铅酸电池智能充电器设计毕业设计(论文)

1、毕业论文声明本人郑重声明：1此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。 除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。2本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。3若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与

2、毕业论文指导老师无关。4. 本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图 纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等）， 知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业 论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构

3、送交论文的纸质 版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用任何复制手 段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同 意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直 接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了 解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存 学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其 它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学 位论文全文或者部分的阅览服务

4、；学校有权按有关规定向国家有关部 门或者机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本 人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到中国学位论文全文数据库进行信息服务。在不以赢利 为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术 活动。论文作者签名：日期：指导教师签名：日期：本科生毕业论文铅酸电池智能充电器设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。 尽我所知，除文中特别加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研 究成果

5、，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体， 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日 期：指导教师签名： 日 期：使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电 子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供 目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制 手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分 或全部内容。作者签名： 日 期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进

6、行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外， 本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年

7、月 日导师签名:日期： 年 月注意事项1. 设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300 字左右） 、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要求：理工类设计（论文） 正文字数不少于1 万字 （不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2 万字。3. 附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4. 文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他

8、人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5. 装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优良中及格不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分

9、析和解决问题的能力 优良中及格不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优良中及格不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优良中及格不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优良中及格不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优良中及格不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优良中及格不及格评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的

10、整体结构是否符合撰写规范？ 优良中及格不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优良中及格不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优良中及格不及格建议成绩：口优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的口内画）指导教师：（签名）单位：（盖章）年 月 日辽宁科技大学本科生毕业论文第I页教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格

11、不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优良中及格不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优良中及格不及格二、论文（设计）质量 、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优良中及格不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优良中及格不及格三、论文（设计）水平 、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优良中及格不及格评定成绩：优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）教学系意见:系主任:（签名）月 日辽宁科技大学本科生毕

12、业论文第II页摘 要铅酸蓄电池在直接供电和备用供电等场合获得了比较广泛的应用。为了更加有效合理的对铅酸蓄电池充电的作用，所以在给蓄电池充电的过程中，应合适的给电池充电， 从而减少充电时对电池的损害。达到保护电池，维持电池的使用寿命。由于蓄电池在充 电时的温度是变化的，所以在设计充电器时应把温度考虑到充电的因素当中。对充电过程的进一步精确控制。本文中铅酸蓄电池充电器主要用到的芯片UC3909,介绍了UC3909控制智能充电器的工作原理，分析了电池充电时的各种状态，具体解决方案， 做到对电池的伤害最小，并设计了应用于铅酸电池硬件控制电路，监控电路的设计方案， 对UC3909, HT46R23等芯片

13、做了简单介绍，并且还对蓄电池充电器系统硬件电路的设 计做了较为明确的说明和具体的软件编程。 另外，本文还对电池的充电电压和电池温度 的监控流程进行了初步设想，从而实现充电器的智能化。对蓄电池在充电时起到了一定 的保护作用，基本上解决了充电时的电能浪费和能源浪费的问题。为今后的减排节能起 到了一定作用。关键词：UC3909; HT46R23;铅酸蓄电池；智能充电；控制辽宁科技大学本科生毕业论文第川页Intelligent lead-acid battery charger designABSTRACTLead-acid battery in direct power supply and bac

14、kup power supply has been widely used. In order to more effective and reasonable,the function of lead-acid battery charging so on battery charging process, should be suitable for the battery, and thus to minimize damage to the battery when charging. To protect the battery, to maintain the service li

15、fe of batteries. Due to the temperature of the battery when charging is changing, so in the design of the charger should be the temperature when considering the factors of charging. Further precise control of the charging process. The chip UC3909 lead-acid battery charger is mainly used in this pape

16、r, introduces the working principle of intelligent charger UC3909, analyzes several kinds of battery charging status, the specific solutions, to achieve the minimum damage to the battery, and designs the hardware control circuit used in lead-acid battery, the control circuit design, to UC3909 HT46R2

17、3 chip made simple introduction, but also on the battery charger system clear instructions to the hardware circuit design and software programming in detail. In addition, this article also for charging voltage of the battery and battery temperature monitoring process has carried on the preliminary c

18、onception, so as to realize the intelligent of the charger. For the protection of the battery when charging have played a role, basically solved the charging electric energy waste and energy waste problem. Play a certain role for the future of the emissions reduction and energy saving.Key words:UC39

19、09; HT46R23; Lead-acid batteries; Intelligent Charger; Monitoring辽宁科技大学本科生毕业论文第V页目 次摘 要3ABSTRACTIII1绪论11.1 弓I言11.2 智能铅酸电池的发展 11.3 常见充电方法概述 21.4 课题的目的和意义21.5 课题的组织安排22系统的总体方案及芯片简介42.1 系统的总体方案42.2 系统软件实现方案42.3 充电电路硬件设计方案 42.3.1 基于UC3909及外围元件充电电路设计方案 42.3.2 基于充电电压的监控电路设计方案52.3.3 基于电池温度监控设计方案 52.3.4 基于充

20、电器电源电路设计方案 52.3.5 基于恒定+5V电源电路设计方案 62.4 UC3909 简介62.4.1 概述62.4.2 引脚排列与功能说明72.5 HT46R23芯片简介 82.5.1 概述82.5.2 引脚排列与功能说明82.5.3 内部框图102.6 MC34063 芯片简介112.6.1 概述112.6.2 引脚排列与说明 112.7 DS18B20 芯片简介112.7.1 概述112.7.2 引脚排列与功能122.7.3 内部框图和主要特性122.8 液晶显小模块简介 132.8.1 管脚介绍及主要技术参数 132.8.2 相关指令 143铅酸蓄电池智能充电系统硬件电路设计 1

21、53.1 铅酸蓄电池充电问题分析 153.2 铅酸蓄电池智能充电器的结构及充电方法 163.2.1 充电电路的电路结构 163.2.2 充电电路的电路充电方法 163.3 铅酸蓄电池智能充电器电路设计 173.3.1 电铅酸蓄电池充电电路实现功能 173.3.2 输入电源电路 183.3.3 MC34063降压变换电路 193.3.4 UC3909及外围元件组成的充电电路 193.3.5 电池的充电电压的监控电路 223.3.6 蓄电池充充电温度监控电路 233.3.7 恒定+5V电源电路243.3.8 继电保护电路 244铅酸电池充电系统软件设计 264.1 系统软件设计注意事项 264.2

22、 铅酸电池充电系统软件设计 264.3 系统各子部分软件设计274.3.1 A/D转换子程序采样部分 274.3.2 液晶显示部分274.3.3 温度传感器部分28辽宁科技大学本科生毕业论文第VI页设计总结30致词巾31参考文献32辽宁科技大学本科生毕业论文第7页1绪论1.1 引言近些年来，铅酸蓄电池凭借着性能稳定、寿命长、低成本、还有可逆性等特点，使 得铅酸蓄电池成为一种新型的能源。广泛应用在日常生活中的手机、电器、铁路、港口 等工业和国民经济的各个领域。逐渐的成为人类日常工作生产生活之中必不可少的一部 分，已成为社会上一个新兴的焦点。电池12充电其实是一种逆向的化学反应，通过电能 给予的能

23、量转化成化学能量。由于不同的材料的化学反应不同， 所以充电时的电流也不 是简单地线性系统。根据研究，我们发现电池充电系统是一个时变的，非线性的系统过 程，也是对电池寿命影响最大的因素， 也就是说充电过程的影响比放电过程对电池寿命 的影响更大，由于人们对蓄电池充电过程的忽视， 会导致蓄电池的损坏和电池的寿命的 缩短，经常发热等不良后果。导致对电池和能源的浪费。随着科学技术的发展，出现了各种样式的蓄电池，所以对电池充电器1'2' 3的要求也就越来越高。人们对蓄电池充电器的性能有进一步要求。因而对充电也有了进一步的了 解，因此就有对电池进一步进行监控的要求更高，达到节省能源更好的保护

24、电池，防止 电池损坏。因此对电池充电器的要求也就更高。所以，设计一款性能良好的铅酸智能充 电器，能够延长蓄电池的使用寿命，满足人们生活的需要。1.2 智能铅酸电池的发展蓄电池的更新换代经历了一个很长的时间，1935年，五德布里奇偶然间发现了温度对电池充电的影响，1967年，英国人麦斯发现蓄电池充电时析气特性。并对电池充 电时析气过程进行分析的到了一点的规律。 之后随着科学的进步和发展，人们对蓄电池 的充电过程有了进一步的了解，相继一些充电器问世，但这些充电装置大多体积大，充 电慢，能耗大，控制效果差等缺点，到上世纪 90年代，相对而言，才生产出来一些放 电，充电，监测为一体的新的电池充电装置。

25、但主要的方式主要有恒压充电和恒压充电， 这两种充电基本上成了充电的主流。这种电路控制简单，操作简单，但是冲电时间长， 能源有损耗，且对电池有一定的损害。目前在国内蓄电池的充电装置大多采用晶闸管整 流技术，由于有工作稳定，但由于充电效率和速率不高。所以又出现了更多的充电方法， 近几年，又有一些新的充电方法。利用充电过程中电流和电压的变化特性，使电池快速充电，合理充电的模糊控制充电法，本文又相继介绍一种新的智能充电的方法。1.3 常见充电方法概述铅酸蓄电池的充电方法有很多种，不过一般说来有以下二种：1、恒流充电法恒流充电法是根据调整充电器输出电压或者更改与蓄电池用联电阻的方法，保持充电电流强度不变

26、的充电方法，这种控制方法较为简单，但由于电池的可接受电流能力是 随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流大多用于电解水，产生气体， 使出气过甚，因此，常选用阶段充电方法。2、恒压充电法何压充电法是将充电电源的电压在全部的充电时间里保持恒定的数值，伴随着蓄电池的端电压的逐步升高，电流的逐步减少。由于充电初期蓄电池电动势比较低，充电的 电流很大，随着充电的进行，电流将渐渐减少，因此，只需简单的控制系统。这类充电 方式电解水很少，防止了蓄电池过充。但在充电前期电流过大，对蓄电池的电池寿命 形 成了很大的影响，并且容易使蓄电池极板弯曲，从而造成电池报废。鉴于这类缺点，包 压充电很少被考虑，

27、只有在充电电源电压低而电流大时选用。1.4 课题的目的和意义目前，大部分的充电器采用的是恒流，包压充电和涓流充电浮充电的充电方法。事 实上，在日常生活充电中，电池经常空闲放电，开始采用恒流冲电，会电池内的化学物 质的化学性能。本文是使用UC3909芯片对电池智能充电的方法。为了避免初始充电电 流太大，涓流充电，后者是为了避免过大的电压和恒定电压充电。所以，包流限流的充 电是一个更有效的充电方式，再加上智能的判断，浮子控制，温度补偿等措施，构成了 一个建议的的充电管理体系，使得该电池可以得到更好的充电， 减少了电池长期充电或 过放电电池的涓流充电不足 一提升了电池的安全性能，提升了电池的寿命。1

28、.5 课题的组织安排通过蓄电池充电相关技术的研究，并且结合当前同类电池的优点和缺点，此篇文章 的主要内容是给出铅酸智能充电器体系的一种构架方案和其硬件详细的实现方法和软件的初步构想。本设计中主要设计完成了铅酸电池智能充电器的硬件电路的设计，基本实现了充电器所应具备的功能，同时给出了软件设计的相关流程。全文组织安排如下：1、第一章简单的介绍了常见的充电方式及其缺点，描述了铅酸智能充电器的设计 目的和意义，并简述了开发一种新式的铅酸电池智能充电器的必要性。2、第二章给出了系统的总体方案基于 UC3909m酸智能充电器设计方案，分析了系 统的合理性。详细介绍了的性能特点和内部电路工程 UC3909充

29、电控制器，以及各种其 他芯片引脚和功能描述。3、第三章简单介绍了目前一些充电器充电时存在的一些问题，同时详细介绍基于 UC3909&酸智能充电器的硬件电路的设计及功能的实现。4、第四章主要介绍了系统中软件流程图的设计及功能的阐述。最后通过对全文所讲述的智能充电软件设计和硬件设计做了基本的概述，和方案的处理方法。2系统的总体方案及芯片简介2.1 系统的总体方案一个智能型充电器实现智能化不仅要有稳定的、 快速的充电电路即有恒流/恒压控 制环路，它应包括充电电压显示电路、温度检测电路、LCD显示电路和其他的基本单位。基于UC3909铅酸智能充电器的功能主要实现以下功能：(1)蓄电池在进行涓流

30、充电、包流充电、过压充电和浮充电时候，更快、 更安全 的作为电池电量为其额定容量，同时长期下 -或过度放电可充电电池涓流充电的电池能 够发挥作用的保养和维修。(2)首先使用HT46R23来进行A/D转换显示、再使用显示器和继电器对电池充 电电压和电池温度来实施监控和保护。(3)使用红绿显示灯对电池的四个充电状态进行显示，即涓流充电状态两个灯不 亮；绿灯亮恒流充电；红灯亮过压充电；两个灯都亮浮充电。由此可见，本设计研究的基于 UC3909铅酸智能充电器系统，不但能实现快速、安 全的充电为蓄电池充电，还基本符合了充电器的智能化所需要的条件。2.2 系统软件实现方案设计思路：基于UC3909智能充电

31、器所设计充电器开始工作后， 首先检验各A/D转 换通道，进行充电电压、电池温度等数值的初始化，然后进行 A/D采样和显示，再检 测充电电压、电池温度是否超过允许范围，温度过高则自动驱动固态充电器，充电停止。 否则值进行显示，从而达到对电路的保护作用。2.3 充电电路硬件设计方案2.3.1 基于UC3909及外围元件充电电路设计方案该部分的电路是一种四阶段的充电器，利用UC3909极其外围电路4构成，放电时， 蓄电池电压慢慢下降，当VCHGENB=5.4V时，放电终止。当蓄电池被过放电或者其他 不良充电变的品质变劣时，蓄电池电压将低于VCHGENB,这时充电顺序为：1、涓流充电。该Itc= 10

32、mA的电流充电，若要删除极板固化的现象，并因此在发 挥作用的保护和恢复的电池。2、恒流充电。即与Ibulk恒定电流充电电池 =200mA。3、过压充电。充电器充电时电压高于额定电压。4、浮充电。首先计算出一个温度补偿电压，充电器再以该电压进行充电。其中两个指示灯（一红一绿）对蓄电池的四个充电状态进行显示，即涓流充电状态 灯全不亮；绿灯亮恒流充电；红灯亮过压充电；浮充电时两灯都亮。2.3.2 基于充电电压的监控电路设计方案监控电路由液晶显示模块1602、盛群单片机HT46R23、固态继电器、熔断器等元 器件组成，该部分的电路通过一个 4MQ和一个4M Q电阻对蓄电池的充电电压分压， 因为充电电压

33、会在0V和7.3V之间变化，经电阻分压后会在0到4V变化，从而将一个 高的电压监控转变成对一个低电压的监控，再通过盛群单片机HT46R23的A/D转换，将电压模拟信号转换成为数字信号， 通过液晶显示出来电压值。如果电压值过高则会触 发警报器，同时会驱动固态继电器。起到保护了蓄电池和线路的作用。这样就可以使铅 酸蓄电池在适当的电压范围内充电，从而合理的对涓流充电，包流充电，过充电，浮充 电进行合理的转换和控制。蓄电池可以合理的进行充电，减少了对电池的伤害，延长了电池的使用寿命。2.3.3 基于电池温度监控设计方案监控电路温度传感器（DS18B120）,单片机，液晶显示模块，固态容电器，固态 继电

34、器，熔断器等构成。电路先是通过温度传感器DS18B2O测出电池的充电温度，传到盛群单片机HT46R23进行A/D转换，将温度模拟信号转换成为数字信号，最后通过 液晶显示出来充电电池的温度值， 一旦温度过高，发出报警信号，使驱动三极管导通固 态继电器，从而保护了有效的蓄电池因电压过高的损坏。这样就可以使铅酸蓄电池充电器具有显示电池充电温度、防止电池过热、保护线路安全功能。在适当的温度范围之内, 起到保护的作用，从而增加电池寿命，所以使线更安全，可以添加到电路，防止短路保 险丝可能。2.3.4 基于充电器电源电路设计方案电路部分由一个降压变压器，一个桥式整流器和滤波器电路和降压转换器的MC3406

35、3。首先通过降压变压器将交流电 220V转换成25V,再经过桥式蒸储滤波电 路得到21V的直流电压。然后通过 MC34063降压变换器将21V直流电压转变为一个 9.4V的直流电压，为UC3909组成的充电电路和电源电路提供了直流电源。2.3.5 基于恒定+5V电源电路设计方案该电路是芯片TPS76701即低压差线性稳压器及其外围电路构成的，该电路通过降 压变压器、桥式整流滤波电路和MC34063降压变换电路所获得的一个9.4V的直流电压， 经过芯片TPS76701低压差线性稳压器（LDO）和其外围电路，最后获得稳定常数的 十 5 V电源供电。这样就可以为监控电和保护电路提供一个稳定的 +5V

36、电源使其能够正常 的工作。2.4 UC3909简介2.4.1 概述UC3909主要被用于控制铅酸电池的快速充电当中。在电力工业制造过程中，铅酸 电池的容量很大，UC3909的PWM控制器可以很便捷的做成开关型充电器。因为有该 芯片的PWM控制电路，所以可以形成充电状态逻辑电平。 充电状态逻辑电平按照在充 电时的电压和电流特性控制电路，确保了输入的电源电压的合理性。另外该芯片中还包 括差动电流取样放大器、热敏电阻电路、PWM振荡器、PWM比较器、PWM锁存器、 充电状态译码器、误差放大器和一个100mA的集电极开路输出驱动器。该芯片的极限 参数如下：表2.1芯片的极限参数表1电源电压VCC40V

37、3 输出灌电流0.1A4 S+和CS-脚电压0.4VVCC5 其它脚电压0.39V6 存储温度-65150 C7 结温-55150 C8 焊接温度（焊接时间10s）300 C要设计一个电池充电电路，有多种实现的方法来满足所需的充电控制和提供所需的 充电电流，充电器的工作效率，同时降低充电电路的造价和简单电路设计。本文是通过 UC390而电控制器来介绍充电电路的。2.4.2 引脚排列与功能说明表2.2引脚功能5名称引脚功能1 脚(RTHM)该脚与接地脚串个10k 热敏电阻。热敏电阻阻值是基于2.3V以3.9mV/ C变化。3 脚(GND)接地脚，所有电压的基准点。集电极开路输出晶体管的发射极接到

38、该脚。4 脚(VCC)电源输入脚。芯片工作电压范围为7.540V。与3脚之间串联1科F电容。5 脚(OUT)PWM动器输出脚。集电极开路时输出晶体管的灌电流为100mA。6 脚(STAT1)晶体管开路集电极输出端，充电状态与STAT价口 STAT1的关系如表3-1所列。输出第二译码位。7 脚(STAT0)晶体管开路集电极输出端。该输出端是充电状态的心译码位。8 脚(STATLV)浮充状态卜，该位为高电平9 脚(OVCTAP)过充电时的电流比较器输入脚。过充电时，会输出控制信号。10脚(CHGENB)充电器起动比较器输入端。当电池电压较低时，进入涓流充电状态，电压误差放大器输出高阻抗，CA-脚会

39、流入10科A固定电流，11 脚(VAO)电压误差放大器的输出端。该放大器输出电压箝位在5V 。12脚(VA-)误差电压放大器的反相输入端。13脚(CA-)误差电流放大器反相输入端。14脚(CAO)电流误差放大器输出端。电压箝位在4V,在芯片内部该脚与 PWMI较器反相输入端相连。15脚(CSO)电流取样放大器的输出端，在内部被箝拉在5.7V输出电压。16、17 脚(CS和电流取样放大器的的输入端(正反)。固定增益为5的电流取样放大器。CS-)18脚(RSET)与接地脚串联一只电阻，以便设置振荡器的充电电流(1.75/RSET)和振荡器涓流控制电流(0. 115/RSET )。辽宁科技大学本科生

40、毕业论文第9页19脚（OSC） 振荡器斜坡电压控制脚，与 3脚之串联一只电容器 CT,振荡器斜坡电压应在 1.0V至113V之间变化，振荡器振荡频率 f =1/1.2CT*RSET20脚（R10）该脚与3脚串联10k Q电阻，补偿热敏电阻电压差。表2.3充电状态译码表充电状态STAT1STAT0涓流充电状态00恒流光电状态01恒压充电状态10浮压充电状态112.5 HT46R23芯片简介2.5.1 概述为了将电压、温度检测电路测出的模拟信号转换成数字量并进行处理，本系统选取了盛群单片机HT46R23。HT46R23是一种高性能8位单片机（10位A/D转换器），工 作范围是3.3-5.5V, 4

41、kx16bit的程序只读存储器，192X8位数据存储器，8级堆栈，16 位7级预分频带溢出中断功能可编程定时/计数器，石英和RC振荡器，WDT电路，8/4 通道的A/D转换器，两路PWM（脉宽调制）硬件电路.2.5.2 引脚排列与功能说明HT46R23弓I脚排列J如图2.1所示。其引脚功能如下表2.4。表2.4 HT46R23引脚介绍引脚输入/输出掩膜选项功能介绍PB0/AN0PB1/AN18位双向输入/输出口。可由软件设置为PB2/AN2CMOS输出带或不带上拉电阻（由上拉电阻输入/输出上拉电阻PB3/AN3选项决定端口选择）的斯密特触发输入或PB4/AN4A/D 输入。输入/输出掩膜选项功

42、能介绍PB6/AN6PB7/AN7PA0-PA2PA3/PFD上拉电阻8/设置为唤醒输入。可由软彳设置CMOS1出、PA4/TMRPA5/ INTPA6/SDAPA7/SCL输入/输出唤醒功能PA3或 PFD i/o 或 12c带或不带上拉电阻（由上拉电阻选项决7E： 位选择）斯密特触发输入。PFD TMRINT（非） 分别与PAa PA4 PA5共用引脚。一旦使用 I2C总线功能，则与 PA6、PA7相关的寄存 器将被停用。VSS一一负电源，接地。PC0-PC4输入/输出上拉电阻5位双向输出/输入口。可由软件设成 CMOS输出、带或不带上拉电阻 （的斯笛特触发输入。2位双向输入/输出口。可由

43、软件设置为 CMOSPD0/PWM0PD1/PWM1输入/输出输出、带或不带上拉电阻（由上拉电阻选项 决定：端口选择）的斯密特触发输入。 PWM0/PWM输出与PD0/PWM供用引脚（由 PW槌项决定）。RES（非）输入一斯密特触发复位输入，低电平使用。VDD一一正电源。OSC1OSC2输入输出晶体或RCOSC1 OSC旌接RC或晶体（由掩膜选定）以产生内部系统时钟。在RC振荡方式下，OSC2是系统时钟四分频的输出口TEST1TEST2/ TEST1输入一测试模式下输入引脚，正常使用时不必连接。辽宁科技大学本科生毕业论文第#页2.5.3内部框图1PB3AN5PB6AN6PB4AN4PB7AN7

44、PA3PFDPA4/TMRPA2PA5/INTPA1PA6/SDAPA0PA7/SCLPB3AN3OSC2PB2AN2OSC1PB饮N1VDDPB0AN0RESVSSPD1/PWM1/TMR1PC0PDOPWM0PC1PC4PC2PC32822732642552462372282192010o 191811121713161415U2HT46R23图2.1 HT46R23引脚图HT46R23 工作电压一般为(fSYS=4MHz: 2.2V-5.5V , fSYS=8MHz: 4.5V-5.5V )适合用于于测量仪器等带有模拟量转换的电子产品，其HT46R23的内部框图如图2.2所小。CiftS

45、iit因 PAVTMRP*oar3mROMProg cam CouM4rINDC)TMfiCInfitfucbonRetsieriSTACK XPA3/PF PA4SYSDATAMemoryWD1 Pvescder-CLK/4 RC OSCPDCroPCJR r DPUUWMO- PD 1/PWM 1htttouclonDMXMlerALUsntncrTimingGcneralDTPA3, P45 u d-ChAmetA/D Conuerte*卜巳LPBFtJHT t!r断区 pm心io re7/AN?OSC2 OSC1 RES VDD vbsACCXLVRtC=J PACPAH-BUSSla

46、ve WcxjePA-0-PA2PORTA' PAi/PFD -PA4.MR PA&/INTiF»A/SDAPA/SCLPCPCC图2.2 HT46R23内部框图辽宁科技大学本科生毕业论文第13页2.6 MC34063芯片简介2.6.1 概述MC34063是一种直流/直流转换控制电路专用芯片。组成部分有比较器，振荡器，触发器有温度自动补偿功能的基准电压发生器和大电流输出开关电路等。在电路的升降压直流电源变换器当中应用，直流/直流变换器由它构成，另外只需要少量的外部元器 件。MC34063有通用、廉价、电路形式灵活等优点。65%极性反转效率，90%升压效率, 80%降压

47、效率，变换效率和工作频率滤波电容等成正比。2.6.2 引脚排列与说明MC34063芯片的引脚排列如图2.3中所示，下面是各个引脚的功能:表2.5 MC34063芯片引脚的功能1脚开关集电极口5脚比较器反向输入端2脚开关发射极口6脚电源端V+3脚定时电容7脚电源检测端4脚接地端8脚驱动管集电极口8CDRCSW17IPKESW26VCCGT35INCOMGND4一 MC34063, 一图2.3 MC34063引脚图2.7 DS18B20芯片简介2.7.1 概述DS18B20是高端式数字温度传感器，是小体积封装形式；工作范围在55c+125c之间，被测温度用符号扩展的16位数字量方式用行输出；工作电

48、源可在远处接入， 或者采用寄生电源方式形成.以上优点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系 统。2.7.2 引脚排列与功能DS18B20的排歹U如图2.4:VDDI/OGNDD!S182B2DS18B20的管脚图I/O脚为数字信号输入/输出端；GND脚为电源地；VDD脚为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）2.7.3 内部框图和主要特性1. DS18B20的外形和内部结构DS18B20内部结构如图2.5所示，主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、 非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。曲由J.璃存需翻1蜉隔福途雄春郴棒血境里散三件图2.5 DS18B20的内部结

49、构上计数器2预置低温度系数晶振高温度系数晶振=0停止图2.6 DS18B20的测温原理2.8 液晶显示模块简介2.8.1 管脚介绍及主要技术参数图2.7 1602液晶显示模块的管脚图1602采用标准的第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端。第4脚：RS为寄存器选择。第5脚：RW为读写信号线。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平RW为低电平时可以写 入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。主要技术参

50、数如下：显示容量：16X2个字符；芯片的工作电压：4.5-5.5V;工作电流：2.0mA (5.0V);模块最佳工作电压：5.0V;字符尺寸：2.95 435 (WXH) mm；2.8.2相关指令1602模块的操作是通过指令来完成，共有 11条指令，如下表2.13表2.13 1602指令表RSRWD7D6D5D4D3D2D1D01清屏00000000012光标返回000000001*3输入模式000000011/DS4显示控制0000001DCB5光标/字符移位000001S/CR/L*6功能0001DLNF*7置字符发生器地址0001D5字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址0011显示数据存

51、贮器地址9读忙标志和地址01BF计数器地址10写数据到指令7.8所设地址10要写的数据11从指令7.8所设的地址读数据11读出的数据辽宁科技大学本科生毕业论文第17页铅酸蓄电池电压¥3铅酸蓄电池智能充电系统硬件电路设计3.1铅酸蓄电池充电问题分析铅蓄电池在充电过程中主要遇到两个问题，一、应该使电池以最快速度充电。二补 充由于电池自放电而损失的电量。 这就要求我们在充电的过程中时刻的监控充电时的电 压和温度。铅蓄电池充电时 负极 PbSO4 +2e=Pb+ SO4 2-正极：PbSO4 + 2H2O-2e =PbO2 + SO4 2- + 4H+ |,可能就出现了电池的过充电现象，产生

52、大量的氧气和氮气。如果控制适当，则不会产生脱水现象。可以通过充电电压来检验电池是否过充电。图 3.1 表示铅酸蓄电池以不同充电速率的电压和放电速率的电压和电量恢复的关系曲线。从图中所示的关系曲线18'价20中可以看出，大约75%就是电池过充电的起始点，充电速率过 快就会产生过充电现象。工2.01. 9 LS0255075100 125 150 («)图3.1铅酸蓄电池充电电压与电量恢复的关系曲线在充电电压速率过快或产生过充电时，这是必须控制电压的充电速率少于C/1(相对铅酸蓄电池1Ah电量的1/1OOA)。所以在需要大充电速率的应用场合， 应注意它的 过充电问题，即可以充足电

53、又不过压充电。从图1所示的曲线可以看出，充电率与过电压的出现成正比。所以，在日常生活中，为了确保电池充电充足，常采用恒压充电方 法，合理的提高充电电压，但又不能太高，避免过充电现象。同时还补充了电池自放电所消耗的电压，从而保持相对不变的电压进行充电。日常生活中，我们一般采用3.9mv/cc的温度补偿系数。如果不对温度进行补偿，则可能导致充电不足和温度过高时产 生的过充电现象。3.2铅酸蓄电池智能充电器的结构及充电方法3.2.1 充电电路的电路结构为了实现铅酸蓄电池的充电以及监视功能， 防止电池充电温度过高，延长电池寿命， 铅酸蓄电池的充电以及监视系统的硬件电路可以分成五个基本组成部份：第一部分是用于提供充电器输入电源的电路和 MC34063直流变换电路；第二部分是由UC3909芯片以 及外围元件构成的智能15'16充电电路，能够对充电器进行四阶段充电并能够显示电池的 充电状态的电路；第三部分是对被充电电池的充电电压和电池自身温度进行监视的电 路；第四部分是用于防止充电时电池过热的继电保护电路；第五部分是用于提供 HT46R23单片机和电