单片机的充电电源设计自动化专业(附件)
摘 要在当代，电动车因为快捷，方便，无大气污染，在广大群众里越来越受欢迎。电池和充电器是电动自行车的核心组成部分，旧的充电器主要是电流和电压限制，恒流压力限制的充电器，充电器的设计不理想。可是电池却是电动车发展的最大阻碍，电池的充电时间和使用寿命都存在很大问题。为了让电动充电电源有更长久，更稳定的性能，可以使用脉冲充电的方法来改善。用80C51单片机设计为核心，采用脉冲充电方法实现快速充电、热电阻作为温度传感器，温度检测电路NE555结合，实现温度的检测，达到保护电池的作用。可以使充电器充电时间更有效率，也可以使蓄电池有更多的使用容量与较长的使用寿命。
Key words: charger; Single chip microcomputer; battery. 目录
第一章 绪论 1
1.1设计目的 1
1.2设计背景 1
1.3设计意义 1
第二章 控制系统总体方案设计 3
2.1 控制方式 3
2.1.1 单片机的控制方式 3
2.1.2 脉冲调制控制器SG2535的控制方式 3
2.2 总体方案设计 4
第三章 充电原理 5
3.1 蓄电池充电理论基础 5
3.2充电器的工作原理 6
3.2.1预充电 7
3.2.2脉冲快速充电 7
3.2.3补足充电 7
3.2.4浮充电 8
第四章 硬件设计 9
4.1801C51单片机 9
4.1.1主要特性 9
4.1.2引脚功能 9
4.1.3外部中断 10
4.2最小系统 11
4.2.1电源供电模块 12
4.2.2复位电路 13
4.2.3振荡电路 14
4.3充电器主电路设计 14
4.3.1整流电路设计 14
4.3.2半桥逆变电路 16
4.4 控制电路的设计 17
4.4.1温度检测电路 17
4.4.2电压检测电路 19
4.5整体电路设计
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
19
第五章 系统软件程序设计 21
5.1软件总体设计 21
5.2程序流程图 21
5.3仿真调试结果： 22
5.4波形图 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录二：程序 28
第一章 绪论
1.1设计目的
目前我们国家在街道上可以看到很多人在用电动自行车，因为电动车相对于传统自行车比较方便，省时省力，相对燃料类车对大气无污染，所以对于很多普通老百姓，在出去逛街购物时会首选电动自行车，但电池的充电却一直是个问题大多是充电的快速性不能得到满足，不准确的充电方式也会使电池的使用寿命下降。用单片机控制系统，通过对充电电源的检测，让电动机的充电快速性与使用寿命都得到很大的提高。
1.2设计背景
电动车比汽油燃料类车更加清洁无污染，据有关部门的统计，城市里绝大多数空气污染是由于交通，随着人们的观念越来越好，如果想要空气不受污染必须减少燃料类车用，电动车的发展使得全球的空气污染和全球变暖都会得到有效的改变,因此在电动车的电池方面的需求也越来越大，我们应该生产更多更好的蓄电池才能有利于全球的电动车行业发展。
对于蓄电池而言，它是有很多的有限的比如价格实惠，电流的容量大还有在市场也早就在使用这类电池，技术方面都是很好的。在上海等其他城市都有公司在生产电动车，可是目前都没有得到普遍利用。铅酸蓄电池由于低廉的成本，充电效果好，在很多电类产品中都有在使用。大家都知道，在大多数电子设备中都需要用到免维护的电池，现在有一些轮船，轿车，电脑等机器设备很多地方都需要用到蓄电池。可是，因为在充电的时候没有准确使用，于是又很多电池都没有达到预期的使用年限。尽管这些年来科技越来越完善，充电器的充电技术也取得了一些发展，但远远还没达到我们的要求，一些充电设备在输送电路时候还是比较慢，所以这个严重的制约了电动机的发展。现在不管是骑行还是拉货还有载客都有电动车的痕迹，汽油类的车因为对空气污染很严重这是有目共睹的。在此，我们应当更加努力发展充电技术，科学技术在不断的发展，我们始终坚信电动车以及电动汽车发展会越来越好。
1.3设计意义
时下，电动自行车作为一种绿色交通工具，已经有很多人都在使用，为了避免电池的不正确使用方法和提高使用寿命我们需要提高充电技术。对每隔几天就需要再一次充电，这让人们觉得很麻烦。现在电动车充满电的话，大概可以骑行40公里（电池大小也会有不同），如果我们需要行驶更远的距离话，就不能回来了，需要再话大量的时间再去充电才可以。只有快速发张充电技术，缩短充电时间才能够让电动车行业发张的更加迅速。
本课程的设计是为了解决充电电动自行车充电速度慢的问题和课题，针对智能化的发展，根据充电方式的饱和程度进行智能化，能够在比较短的时间内把电瓶充好（电池规格48V、20A），这样大家去用电动车去比较远的地方也不用烦恼。
第二章 控制系统总体方案设计
2.1 控制方式
2.1.1 单片机的控制方式
根据上面电池的脉冲充电方法，对与变换器里的开关通断的控制可以使用单片机的脉冲来完成。在进行电池充电时候，能够用单片机通过检测电路来对蓄电池进行实时控制。
铅蓄电池的温度能够用温度传感器来测出来，然后把量出的电压量运到单片机的输入端，再用分压电阻对它进行测量。单片机通过检测的蓄电池的充电温度、电流、电压等等，然后再使用计算机处理这些数据可以达到控制电路的一些充电情况：预充电、脉冲快速充电、补足充电和浮充电。 总体控制方案如21图所示。
图21 单片机总体控制方案
2.1.2 脉冲调制控制器SG2535的控制方式
用单片机得出的电压与温度去调节脉冲调制控制器SG2535的输出脉冲宽度，来查看各种时段充电、暂停和终止充电。本次设计是脉冲调制控制器SG2535脉冲控制开关管V1、V2的栅极，以以此显示充电时候的情况,并且此脉冲具有过电压保护功能。.
2.2 总体方案设计
根据铅蓄电池的一些理论，设计的主电路可以让半桥变换器高频开关来稳压电源。单片机去调节电路。电网点一开始利用不同的保护环节，然后EMI滤波器撤销共模信号。在通过桥式整流，利用两电容分压，和两开关管V1、V2连接。构建半桥式功率变换器，使得正弦交流电压要比充电电压大。通过半桥滤波和LC滤波电路让电压趋于稳定范围。
用AT89C51构成控制电路，交流电通过变压、整流、等操作后才能为电源充电。查看温度传感器的电压信号，利用软件的新式调节输出脉冲，因此调节开关管的开断。与此，测量出充电的电压，电流可以得出输出脉冲宽度，来查看各种充电时段。
Key words: charger; Single chip microcomputer; battery. 目录
第一章 绪论 1
1.1设计目的 1
1.2设计背景 1
1.3设计意义 1
第二章 控制系统总体方案设计 3
2.1 控制方式 3
2.1.1 单片机的控制方式 3
2.1.2 脉冲调制控制器SG2535的控制方式 3
2.2 总体方案设计 4
第三章 充电原理 5
3.1 蓄电池充电理论基础 5
3.2充电器的工作原理 6
3.2.1预充电 7
3.2.2脉冲快速充电 7
3.2.3补足充电 7
3.2.4浮充电 8
第四章 硬件设计 9
4.1801C51单片机 9
4.1.1主要特性 9
4.1.2引脚功能 9
4.1.3外部中断 10
4.2最小系统 11
4.2.1电源供电模块 12
4.2.2复位电路 13
4.2.3振荡电路 14
4.3充电器主电路设计 14
4.3.1整流电路设计 14
4.3.2半桥逆变电路 16
4.4 控制电路的设计 17
4.4.1温度检测电路 17
4.4.2电压检测电路 19
4.5整体电路设计
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
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第五章 系统软件程序设计 21
5.1软件总体设计 21
5.2程序流程图 21
5.3仿真调试结果： 22
5.4波形图 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录二：程序 28
第一章 绪论
1.1设计目的
目前我们国家在街道上可以看到很多人在用电动自行车，因为电动车相对于传统自行车比较方便，省时省力，相对燃料类车对大气无污染，所以对于很多普通老百姓，在出去逛街购物时会首选电动自行车，但电池的充电却一直是个问题大多是充电的快速性不能得到满足，不准确的充电方式也会使电池的使用寿命下降。用单片机控制系统，通过对充电电源的检测，让电动机的充电快速性与使用寿命都得到很大的提高。
1.2设计背景
电动车比汽油燃料类车更加清洁无污染，据有关部门的统计，城市里绝大多数空气污染是由于交通，随着人们的观念越来越好，如果想要空气不受污染必须减少燃料类车用，电动车的发展使得全球的空气污染和全球变暖都会得到有效的改变,因此在电动车的电池方面的需求也越来越大，我们应该生产更多更好的蓄电池才能有利于全球的电动车行业发展。
对于蓄电池而言，它是有很多的有限的比如价格实惠，电流的容量大还有在市场也早就在使用这类电池，技术方面都是很好的。在上海等其他城市都有公司在生产电动车，可是目前都没有得到普遍利用。铅酸蓄电池由于低廉的成本，充电效果好，在很多电类产品中都有在使用。大家都知道，在大多数电子设备中都需要用到免维护的电池，现在有一些轮船，轿车，电脑等机器设备很多地方都需要用到蓄电池。可是，因为在充电的时候没有准确使用，于是又很多电池都没有达到预期的使用年限。尽管这些年来科技越来越完善，充电器的充电技术也取得了一些发展，但远远还没达到我们的要求，一些充电设备在输送电路时候还是比较慢，所以这个严重的制约了电动机的发展。现在不管是骑行还是拉货还有载客都有电动车的痕迹，汽油类的车因为对空气污染很严重这是有目共睹的。在此，我们应当更加努力发展充电技术，科学技术在不断的发展，我们始终坚信电动车以及电动汽车发展会越来越好。
1.3设计意义
时下，电动自行车作为一种绿色交通工具，已经有很多人都在使用，为了避免电池的不正确使用方法和提高使用寿命我们需要提高充电技术。对每隔几天就需要再一次充电，这让人们觉得很麻烦。现在电动车充满电的话，大概可以骑行40公里（电池大小也会有不同），如果我们需要行驶更远的距离话，就不能回来了，需要再话大量的时间再去充电才可以。只有快速发张充电技术，缩短充电时间才能够让电动车行业发张的更加迅速。
本课程的设计是为了解决充电电动自行车充电速度慢的问题和课题，针对智能化的发展，根据充电方式的饱和程度进行智能化，能够在比较短的时间内把电瓶充好（电池规格48V、20A），这样大家去用电动车去比较远的地方也不用烦恼。
第二章 控制系统总体方案设计
2.1 控制方式
2.1.1 单片机的控制方式
根据上面电池的脉冲充电方法，对与变换器里的开关通断的控制可以使用单片机的脉冲来完成。在进行电池充电时候，能够用单片机通过检测电路来对蓄电池进行实时控制。
铅蓄电池的温度能够用温度传感器来测出来，然后把量出的电压量运到单片机的输入端，再用分压电阻对它进行测量。单片机通过检测的蓄电池的充电温度、电流、电压等等，然后再使用计算机处理这些数据可以达到控制电路的一些充电情况：预充电、脉冲快速充电、补足充电和浮充电。 总体控制方案如21图所示。
图21 单片机总体控制方案
2.1.2 脉冲调制控制器SG2535的控制方式
用单片机得出的电压与温度去调节脉冲调制控制器SG2535的输出脉冲宽度，来查看各种时段充电、暂停和终止充电。本次设计是脉冲调制控制器SG2535脉冲控制开关管V1、V2的栅极，以以此显示充电时候的情况,并且此脉冲具有过电压保护功能。.
2.2 总体方案设计
根据铅蓄电池的一些理论，设计的主电路可以让半桥变换器高频开关来稳压电源。单片机去调节电路。电网点一开始利用不同的保护环节，然后EMI滤波器撤销共模信号。在通过桥式整流，利用两电容分压，和两开关管V1、V2连接。构建半桥式功率变换器，使得正弦交流电压要比充电电压大。通过半桥滤波和LC滤波电路让电压趋于稳定范围。
用AT89C51构成控制电路，交流电通过变压、整流、等操作后才能为电源充电。查看温度传感器的电压信号，利用软件的新式调节输出脉冲，因此调节开关管的开断。与此，测量出充电的电压，电流可以得出输出脉冲宽度，来查看各种充电时段。
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