基于单片机的多功能充电器设计

I蓄电池充电器设计作者姓名：胡益民专业班级：2012060504指导教师：李铁、张晴摘要随着现代科学技术水平的不断提高，微型处理器技术已经广泛应用于生活中的方方面面，利用微型处理器制作一款针对多种铅酸蓄电池充电的多功能充电器已经成为了可能。在生产生活中我们常会使用到各种型号的蓄电池，如果每种蓄电池都需要一个不同的充电器，这不仅使用时相当麻烦而且会浪费空间和金钱。该充电器以AT59c52单片机为核心，使用ADC0809为AD转换模块智能判断被充电蓄电池型号，然后控制电路输出，以恒压充电的方式对相应的蓄电池充电，可以满足12V10Ah、24V10Ah、36V12Ah、48V20Ah铅酸蓄电池的充电需求。使用此款多功能充电器不仅免去了购买和使用多种充电器的麻烦,而且减少了购买多种充电器的花费，所以该充电器有较高的商用价值，值得开发和使用。本次设计首先对充电技术和充电技术的发展做了探讨，然后进行了对方案的讨论与确立，之后设计电路图，确立了电路图后开始购买电路中所需零配件来制作实物，最后进行的是编写程序和调试。关键词：多功能充电器；AT89c52单片机；ADC0809；恒压充电IIDesignofbatterychargerAbstract:Withthecontinuousimprovementofthemodernscientificandtechnologicallevel,microprocessortechnologyhasbeenwidelyusedinallaspectsoflife,usingmicroprocessormakingavarietyoflead-acidbatterychargingofthemultifunctionalchargerhasbecomepossible.Inindustryandlife,weoftenuseavarietyofmodelsofthebattery,ifeachbatteryneedstobeadifferentcharger,whichisnotonlyusedintroubleandwillwastespaceandmoney.ThechargerinordertoAT59c52asthecore,usingADC0809forADconversionmoduleintelligentjudgmentischargedbatterytype,thenthecontroloutputcircuit,withconstantvoltagechargingofbatterycharging,canmeet12v10ah,24V10Ah,36v12ah,48V20Ahlead-acidbattery’schargepowerdemand.Usingthemulti-functionchargernotonlyeliminatesthepurchaseanduseofavarietyofchargeroftroublebutalsoreducethepurchasecostofavarietyofcharger.Sothechargerhadpartlycommercialvalue,itisworthdevelopingandusing.Thisdesignfirstlydidthestudyofchargingtechnologyanditsdevelopment,thenhadcarriedonthediscussiontotheplanandestablishedit,nextdesignedcircuitdiagrambyproteus8.0,Ibegantobuycircuitrequiredsparepartstomakerealaftercircuitdiagramestablished,writingtheprogramanddebuggingasthelastprocess.Keywords:multifunctionalcharger;AT89c52MCU;ADC0809;constantvoltagechargingIII目录第1章前言....................................................11.1充电技术的发展现状......................................11.2本课题设计思路..........................................11.3设计的主要技术要求......................................11.4设计的目的、意义及主要解决问题..........................2第2章系统方案设计.............................................32.1主电路方案...............................................32.1.1四个AC/DC模块的方案...............................32.1.2一个AC/DC模块加三个DC/DC模块方案.................32.2控制电路方案.............................................32.3系统组成................................................5第3章系统硬件设计和程序编写...................................63.1系统硬件设计.............................................63.1.1系统电路图设计.....................................63.1.2器件选用...........................................93.1.3重要系统器件说明..................................103.2系统程序编写（使用KeiluVision3）.......................123.2.1程序流程图........................................123.2.2端口定义..........................................123.2.3延时子程序........................................133.2.4电池检测程序段....................................133.2.5电池型号判断程序段................................133.2.6充电状态检测程序段................................143.2.7充电状态判断程序段................................153.2.8过电流保护程序段..................................163.2.9系统完整程序......................................16第4章实物调试................................................234.1实物介绍................................................234.2电池识别测试............................................264.3电池充电完毕测试........................................274.4电池反接测试............................................284.5过流或短路测试..........................................284.6超温测试................................................28结论...........................................................29致谢...........................................................30参考文献.......................................................31成都理工大学2016届学士学位论文（设计）1第1章前言1.1充电技术的发展现状现代生产生活广泛应用的充电技术有恒流充电，恒压充电和恒压恒流组合的阶段充电技术。因为以上充电技术成本低实现简单，能满足大部分生活中的充电需求。生活中常见的手机充电器和汽车电瓶充电就是用的5V恒压充电，电瓶车快速充电采用的横流充电技术，大部分电瓶车自带充电器采用恒流恒压结合的阶段充电方式充电。在比较先进的充电技术方面，现在已经研究出脉冲式充电法，变电流间歇充电法，变电压间歇充电法等。这些充电法虽然更加比传统充电法优秀，但是由于充电器成本等原因并没有广泛应用于生产生活中仅在一些特殊的充电设备上有使用。另外无线充电技术成为近年来充电技术研究的热门话题，所谓无线充电技术就是在以上充电技术的基础上以无线的方式将电能冲入蓄电池中。1.2本课题设计思路在这次多功能充电器是针对12V10AH,24V10AH，36V12AH，48V20AH四种型号的铅酸蓄电池，充电方式是采用传统的恒压充电方式。当一个电路中各部分的电流和电压被确定后，那么这一电路的特性也就被掌握了[1]。所以充电器先用AD转换器先测出电池的电压传输给单片机以判断出电池的型号，然后单片机再根据电池的型号控制输出电路输出相应电池的充电电压来充电，然后不断地检测充电电流的大小，当电流小于相应值的时候判断电池充满断开充电电路，当电流大于相应值的时候判断为短路或者过流而断开充电电路，实现对充电器和电池的保护。1.3设计的主要技术要求本设计要求充电器能准确快速的判断出充电电池的型号而对其充电，在充电过程中保持电路稳定，当电池充电完成时充电器能判断出该状态并断开充电电成都理工大学2016届学士学位论文（设计）2路，在充电过程中出现短路、超温等异常状况时充电器能及时断开充电电路实现保护功能。在充电器的设计方面被设计要求充电器的电路简单稳定，外型尽量精巧，充电器成本尽量减小以增加充电器的实用性。1.4设计的目的、意义及主要解决问题本次设计的目的是设计一款实用性很强的多功能充电器，可以对12V10AH,24V10AH，36V12AH，48V20AH四种型号的铅酸蓄电池充电。充电器使用的AT89c52作为控制核心，AT89c52是一款低电压高性能的cmos8位单片机，该单片机价格低适用性强在电子行业中被广泛的使用，采用KeiluVisiong3对单片机进行编程实现单片机对输入的识别与对输出的控制。在生活中我们常会使用多种规格的铅酸蓄电池，如果每一种蓄电池都需要一个充电器，那么一大堆充电器不仅占用空间而且辨别相应的充电器也会带来不小的麻烦。这一款多功能的充电器是正好针对这个问题设计的，12V10AH、24V10AH、36V12AH、48V20AH四种型号涵盖了生产生活中使用的大部分铅酸蓄电池，也就是说使用这一款充电器基本上实现了一个充电器可以解决大部分铅酸蓄电池充电问题。成都理工大学2016届学士学位论文（设计）3第2章系统方案设计2.1主电路方案2.1.1四个AC/DC模块的方案在构思多功能充电器的设计方案初期，预想方案为分别由4个AC/DC模块来产生对4种蓄电池充电的输出。通过AT89c52单片机配合相应的传感器和控制电路，先识别蓄电池再根据蓄电池型号，再控制相应的AC/