單片機(jī)的一個(gè)成員，是8051單片機(jī)的簡(jiǎn)化版。內(nèi)部自帶2k字節(jié)可編程flash存儲(chǔ)器的低電壓、高性能coms八位微處理器，與intel mcs-51系列單片機(jī)的指令和輸出管腳相兼容。由于將多功能八位cpu和閃速存儲(chǔ)器結(jié)合在單個(gè)芯片中，因此，at89c2051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)是具有結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、造價(jià)最低廉、效率最高的微控制系統(tǒng)，省去了

37、外部的ram、rom和接口器件，減少了硬件開銷，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比。 at89c2051是一個(gè)有20個(gè)引腳的芯片，引腳配置如圖3所示。與8051相比，at89c2051減少了兩個(gè)對(duì)外端口（即p0、p2口），使它最大可能地減少了對(duì)外引腳下，因而芯片尺寸有所減小。 at89c2051芯片的20個(gè)引腳功能為： vcc 電源電壓。 gnd 接地。 rst 復(fù)位輸入。當(dāng)rst變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個(gè)機(jī)器周期時(shí)，所有i/o引腳復(fù)位至“1”。 xtal1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 xtal2 來自反向振蕩放大器的輸出。p1口8位雙向i/o口。引腳p1.2p1.7提供內(nèi)部上拉，當(dāng)

38、作為輸入并被外部下拉為低電平時(shí)，它們將輸出電流，這是因內(nèi)部上拉的緣故。p1.0和p1.1需要外部上拉，可用作片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入（ain0）和反向輸入（ain1），p1口輸出緩沖器能接收20ma電流，并能直接驅(qū)動(dòng)led顯示器；p1口引腳寫入“1” 后，可用作輸入。在閃速編程與編程校驗(yàn)期間，p1口也可接收編碼數(shù)據(jù)。p3口 引腳p3.0p3.5與p3.7為7個(gè)帶內(nèi)部上拉的雙向i/0引腳。p3.6在內(nèi)部已與片內(nèi)比較器輸出相連，不能作為通用i/o引腳訪問。p3口的輸出緩沖器能接收20ma的灌電流；p3口寫入“1”后，內(nèi)部上拉，可用輸入。p3口也可用作特殊功能口，其功能見表1。p3口同時(shí)也可為閃

39、速存儲(chǔ)器編程和編程校驗(yàn)接收控制信號(hào)。 3.2 電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離電路部分耦合器（optical coupler，英文縮寫為oc）亦稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光耦，是開關(guān)電源電路中常用的器件。耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（led），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電光電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有

40、單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。 本次設(shè)計(jì)選擇了6n137光耦合器：6n137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個(gè)850 nm波長(zhǎng)algaas led和一個(gè)集成檢測(cè)器組成，其檢測(cè)器由一個(gè)光敏二極管、高增益線性運(yùn)放及一個(gè)肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補(bǔ)償功能，高的輸入輸出隔離，lsttl/ttl兼容，高速(典型為10m

41、bd)，5ma的極小輸入電流。 特性：轉(zhuǎn)換速率高達(dá)10mbit/s; 擺率高達(dá)10kv/us; 扇出系數(shù)為8; 邏輯電平輸出; 集電極開路輸出; 工作參數(shù)： 最大輸入電流，低電平：250ua 最大輸入電流，高電平：15ma 最大允許低電平電壓(輸出高)：0.8v 最大允許高電平電壓：vcc 最大電源電壓、輸出：5.5v 扇出(ttl負(fù)載)：8個(gè)(最多) 工作溫度范圍：-40c to +85c 典型應(yīng)用：高速數(shù)字開關(guān)，馬達(dá)控制系統(tǒng)和a/d轉(zhuǎn)換等 6n137光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、管腳如圖所示。需要注意的是，在6n137光耦合器的電源管腳旁應(yīng)有個(gè)0.1uf的去耦電容。在選擇電容類型時(shí)，應(yīng)盡量選擇高頻特

42、性好的電容器，如陶瓷電容或鉭電容，并且盡量靠近6n137光耦合器的電源管腳；另外，輸入使能管腳在芯片內(nèi)部已有上拉電阻，無需再外接上拉電阻。 6n137光耦合器的使用需要注意兩點(diǎn)：第一是6n137光耦合器的第6腳vo輸出電路屬于集電極開路電路，必須上拉一個(gè)電阻；第二是6n137光耦合器的第2腳和第3腳之間是一個(gè)led，必須串接一個(gè)限流電阻。3.3 充電控制電路部分 3.3.1 max1898充電芯片充電芯片充電芯片充電芯片1.如何選擇電池充電芯片 選擇電池充電芯片時(shí)需要結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用，具體的選擇標(biāo)準(zhǔn)有以下幾點(diǎn)。 封裝：即芯片的大小，對(duì)于體積有要求的場(chǎng)合需要選擇合適的封裝。 電流大小：充電的電流大

43、小決定充電時(shí)間。 充電方式：即是快充、慢充還是可以控制充電過程。 使用的電池類型：不同的電池需要不同的充電器。 2max1898 (1)如何使用max1898 max1898是本次設(shè)計(jì)充電器中的一個(gè)關(guān)鍵的器件。首先需要了解max1898的一些基本的特性和功能。 max1898配合外部pnp或pmos晶體管可以組成完成的單節(jié)鋰電池充電器。max1898提供精確的恒流/恒壓充電。電池電壓調(diào)節(jié)精度為0.75%，提高了電池性能并延長(zhǎng)了使用壽命。充電電流由用戶設(shè)定，采用內(nèi)部檢流，無需外部檢流電阻。max1898提供了用于監(jiān)視充電狀態(tài)的輸出、輸入電源是否與充電器連接的輸出指示和充電電路指示。 max189

44、8可對(duì)所有化學(xué)類型的鋰離子電池進(jìn)行安全充電。電池調(diào)節(jié)電壓為4.2v，采用10引腳、超薄型max封裝，在更小的尺寸內(nèi)集成了更多的功能，只需少數(shù)外部元件。 max1898的基本特點(diǎn)如下： 4.5v12v輸入電壓范圍； 內(nèi)置檢流電阻； 0.75%電壓精度； 可編程充電電流； 輸入電源自動(dòng)檢測(cè)； led充電狀態(tài)指示； 檢流監(jiān)視輸出。 max1898的引腳如圖3-5所示。max1898的引腳功能如下。 in：傳感器輸入，檢測(cè)輸入電壓和電流。 chg：led驅(qū)動(dòng)電路。 en/ok：邏輯電平輸入允許/電源輸入“好”。 iset：電流調(diào)節(jié)。 ct：安全的充電時(shí)間設(shè)置。 rstrt：自動(dòng)重新啟動(dòng)控制引腳。 ba

45、tt：接單個(gè)li+的正極。 gnd：地。 drv：外接電阻驅(qū)動(dòng)器。 cs：電流傳感器輸入。 max1898外接限流型充電電源和p溝道場(chǎng)效應(yīng)管，可以對(duì)單節(jié)鋰離子電池進(jìn)行安全有效的快充，其最大特點(diǎn)是在不使用電感的情況下仍能做到很低的功效耗散，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)充電，具有過壓保護(hù)和溫度保護(hù)功能，最長(zhǎng)充電時(shí)間限制為鋰離子電池提供二次保護(hù)。max1898的典型充電電路如圖3-6所示。圖3-6中的max1898內(nèi)部電路包括：輸入調(diào)節(jié)器、電壓檢測(cè)器、充電電流檢測(cè)器、定時(shí)器、溫度檢測(cè)器和主控制器。輸入電流調(diào)節(jié)電路用于限制電源的總輸入電流，包括系統(tǒng)負(fù)載電流與充電電流，當(dāng)檢測(cè)到輸入電流大于設(shè)定的限流門限時(shí)，通過降低電池充

46、電電流可達(dá)到控制輸入電流的目的。因?yàn)橄到y(tǒng)工作時(shí)電源電流的變化范圍較大，如果充電器沒有輸入電流檢測(cè)功能，則輸入電源(墻上適配器或其他直流電源)必須能夠提供最大負(fù)載電流與最大充電電流之和，這將使電源的成本增高、體積增大，而利用輸入限流功能則能夠降低充電器對(duì)直流電源的要求，同時(shí)也簡(jiǎn)化了輸入電源設(shè)計(jì)。 ()電源輸入：鋰離子電池要求的充電方式是恒流恒壓方式，電源的輸入需要采用恒流恒壓源，一般的，可以采用直流電源加上變壓器提供。 ()輸出：max1898通過外接的場(chǎng)效應(yīng)管提供理電池的充電接口。 ()充電時(shí)間的選擇：max1898充電時(shí)間的選擇是通過外接的電容大小決定的。標(biāo)準(zhǔn)的充電時(shí)間為1.5小時(shí)，最大不要

47、超過3小時(shí)，根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可以計(jì)算得到外接的電容的容值，如下所示： 定時(shí)電容c和充電時(shí)間tchg的關(guān)系式滿足：cnf=34.33tchghours ()設(shè)置充電電流：max1898充電電流在限制電流的模式下，可以通過選擇外接的電阻阻值大小決定。 最大充電電流imax和限流電阻rset的關(guān)系式滿足：imax1400/rset 當(dāng)充電電源和電池充電電流達(dá)到快充電流的1%，或者是充電時(shí)間超出片上預(yù)置的充電時(shí)間。max1898能夠自動(dòng)檢測(cè)充電電源，沒有電源時(shí)自動(dòng)關(guān)斷以減少電池的漏電。啟動(dòng)快充后打開外接的p型場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)檢測(cè)到電池電壓達(dá)到設(shè)定的門限時(shí)進(jìn)入脈沖充電方式，p溝道場(chǎng)效應(yīng)管打開時(shí)間會(huì)越來越短，充

48、電結(jié)束時(shí)，led指示燈將會(huì)呈現(xiàn)出周期性的閃爍。具體的閃爍含義如下表3-2所示： 表3-2 led指示燈 (2)如何在單片機(jī)系統(tǒng)中使用max1898 鋰離子電池具有較高的能量重量比、能量體積比，具有記憶效應(yīng)，可重復(fù)充電多次，使用壽命較長(zhǎng)、價(jià)格也越來越低。鋰離子電池的這些特點(diǎn)使得選用單節(jié)鋰離子電池供電的產(chǎn)品也越來越多。然而，鋰離子電池的不足之處在于對(duì)充電器要求比較苛刻，需要保護(hù)電路。為有效利用電池容量，需將鋰離子電池充電至最大電壓，但是過壓充電會(huì)造成電池?fù)p壞，這就要求較高的控制精度。另外，對(duì)于電壓過低的電池需要進(jìn)行預(yù)充，充電器最好帶有熱保護(hù)和時(shí)間保護(hù)，為電池提供附加保護(hù)。針對(duì)這些應(yīng)用特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)提

49、出了一種基于單片機(jī)at89c2051和max1898的智能充電器，其基本的原理和功能如圖3-7所示該充電器有如下的功能： 具有預(yù)充電功能。 具有充電保護(hù)功能。 具有自動(dòng)斷電功能。 具有充電完成報(bào)警指示功能。在max1898內(nèi)置的充電狀態(tài)控制和外圍的單片機(jī)控制下，充電過程分為預(yù)充、快充、滿充和報(bào)警5個(gè)部分。以下分別介紹。 預(yù)充 在安裝好電池之后，接通輸入直流電源，當(dāng)充電其檢測(cè)到電池時(shí)將定時(shí)器復(fù)位，從而進(jìn)入預(yù)充過程，在此期間充電器以快充電流的10%給電池充電，使電壓、溫度恢復(fù)到正常狀體。預(yù)充電時(shí)間由ct口外接電容確定，如果在預(yù)充時(shí)間內(nèi)電池電壓達(dá)到2.5v，且電池溫度正常，則進(jìn)入快充過程；如果超過預(yù)

50、充時(shí)間后，電池電壓低于2.5v，則認(rèn)為電池不可充電，充電器顯示電池故障，由單片機(jī)發(fā)出故障指令，led指示燈閃爍?？斐?快充過程也稱恒流充電，此時(shí)充電器以恒流電流對(duì)電池充電。根據(jù)電池廠商推薦的充電速率，一般鋰離子電池大多選用標(biāo)準(zhǔn)充電速率，充滿電池需要1個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間。恒流充電時(shí)，電池電壓將緩慢上升，一旦電池電壓達(dá)到所設(shè)定的終止電壓，恒流充電終止，充電電池快速遞減，充電進(jìn)入滿充過程。滿充 在滿充過程中，充電電流逐漸衰減，直到充電速率降到設(shè)置值以下或滿充時(shí)間超時(shí)，轉(zhuǎn)入頂端截止充電；頂端截止充電時(shí)，充電器以極小的充電電池為電池補(bǔ)充能量。由于充電器在檢測(cè)電池電壓是否達(dá)到終止電壓時(shí)有充電電流通過電池內(nèi)阻

51、，盡管在滿充和頂端截止充電過程中充電電流逐漸下降，減少了電池內(nèi)阻和其他串聯(lián)電阻對(duì)電流端電壓的影響，但串聯(lián)在充電回路中的電阻形成的壓降仍然對(duì)電池終止電壓的檢測(cè)有影響，一般情況下，滿充和頂端終止充電可以延長(zhǎng)電池5%10%的使用時(shí)間。斷電 當(dāng)電池充滿后，max1898芯片的2引腳發(fā)送的脈沖電平將會(huì)被單片機(jī)檢測(cè)到，引起單片機(jī)的中斷，在中斷中判斷出充電完畢的狀態(tài)。此時(shí)，單片機(jī)將通過p1.2口控制光耦，切斷7805向max1898芯片的供電，從而保證芯片和電池的安全，同時(shí)也減少功耗。報(bào)警 當(dāng)電池充滿后，max1898芯片本身會(huì)向外接的led燈發(fā)出指令，led燈會(huì)閃爍。但是，為了安全起見，單片機(jī)在檢測(cè)到充滿

52、狀態(tài)的脈沖后，不僅會(huì)自動(dòng)切斷max1898芯片的供電，而且會(huì)通過蜂鳴器報(bào)警，提醒用戶及時(shí)取出電池。 3.3.2 充電控制電路的實(shí)現(xiàn) 1電路原理和器件選擇 在這里列出和本次設(shè)計(jì)相關(guān)的、關(guān)鍵部分的器件名稱及其在電路中的主要功能： at89c2051:充電器的控制器，控制max1898的充電過程，并在充電完畢后切斷電源和進(jìn)行報(bào)警。 max1898:電池充電芯片,在單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池的充電控制。 lm7805:電壓轉(zhuǎn)換芯片，將外部的12v電壓轉(zhuǎn)化為5v電壓，作為單片機(jī)和max1898的電源。 pnp:p溝道場(chǎng)效應(yīng)管或三極管。 ledr:紅色的表貼發(fā)光二極管，表示電源接通。 ledg:綠色的

53、表貼發(fā)光二極管，表示充電狀態(tài)。 u14:蜂鳴器。6n137:光耦，連接lm7805和max1898的電源輸入端。 2地址分配和連接只列出了和本次設(shè)計(jì)相關(guān)的、關(guān)鍵部分單片機(jī)與各個(gè)功能管腳的連接和相關(guān)的地址分配： chg:max1898充電狀態(tài)輸出，連接到單片機(jī)的int0,單片機(jī)判斷充電完畢后，通過p1.2引腳切斷max1898的電源輸入。gate:連接單片機(jī)的p1.2引腳，當(dāng)單片機(jī)判斷充電完畢后，p1.2管腳輸出低電平，光耦不導(dǎo)通，從而切斷max1898的電源輸入。beep:單片機(jī)控制蜂鳴器的引腳。5v:lm7805的輸出端，為+5v電壓。5vin:光耦輸出到max1898的電源輸出端，該端口的導(dǎo)通與否是通過單片機(jī)的gate信號(hào)控制的。3功能簡(jiǎn)介 首先，監(jiān)測(cè)max1898的輸出信號(hào)chg，當(dāng)max189