智能型充电器的电源和显示的设计

1、毕业设计（论文）开题报告 题 目：智能型充电器的电源和显示的设计院 （系）： 自动控制系 专 业： 电气自动化 姓 名： 屠帅帅 指导老师： 李婕 填表日期： 2015年12月 毕业设计（论 文）开题报告1本课题的目的及研究意义1 选该课题的目的： 目前,市场上卖得最多的是旅行充电器,但从充电电路上严格分析, 只有很少部分充电器才能真正意义上被称为智能充电器.随着越来越多的手持式电器的出现,对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大.AVR已 经在竞争中领先了一步,被证明是下一代充电器的完美控制芯片.本设计采用AVR单片机为核心,需要对充电过程进行更精确的监控,以缩短充电时间、达到最

2、大 的电池容量,并防止电池损坏。这次设计要解决的关键问题是如何用Atmega16L芯片控制LCD模块及用C语言编制相应的显示程序随着单片机的开发应用，其相应的汇编编程和所暴露的问题也越来越多，逐渐引入了高级语言，C语言就是其中的一种。同时完成充电器设计的LCD显示部分，主要对充电器的电源电路设计，检测电路的设计在产品的设计，生产测试及日常使用的过程中，配置及监控。2 研究意义：本文主要设计的是电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。由于使用的化学物质的不同，电池有自己的特性。设计充电器时要仔细了解这些特性以防止过度充电而损坏电。可对采样数据进行各种计算，排除和减少干扰以提高充电

3、器的性能，通过软件硬件相结合，确保电源运行可靠以及广泛应用于国内外生产、科研、实验等领域。此充电器具有电路简单、结构紧凑、价格低廉、操作使用方便等优点，可以更好的提高利用率，节约能源。2本课题的国内外的研究现状如今，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、达到最大的电池容量，并防止电池损坏。与此同时，对充电电池的性能和工作寿命的要求也不断地提高。从20世纪60年代的商用镍镉和密封铅酸电池到近几年的镍氢和锂离子技术，可充电电池容量和性能

4、得到了飞速的发展。目前各种电器使用的充电电池主要有镍镉电池（NiCd）、镍氢电池（NiMH）、锂电池（Li-Ion）和密封铅酸电池（SLA）四种类型近年来，市场上卖得最多的是旅行充电器，但是严格从充电电路上分析，只有很少部分充电器才能真正意义上被称为智能充电器，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全地充电，因此，需要对充电过程进行更精确地监控(例如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控)，以缩短充电时间，达到最大的电池容量，并防止电池损坏。因此，智能型充电电路通常包括了恒流恒压控制环路、电池

5、电压监测电路、电池温度检测电路、外部显示电路(LCD显示)等基本单元。毕业设计（论 文）开题报告3本课题的研究内容1、AVR单片机的主要特征，系统概况，指令系统以及系统的扩展技术的学习和掌握。2、电源电路的设计。3、熟悉智能充电器的工作过程。4、编写LCD显示的C程序设计。正文中首先简单描述系统硬件工作原理，且附以系统硬件设计框图，并介绍了单片机微处理器的发展史，论述了本次毕业设计所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程, 并描述了8052、8279及SED1520外接电路接口的软、硬件调试。其次阐述了程序的流程和实现过程。本文撰写的主导思想是软、硬件相结合，以硬件为基础，来进行各

6、功能模块的编写。最后对我所开发的用单片机实现LCD液晶显示器控制原理的设计思想和软、硬件调试作了详细的论述。4本课题的实行方案、进度及预期效果1. 实行方案本设计要求用AVR单片机完全实现电池充电器设计，可以对各种流行的电池类型进行快速充电而无须修改硬件，从而围绕单个硬件平台实现一个完整的充电器。（1）弄懂弄清智能充电器的基本原理 电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。由于使用的化学物质的不同，电池有自己的特性。设计充电器时要仔细了解这些特性以防止过度充电而损坏电池。电池技术现代消费类电器主要使用如下四种电池： 密封铅酸电池 (SLA) 镍镉电池 (NiCd) 镍氢电池(Ni

7、MH) 锂电池(Li-Ion)（2）硬件的实现电源电路的设计PC接口的设计LED和按键的设计ISP 接口的设计Buck 变换器电压基准的设定电池温度的设定测量电路的设计（包括电池电压和充电电流等参数的计算）（3）软件的实现在编译时要确定电池类型。软件可以进行扩展以支持多个电池同时充电。一个直接的方案是在进行涓流充电时对各个电池进行分时充电。若每个电池的电池单元数目一样，则SLA 电池和Li-Ion 电池 可以恒定电压的方式并行充电。每个电池单元的充电电流是受限的，电压也一样。“电池特性” (b_car.h)的所有数据都根据标度因子计算得到。这些数据在包含文件里定义，在编译时计算，在程序运行时以

8、常数方式处理。所有从ADC 输出的数据都可以直接与这些常数进行比较。也就是说，在程序运行过程当中不需要进行实时计算，从而节省了计算时间和程序空间。计算公式以及数据都是从“测量电路”一节获取的。 对于NiCd 电池，如果电池温度在允许范围之内，充电程序就会启动。在温度超出限制，或电压超过最大值，或超出最大快速充电时间时停止。检测电池已经充满的普通方法是检测温度上升速率(dT/dt) 和电压降低速率(-dV/dt)。因此，充电器会每隔一分钟检测一次温度，每隔一秒钟检测一次电压。这些数据将与上一次数据进行比较。一旦电池充满，充电状态就自动切换到涓流充电，充电程序跳转到trickle_charge()

9、 函数。trickle_charge() 循环检测充电状态、温度/ 电压的改变，并适当地调节充电电流。一旦温度或电压超标，错误标志置位，函数终止。若没有错误，用户也没有改变充电状态，函数将一直循环工作。 （4）编制LCD的显示程序2 进度2015年12月：开题报告。2016年1月：硬件设计、撰写论文。2016年2月-3月：软件设计及调试、撰写论文。2016年4月：毕业论文相关材料整理。3. 预期效果本次毕业设计在自己的努力，同学的帮助，老师的指点下已全部完成，结果重要，过程也很珍贵，因为好的结果必然得经过一个艰辛的过程，而从这个坚信的过程中我获得了珍贵的经验和教训，仔细认真的总结将对自己是个质的提升。我们在此次毕业设计中的成果如下：完整的电池充电器设计方案模块化的 “C”源代码支持多数电池类型充电参数易修改片内EEPROM可用于存储电池信息支持在线编程，低成本毕业设计（论 文）开题报告5、已查阅参考文献：（1）谭浩强著. C程序设计(第二版) 清华大学出版社， 1999.（2）K.Alexander，N.O.Sadiku Fundamentals of electric Circuits 清华大学出版社， 2000.（3）武锋，陈新建编著 PIC单片机C语言开发入门 北京航空航天大学出版社， 2005.（4）沈