基于单片机太阳能充电器毕业论文(基于单片机智能充电器的毕业设计)

1.基于单片机智能充电器的毕业设计

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。

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（NiMH）

• 锂电池（Li-Ion）

电池的安全充电

停止充电的判别

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）

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（) 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。

编制LCD的显示程序

2.智能充电器设计论文

数字化智能充电器的设计摘要：文章介绍一种基于单片机的通用智能充电器的设计。

充电器可以实时采集电池的电压、电流，对充电过程进行智能控制，计算电池已充的电量和剩余的充电时间，还可以通过串口和上位机进行通讯，并给用户显示必要的信息，有虚拟仪表的作用；另外，它也可以改变参数，适应各种不同电池的充电。列举了几种不同的电池充电试验，来说明智能充电器的实用价值。

关键词：智能充电器；智能控制；虚拟仪表本文介绍一种基于单片机的通用智能充电器的设计。充电器可以实时采集电池的电压、电流，对充电过程进行智能控制，计算电池已充的电量和剩余的充电时间，还可以通过串口和上位机进行通讯，并给用户显示必要的信息，有虚拟仪表的作用；另外，它也可以改变参数，适应各种不同电池的充电。

这里列举几种不同的电池充电试验，来说明智能充电器的实用价值。一、智能充电器的硬件设计智能充电器如图所示。

主要包括电源变换电路、采样电路、处理器、脉宽调制控制器和电池组等，形成了一个闭环系统。下面对系统的工作原理分几个部分进行简述。

1.处理器 1.处理器处理器采用51系列单片机89C51。单片机内部有两个定时器，采用11.0592MHz的晶振。

单片机的任务是通过采样电路实时采集电池的充电状态，通过计算决定下一阶段的充电电流，然后发送命令给控制器控制电流的大小。单片机通过串口RS232和上位机相连，用于存储数据和虚拟显示。

2.采样部分电压和电流采样采用模/数转换器AD574。AD574为±15V双电源供电，12位输出，最大误差为±4bit，合计电压0.01V。

充电电流通过电流传感器MAX471转换为电压值。电流采样的电压值和电池组的端电压值两者经过模拟开关CD4051，再经过电压跟随器输入到AD574，分别进行转换，其结果由单片机读取，并进行存储和处理。

3.控制器控制器采用脉宽调制（PWM）方式控制供电电流的大小。PWM发生器由另一个20MHz的单片机构成，主控制器和它采用中断的方式进行通讯，控制其增大或减小脉宽。

PWM信号通过光电隔离驱动主回路上的MOSFET。开关管、二极管、LC电路构成开关稳压电源。

用PWM方式控制的开关电源可以减小功耗，同时便于进行数字化控制，但母线的纹波系数相对较大。二、智能充电器的软件设计1.数据测量在单片机的测量中，电池电压值和电流测量值经过多路选择器进行选择，然后通过A/D转换器转换为16进制数，直接存入单片机。

电池电容量C则需要间接计算，由于每个循环周期检测电流一次，，故可以利用电流值的积分求出电容量C。考虑电池内阻r的影响，可以得到计算电容量的计算公式为：Cn+1=Cn+I·t-I2·r·t充电时间和剩余充电时间由上位机进行计算，剩余充电间等于预设的充电时间与已充电时间的差值。

其中，预设时间可根据电池的型号预先得到。2.单片机控制程序设计对于不同的电池和不同的参数，单片机需要设定不同的充电参数，选择不同的充电策略。

另外，程序需要在电池过电流、过电压等异常情况下强制终止充电。以锂离子电池为例，一般采用恒流-恒压充电方式，其充电过程包括小电流预充电、大电流充电、恒压充电等几部分。

在控制恒定电流和恒定电压的过程中，采用比例控制，即如果充电电流I大于设定电流Is，就按照比例减小脉宽；反之按照比例增大脉宽。单片机还需要接收和处理上位机的命令，并根据上位机的要求将数据实时回送给上位机。

两者的通讯协议要在程序中预先设定。3.上位机处理程序设计上位机程序由VisualC++编写。

其任务是每隔1秒钟向串口发送一个查询命令，并读取单片机回送的信息，提取充电电流、充电电压、工作状态等参数。参数经过数制转换和计算后进行显示。

软件有着良好的用户界面，可以方便地观测电池目前的工作状态以及剩余充电时间等信息。上位机程序会同时把读到的数据存储到文件中，这些数据可以利用其它数学软件（如Mat-lab）进行处理。

另外，程序在初始化时要把充电电池的型号参数发送给智能充电器，参数一般包括充电电池的种类（锂离子电池、镍镉电池）、充电电池的容量（单位为mAh）等。根据不同的电池型号，单片机可以设定不同的充电参数，程序可以直接控制单片机的运行与停止。

三、智能充电器的应用试验1.充电性能试验这里选用型号为US18650的SONY锂离子电池，其额定容量为1800mAh；经过测量，电池在4.2V左右时的内阻约为0.3Ω。取恒流充电电流为1/3C=0.6A，截止电压为4.2V，充电结束标志电流为0.06A，进行充电试验。

右图为充电过程的电压、电流和电容量的曲线。充电时间约为240分钟，如果需要进一步缩短充电时间，只需在初始化时设定更大的充电电流即可。

因为采用PWM控制器，所以电源供电的效率高，从供电电源到充电电池的工作效率，最低时在85%左右。充电电流波动较大，波动系。

3.毕业设计题目是《基于单片机PWM设计的智能电源》怎么做

D2-基于单片机的智能电压表设计（温度检测器）

D3-基于单片机的LED流水灯系统设计

D4-基于单片机的智能船模设计

D5-基于单片机的电梯控制模型设计

D6-基于单片机的水位控制系统设计

D7-基于单片机的水位控制系统设计（STC89—51型）

D8-基于单片机的多路数据采集系统设计

D9-基于单片机的抢答器设计

D10-基于单片机的数字温度计设计

D11-基于单片机的智能小车设计

D12-基于单片机的数字温度计设计

D13-基于单片机的遥控器设计

D14-基于单片机的串行通信发射机设计

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