(完整版)基于51单片机的智能充电器设计毕业设计

AT89C52 control can be realized precharging, fast charging and constant-voltage charging. In addition, MAX1898 can be easily changed charging current and charging time by setting. This battery charger could do real time charging, calculate the battery parameter and carry on the intelligent control. It also could communicate with the upper position machine through the serial port, carry on the real time display and adjust charging strategy according to different batteries，the design can guarantee high accuracy. Experiments show the design low power consumption, low cost, the system is reliable, high intelligence. It is a useful design method, low cost, and charging effect is very good, including high security, little time-consuming, satisfying ordinary users' demand. This design has a high value of promotion.

Key words: AT89C52 single-chip computer；MAX1898；intelligent battery charger；lithium ion battery

引言

随着科学技术的高速发展，信息化正以惊人的速度渗透到各个领域。电池作为一个传统的产业，正经历着前所未有的变革，特别是在通信，动力等领域。电池是通过能量转化而获取的电能的器件，化学电源是通过氧化还原反应将化学能转化为电能。电池可分为一次性电池和可充电电池，一次性电池是一次性应用的电池，可充电电池是可以反复使用的电池。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。随着便携式设备的发展，无论从节约成本来说，还是从环境保护的角度来说，可充电电池都比一次性电池更有优势，所以可充电电池的市场需求量也越来越大。智能充电器就在这种环境下应运而生。锂离子电池也是可充电电池的一种。锂离子电池自20世纪90年代上市以来，它以能量密度较高，使用寿命长的优势占领市场。世界各大电池生产商为了在市场领域里取得优势，无不致力于开发具有能量密度高，小型化，薄型化，轻量化，安全性高，循环寿命长的高性能锂离子电池。在人们日常工作和

生活中，人们会用到各种各样的使用可充电电池的产品，各种充电器就应运而生。从电动刮胡刀到mp4，从手机到平板电脑再到笔记本电脑和家用电器，所有用到这类电池的设备都会用到充电器。这些充电器都有便携的特点，是人们外出旅游和出差比较愿意且必须携带的。单片机在电池充电器领域有着广泛而且深远的应用，利用它的处理控制能力可以实现充电器的智能化。充电器种类品种繁多，但严格意来讲，只有单片机参与处理和控制的充电器才能够被称为智能充电器。

1 绪论

1．1 智能充电器的设计背景

自从2010年起，安卓系统悄然兴起，诺基亚时代不复存在，随着手机智能化娱乐性的不断提高，手机的硬件配置与软件要求就越来越高，其中最为显著的是屏幕变得越来越大，主频越来越高，手机不仅仅用来打电话发短信，网络与多媒体功能越来越强大，甚至超过了最早的台式电脑，但同时这种高性能要求也显示出自己的一些弊端，首当其冲的就是电池不够用，诺基亚600mAh的电池可以用一个星期的事实在安卓时代已然成为一个神话，现在1500mAh的电池往往用不到一天，“用安卓的孩子都是好孩子，因为他们每天都要回家充电。”这句话足以反映电池不够用的事实，这样无形中就会增加电池的充电次数，而电池的循环放电是有限度的，一些同学不注意充电的方式及次数，往往手机电池比较早的损坏，进而影响手机的正常使用。这就对充电器有很高的要求，如果充电器能够细心的“呵护”我们的电池，可能电池就会长久的保持良好的充放电特性，比如说在你临睡前充上电池，到醒来至少要充个6到7小时，这时电池早已充满，如果继续供电则会导致电池过充，锂离子电池致命的缺点就是过度充放电，如果这样就会损害电池，进一步损害手机。而如果有一种充电器可以检测电池是否充满并且可以在充

满时帮我们自动断电岂不是很好。这种充电器就是所谓的智能充电器，单片机在电池充电器领域有着广泛的应用，利用它的处理控制能力可以实现充电器的智能化。 1．2 智能充电器总体设计方案

MAX1898配合外部的PMOS或PNP晶体管可以组成完整的锂离子充电器。MAX1898具有以下功能：

（1）提供了充电状态的输出指示、输入电压是否与充电器连接的输出指示和充电电流指示。

（2）MAX1898可以提供精确的恒流/恒压充电，提高了电池性能且延长了电池的使用时间。

（3）充电电流可自由设定，原理无需外部检流电阻，只用内部检流。 （4）可选过放电电池的低电流预充和充电终止安全定时器、输入关断控制、可选充电周期重启（不用重新给电）。

再利用AT89C52单片机进行控制这些功能的实现，既维持了充电器的便携性，又保证了充电器的智能化。 1．3 智能充电器的概念以及智能化的体现

1.3.1 智能充电器的概念 （1）提供基本的电压电流，满足一般充电的需求。（2）结合单片机可以控制整个充电过程，并且根据锂离子电池（最主要对象）的特性对于电池的不同状态智能采取不同方案充电。（3）所设计的充电器必须保证安全与便携。

1.3.2 智能化体现 因为多数充电器一般采用大电流的快速充电法，如果电池充满了，人们不及时断电就会使电池发烫，过度的充电会严重损害电池的寿命。本设计所设计的充电器迎合锂离子电池的特性可完成以下智能化功能。 （1）预充

安装好电池之后，直接接通直流电源，充电器会自动检测到电池，此时将定时器复位，进入电池预充过程，在此期间充电器给电池充电电流是标注充电流的十分之一，目的是让电池电压、温度恢复到正常状态。预充时间由外接电容确定，如果在规定的时间内电池电压和电池温度都恢复正常，则转而进入快速过程；如果电池没有恢复正常状态，则认为电池损坏。 （2）恒流充电

恒流充电也叫快速充电，充电器以恒定的电流进行充电。根据电池标注的充电速率，进行充电，电池需要一个小时左右的时间来充满。在这个过程中，电池电压和温度上升，直到达到设定的标准电压，恒流充电结束，充电电流减小，进入下一阶段满充过程。 （3）恒压充电

恒压充电又叫做满充，此阶段充电电流慢慢减小，直到降到标准值以下或设定时间，进入涓流充电，此时充电器以极小的充电电流进行。这是因为充电器在检测电池电压达到或者没达到终止电压时，充电电流通过电池内阻，串联电阻形成的压降对电池电压检测的有影响，恒压充电和涓流充电可以延长5%～10%的使用时间。 （4）断电

当电池充满后，MAX1898电源管理芯片的2引脚会发送的脉冲电平，被单片机检测到后就会引起单片机的中断，单片机判断出充电完毕。接着单片机将通过P2.0口控制光耦，切断LM7805向MAX1898芯片的供电，既保证芯片和电池的安全，又减小功耗。 （5）报警

当电池充满后，MAX1898芯片本身会向外接的LED灯发出指令，LED灯会闪烁。为了安全，单片机不仅会自动切断MAX1898芯片的供电，而