智能充电器及设计-毕业论文.doc(2)

方案二、采用智能充电芯片MAX1898,该芯片包括输入电流调节器、电压检测器等等功能，这个芯片的使用省略了繁琐的电路，再加上单片机的使用可以很好实现电池的智能充电。本设计中采用的是第二种方案，该种方案的设计比较简单有效的控制电路。智能芯片的选择由于智能手机的不断的发展，同时也推动了智能充电芯片的发展，智能芯片的集成度高而且体积小，越来越满足市场的需求，市场上出现智能芯片的种类越来越多，所以在选择芯片上也有标准：电池数目、电池的类型、电池的电流等因数必须考虑在内。市场上一般选用的是SM01、MAX1758、MAX1898芯片，三种芯片的不同过在于SM01自带了处理器，这种芯片是高级芯片，在本次的实验中是结合单片机的使用设计一款智能充电器，所以不选择这款智能芯片，而MAX1757和MAX1898的相似之处很多，都自带检测电压、电流调节器并且用于锂离子电池的充电，但最大的不同在于MAX1898的电路设计比较简单，更加的容易实现充电控制，并且该芯片具有如下的特性：电池的充电电压精度±0.75％，这样满足了充电需求延长电池的寿命；电源输入的电压范围为4.5V-12V；充电时间可以自由设置，极大的保障电池的安全；内含有检流电阻，使得外部电路更加的简化；LED指示灯，可以直观的看出充电的状态；具有可编程电流。

仪表的原理与维修显示内容作用描述电源指示指示整车电源已经打开电池电压用发光二级管或电压表头指示电池的电压欠压指示指示电池是否低于正常使用值以下过流指示指示当前电机运行的电流超过了允许的最大连续供电电流电机电流显示电机运行的电流大小行驶速度指示智能电动车"1： ...。由于电容c3两端电压不能突变，刚通电时，a2的2脚为低电平，a2被触发置位，3脚输出高电平，此高电平经电位器rp、二极管vd5向电池g充电，改变rp值可以调节充电电流的大校此时a2的7脚被悬空，vl发光指示电路在充电。整流器采用高频开关谐振高效率智能模块，智能数字技术，自主均流，温控风扇，保护功能齐全，性价比高，系统检测完善，设置方便，四遥智能管理，系统可监测交流电网，直流馈出状态，动母控母电压电流，电池电压电流，各馈出分路状态，报警状态，降压硅链控制接口，系统干结点输出，１９－１０８只单体电池巡检，支路绝缘巡检，闪光控制及母线绝缘报警，监控系统采用四遥模式．监控根据蓄电池电力系统运行管理图，完成均浮自动控制及管理，并设有充电温度补偿功能．监控模块提供电力标准ＲＴＵ／ＣＤＴ协议，通讯ＲＳ２３２或tcp/ip接口,可与计算机或综合自动化等组成各种网管系统.。

同时单片机查询到该引脚由高电平跳变成低电平，单片机控制P2.0引脚输出低电平，此时经过蜂鸣器的三极管导通，蜂鸣器报警，在手机正常充电时启动实时时钟和温度传感器的工作，当手机充电时发热较快超过温度设定值时（28度）蜂鸣器报警，充满电时单片机同时控制着时钟停止工作，时间锁定在液晶屏上显示。以上就是该智能充电器的智能控制。硬件电路设计由以上的分析可知智能充电器由单片机控制模块、智能充电控制模块和蜂蜜器模块组成。智能充电器的系统运行图如下：系统框图单片机的选择本实验采用的单片机是STC89C51系列，它来源于STC公司。该单片机与AT系列功能差不多，但是又具有更突出的优点：增加可编程功能、灵活的编程方式在下载程序时候不需要专门的编程器烧录可直接通过232通信口和串口P3.0/P3.1直接下载。这种单片机是内含4KB程序存储器（ROM）和256字节的数据存储器（RAM）。具有一个8位中央处理器（CPU）该单片机含有如下标准：4个8位可编程并行I/O口（P0、P1/P2/P3）。3个可编程16位定时器/计数器。中断系统具有8个中断源、8个中断向量。一个全双工的异步串行通信口。片内含有振荡器和时钟电路。

*.i/o引脚和i/o端口p0(p0.7~p0.0)1.p0是一个漏极开路型准双向i/o口.2.在访问外存时, 它是数据总线和地址总线的低8位分时复用接口.3.在eprom编程时, 它接收指令字节。msp430单片机 控制的基本原理单片机是一个智能系统的核心控制部分单片机从引脚上收集信息，经过计算和处理，再通过引脚输出处理结果信息输入引脚计算处理引脚信息输出单片机处理数字电信号信息输入输入神经判断处理输出神经信息输出人处理生物信号第三部分： msp430单片机详述主频msp430单片机引脚说明中断内部adc主频即cpu内核工作的时钟频率，通常单位mhz。 基本操作时序： 读状态输入：rs=l，rw=h，e=h输出：db0～db7=状态字 写指令输入：rs=l，rw=l，e=下降沿脉冲，db0～db7=指令码输出：无 读数据输入：rs=h，rw=h，e=h输出：db0～db7=数据 写数据输入：rs=h，rw=l，e=下降沿脉冲，db0～db7=数据输出：无图5-2 8051单片机芯片引脚图p0口：p0口为一个8位漏极开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门电流。

P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）P3口除了第一功能外还有第二功能，下表是P3口的功能作用表：P3引脚的第二功能端口引脚功能作用说明P3.0RDX 串行输入口P3.1TXD 串行输出口P3.2INTO外部中断0P3.3INT1外部中断1P3.4T0 定时器计数器0输入P3.5T1 定时器计数器1输入P3.6WR外部数据存储器写P3.7RD外部数据存储器读单片机内含有五个中断向量、5个中断源。中断的系统的作用是实时监控、故障处理和速率匹配。单片机在工作时芯片不停地运转工作，假设单片机运转出现故障或者监控某以功能时这样是无法停下，中断就很好的解决了这一问题。当单片机接收到外部中断程序时单片机停止当前的状态，跳转到中断服务程序，处理该中断程序，在处理完服务程序以后单片机继续跳转到原来断点处理原来主程序，这就是单片机中断系统的工作整个过程。这一巧妙的设计使得单片机的使用更加的灵活。P3引脚的第二功能名称作用INT0中断请求信号输入，请求标志IE0INT1中断请求信号输入，请求标志IE1定时器/计数器T0计数器溢出输入信号，请求标志TF0定时器/计数器T1计数器溢出输入信号，请求标志TF1串行口中断中断请求标志发送给TI或者RIMAX1898芯片的选择MAX1898芯片是此次设计的主器件，它是集成芯片内含相应逻辑电路，使得体积变小很好的满足需求。

7 符号 vdd fb comp cs 功能 芯片电源 电压反馈输入 恒流管理 电流检测 描述 此引脚外接一个电解电容。bms 的功能主要包括：● 电池单体电压、电流、温度信号采集 ● 电池组总电压、电流信号采集● 电池荷电状态 soc/ 健康状态 soh 估算 ● 电池单体一致性均衡● 智能充电控制 ● 动力母线预充电控制● 绝缘电阻检测 ● 电池组热管理● 过流、过压、过热保护系统架构 本方案使用主从式的 bms 系统架构，即一个主控模块 + 若干采集模块的方式，主控模块与采集模块之间通过 can 通信，如下图所示。原理是：当电池电压高于电容电压时，电池对电容进行充电，当电容充电至与电池电压持平时，充电收场，由于电动车在起步或加速时电流增添，内阻增高，电压降低，此时电容进行放电，进步供电电流，从而提升启动或加速性能。

宽（单电压比较时电压范围是2V-36V，作为双电压比较时范围为1V-18V）引脚1为输出引脚（out）电压比较器LM393引脚图元器件清单元器件清单元件清单元件标号元件名称数量C1, C610uf电解电容2C2224瓷片电容1C3, C530pf瓷片电容2104瓷片电容3D1IN4007二极管1J1电源接口1K1轻触按键1L1, L3红色led灯2L2绿色led灯1L4 led灯1LS15V有源蜂鸣器1P1万能充电池座+2根线1P34针排针1Q1, Q28550三极管2R1、2、4、6、91K电阻4R3, R510K电阻2R73K电阻1R84K电阻1RW1103滑动变阻器1SW1自锁开关1U1STC89C51单片机+DIP40插座1U2MAX1898+转接板+排座1U3LM393芯片+DIP8插座1Y112M晶振1各器件的作用如下： C1：10uf电解电容，链接电源进行充电使用在复位电路充电复位作用。

C2：起滤波作用。C3, C5：在晶振电路中起到稳压和快速启动的作用。：该电路的作用是设定充电时间。取电容大小为104nf，充电时间为3小时。C6：作为滤波作用。D1：该二极管的作用是保护充电电路，防止电池反接造成MAX1898芯片的损坏。RW1：滑动变阻器作为设定电压放大器的基准电压。Q1/Q2：8550三极管,两个三极管的作用作为开关性能，控制电路的通断。Y1：12M晶振，给单片机提供机器周期。LED灯：红灯作充满标志灯、绿灯作为充电指示灯、黄灯作为反接指示灯。蜂鸣器：电路中报警作用。电路图设计单片机系统的设计.单片机以最小系统为单位，包括时钟电路、复位电路和单片机构成。51单片机的复位电路是由外部电路实现的。单片机的复位分为上电复位和手动复位。对于上电复位，通过电源外接电容，此时外接电容进行充电，电容的另一端连接到单片机的RST引脚实现上电复位，由于电容的电压充电随充电的时间慢慢的降低，所以需要保证充电的时间足够长才可以实现单片机的复位。本实验以手动复位为主，手动复位电路通过开关接上电阻实现，这样更方便于操作。复位电路设计如下图:单片机的复位电路设计 STC89C51单片机的时钟信号有两种方式产生一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。

内部时钟方式如图所示。在89S51单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1（18）和XTAL2（19）引脚在1.2~12MHz间选择，典型值为12MHz和6MHz。单片机的外接石晶时钟电路报警电路的设计.报警电路由蜂鸣器、三极管、电阻器件组成，蜂鸣器工作电压由外接电源供电，蜂鸣器的一端链接三极管的集电极，三极管的发射集接地，基极通过限流电阻链接单片机的P2.0引脚，这样构成了报警电路，在电池还没开始充电时P2.0引脚为高电平，此时的三极管不能够导通，蜂鸣器不工作。当充电电池充满电时，单片机检测到P3.2引脚为低电平时，将P2.0引脚赋为低电平，这样三极管导通蜂鸣器报警，设计电路如下：报警电路设计MAX1898智能充电管理电路的设计该电路设计如下图，MAX1898智能管理电路按照功能分为两部分，第一是检测电池是否接反或充电错误。在电池反接时，电池、电阻、LED灯和二极管构成闭合电路，此时反接指示灯L4亮。

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