基于单片机的多功能充电器设计

-蓄电池充电器设计 胡益民专业班级：2021060504指导教师：铁、晴摘要随着现代科学技术水平的不断提高，微型处理器技术已经广泛应用于生活中的方方面面，利用微型处理器制作一款针对多种铅酸蓄电池充电的多功能充电器已经成为了可能。在生产生活中我们常会使用到各种型号的蓄电池，如果每种蓄电池都需要一个不同的充电器，这不仅使用时相当麻烦而且会浪费空间和金钱。该充电器以AT59c52单片机为核心，使用ADC0809为AD转换模块智能判断被充电蓄电池型号，然后控制电路输出，以恒压充电的方式对相应的蓄电池充电，可以满足12V10Ah、24V10Ah、36V12Ah、48V20Ah铅酸蓄电池的充电需求。使用此款多功能充电器不仅免去了购置和使用多种充电器的麻烦,而且减少了购置多种充电器的花费，所以该充电器有较高的商用价值，值得开发和使用。本次设计首先对充电技术和充电技术的开展做了探讨，然后进展了对方案的讨论与确立，之后设计电路图，确立了电路图后开场购置电路中所需零配件来制作实物，最后进展的是编写程序和调试。关键词：多功能充电器；AT89c52单片机；ADC0809；恒压充电Design of battery chargerAbstract:With the continuous improvement of the modern scientific and technological level, micro processor technology has been widely used in all aspects of life, using micro processor making a variety of lead-acid battery charging of the multifunctional charger has bee possible. In industry and life, we often use a variety of models of the battery, if each battery needs to be a different charger, which is not only used in trouble and will waste space and money. The charger in order to AT59c52 as the core, using ADC0809 for AD conversion module intelligent judgment is charged battery type, then the control output circuit, with constant voltage charging of battery charging, can meet 12v10ah, 24V10Ah, 36v12ah, 48V20Ah lead-acid batterys charge power demand. Using the multi-function charger not only eliminates the purchase and use of a variety of charger of trouble but also reduce the purchase cost of a variety of charger. So the charger had partly mercial value, it is worth developing and using.This design firstly did the study of charging technology and its development , then had carried on the discussion to the plan and establishedit , ne*t designed circuit diagramby proteus8.0, I began to buy circuit required spare parts to make real after circuit diagram established,writing the program and debugging as the last process.Key words: multifunctional charger; AT89c52 MCU; ADC0809; constant voltage charging目录第1章前言11.1充电技术的开展现状11.2本课题设计思路11.3设计的主要技术要求11.4设计的目的、意义及主要解决问题2第2章系统方案设计32.1主电路方案3四个AC/DC模块的方案3一个AC/DC模块加三个DC/DC模块方案32.2控制电路方案32.3系统组成5第3章系统硬件设计和程序编写63.1系统硬件设计6系统电路图设计6器件选用9重要系统器件说明103.2系统程序编写使用KeiluVision3123.2.1程序流程图12端口定义12延时子程序13电池检测程序段13电池型号判断程序段13充电状态检测程序段14充电状态判断程序段15过电流保护程序段16系统完整程序16第4章实物调试234.1实物介绍234.2电池识别测试264.3电池充电完毕测试274.4电池反接测试284.5过流或短路测试284.6超温测试28结论29致30参考文献31. z-第1章 前言1.1 充电技术的开展现状现代生产生活广泛应用的充电技术有恒流充电，恒压充电和恒压恒流组合的阶段充电技术。因为以上充电技术本钱低实现简单，能满足大局部生活中的充电需求。生活中常见的手机充电器和汽车电瓶充电就是用的5V恒压充电，电瓶车快速充电采用的横流充电技术，大局部电瓶车自带充电器采用恒流恒压结合的阶段充电方式充电。在比较先进的充电技术方面，现在已经研究出脉冲式充电法，变电流间歇充电法，变电压间歇充电法等。这些充电法虽然更加比传统充电法优秀，但是由于充电器本钱等原因并没有广泛应用于生产生活中仅在一些特殊的充电设备上有使用。另外无线充电技术成为近年来充电技术研究的热门话题，所谓无线充电技术就是在以上充电技术的根底上以无线的方式将电能冲入蓄电池中。1.2 本课题设计思路在这次多功能充电器是针对12V10AH,24V10AH，36V12AH，48V20AH四种型号的铅酸蓄电池，充电方式是采用传统的恒压充电方式。当一个电路中各局部的电流和电压被确定后，则这一电路的特性也就被掌握了1。所以充电器先用AD转换器先测出电池的电压传输给单片机以判断出电池的型号，然后单片机再根据电池的型号控制输出电路输出相应电池的充电电压来充电，然后不断地检测充电电流的大小，当电流小于相应值的时候判断电池充满断开充电电路，当电流大于相应值的时候判断为短路或者过流而断开充电电路，实现对充电器和电池的保护。1.3 设计的主要技术要求本设计要求充电器能准确快速的判断出充电电池的型号而对其充电，在充电过程中保持电路稳定，当电池充电完成时充电器能判断出该状态并断开充电电路，在充电过程中出现短路、超温等异常状况时充电器能及时断开充电电路实现保护功能。在充电器的设计方面被设计要求充电器的电路简单稳定，外型尽量精巧，充电器本钱尽量减小以增加充电器的实用性。1.4 设计的目的、意义及主要解决问题本次设计的目的是设计一款实用性很强的多功能充电器，可以对12V10AH,24V10AH，36V12AH，48V20AH四种型号的铅酸蓄电池充电。充电器使用的AT89c52作为控制核心，AT89c52是一款低电压高性能的cmos8位单片机，该单片机价格低适用性强在电子行业中被广泛的使用，采用KeiluVisiong3对单片机进展编程实现单片机对输入的识别与对输出的控制。在生活中我们常会使用多种规格的铅酸蓄电池，如果每一种蓄电池都需要一个充电器，则一大堆充电器不仅占用空间而且区分相应的充电器也会带来不小的麻烦。这一款多功能的充电器是正好针对这个问题设计的，12V10AH、24V10AH、36V12AH、48V20AH四种型号涵盖了生产生活中使用的大局部铅酸蓄电池，也就是说使用这一款充电器根本上实现了一个充电器可以解决大局部铅酸蓄电池充电问题。第2章 系统方案设计2.1主电路方案 四个AC/DC模块的方案在构思多功能充电器的设计方案初期，预想方案为分别由4个AC/DC模块来产生对4种蓄电池充电的输出。通过AT89c52单片机配合相应的传感器和控制电路，先识别蓄电池再根据蓄电池型号，再控制相应的AC/DC模块输出来对蓄电池充电。这种方案电路十分简单明了易于充电器设计和制作。但后来再实际接触配件时发现，4个AC/DC模块不仅本钱高昂而且体积很大，这样制作的充电器实用价值不高。 一个AC/DC模块加三个DC/DC模块方案经过思考后觉得四个AC/DC模块的方案不可行，于是在这个方案上我进展了一下改进。DC/DC变换器是一种部有开关管把输入的直流电压转换成另一种直流电压的集成电路2。而且接触实物我发现DC/DC模块不仅相对AC/DC模块价格低廉而且体积要小很多，于是我将四个AC/DC模块中的三个用三个DC/DC模块替换。其他电路根本不变，通过AT89c52单片机配合相应的传感器和控制电路，先识别蓄电池再根据蓄电池型号，再控制相应的AC/DC模块输出来对蓄电池充电。这种方案虽然比方案略复杂，但其电路任然属于非常简单，易于充电器的设计和制作。在本钱方面，将方案2.1.1中三个AC/DC模块替换成了三个DC/DC模块几乎节省了一半的本钱。在外形方面，三个DC/DC模块相对三个AC/DC模块体积要小很多三个DC/DC模块加起来都没有一个AC/DC大，所以三个DC/DC模块更加适宜外型的设计。2.2控制电路方案在控制电路的设计上难点在于如何用AT89c52来识别蓄电池和控制相应的DC模块输出。在识别蓄电池型号方面首先我对蓄电池放点后的特性做了很多实验，见下表。由于经费的原因本人只购置了两块12V1.3AH的铅酸蓄电池构成12V和24V的样本表2-1电池放电数据电池型号未放电电压放电完毕后1min放电完毕后5min放电完毕后1h12V1.3AH12.8V11.30V11.46V12.44V12V1.3AH12.87V11.40V11.51V12.47V24V1.3AH26.1V22.9V23.4V24.9V24V1.3AH25.9V22.8V23.3V24.7V经过对上表数据的思考我得出结论以12V为一个单元计算，在电池满电到电池正常完全放电，电池电压在13.5-11V之间。以此我类推出12V10AH,24V10AH，36V12AH，48V20AH四种型号的铅酸蓄电池其端口电压围分别为11V-13.5V,22V-27V,33V-40.5V,44V-54V。则对蓄电池型号的识别方法就相应的产生了。先对蓄电池电压进展分压再用ADC0809转换进展AD转换将信息传输给单片机，AT89c52单片机根据每种电池的电压围来对ADC0809所传输的数据识别从而判断出电池的型号。在控制相应的DC模输出方面，我采用的方案是用单片机控制四个5v的小型继电器，每个继电器对应一种电池的充电电路，实现在识别出蓄电池型号后控制相应的充电电路输出。在对实物数据的分析中我发现单片机的引脚只能输出1mA左右的电流，所以单片机是不能直接驱动继电器的。在收集了一定的资料后我采用9012为中介来驱动继电器，9012是一种PNP型的三极管，将单片机的相应引脚接9012的基极中间串一个4.7K的电阻来限流，把继电器的线圈端接在9012的发射极和地之间，9012集电极接VCC。当单片机该引脚为低时，三极管导通，继电器吸合常开门闭合而实现相应的充电电路导通。2.3 系统组成 切换48V充电模块36V充电模块 单片机蓄电池24V充电模块12V充电模块检测图2-1 系统组成此框图表达了该充电器的组成及运行原理。单片机区分出电池型号后翻开相应的充电模块输出来对蓄电池进展充电。第3章系统硬件设计和程序编写3.1系统硬件设计系统电路图设计以下电路图均采用proteus8.0画得。图3-1为单片机复位和晶振电路，考虑实际情况我将单片机复位电路设计为上电自动复位。图3-1单片机复位和晶振电路以下图为ADC0809驱动和与单片机通讯电路图3-2 ADC0809驱动和与单片机通讯电路以下图为风扇电路图3-3风扇电路以下图为系统主电路。在电气设备中，直接承担电能的变换或控制任务的电路被称为主电路3。值得注意的是，在实际的应用中除AD-DC5V模块外其他的AC-DC和DC-DC模块并不是输出标准的的48V/36V/24V/12V，因为他们的电压需要直接给相应的蓄电池充电。经查阅蓄电池资料发现12V铅酸蓄电池蓄电池的恒压充电电压为13.5V-14V,24V铅酸蓄电池的恒压充电电压为27V-28V，36V铅酸蓄电池的充电电压为40.5V-42V,48V铅酸蓄电池的充电电压为54V-56V。所以在实际应用中应将这些模块的电压分别调整到该围注意：应先调整220VAD-DC48V模块电压再调整其他模块电压。图3-4系统主电路以下图为系统控制电路。图3-5系统控制电路在图3-4的主电路中我用一个1000欧和一个100欧的电阻串联在蓄电池的充电端口的两端。当充电器接通电源蓄电池接通充电器时，两串联电阻的电压和等于蓄电池的端电压，有串联分压原理得出，100欧电阻两端电压为蓄电池端口电压的111，蓄电池端口电压最高即在使用48V蓄电池的情况下为54V则分压后为4.9V在ADC0809 IN端口测量电压围。而在54V的情况下1000+100欧电阻的功率为2.65w在电阻可承受围。所以通过检测100欧电阻正端电压可判断出蓄电池型号。 在四种蓄电磁型号中容量最小的为10Hh，查阅蓄电池充电说明可以发现，以恒压法给蓄电池充电，当充电电流小于蓄电池Ah容量的百分之三时即视为蓄电池电量已充满。所以四种蓄电池中档蓄电池充满电是的最小充电电流为0.3A，而ADC0809对电压的分辨率为0.02v，所以可以在充电电路中串联一个0.1欧的电阻，通过检测该电阻的分得的电压来判断出充电电流，进而判断充电状态。值得注意的是当充电电流最大时48V20Ah蓄电池的充电电流约为220vAC-48vDC开关电源满工作电流5A。充电状态检测电阻功率为2.5w，而检测电池型号电阻此时的功率约为2.5W，总共约5W的发热量在充电器中是不可忽略的，所以此两组电阻应安装在充电器的通风处，并由散热风扇散热。器件选用表3-1器件选用器件类型选用型号使用个数备注单片机AT89c521加底座AC-DC模块MW SP-240-48(5A)1直接使用的开关电源作为AC-DC模块DC-DC模块60V48V降压可调稳压电源15A同步整流模块ZS-Q5A3无AD转换器ADC08091加底座分频器SN74HC74N1加底座。提供ADC0809的震荡频率风扇5v直流小风扇1无电容23pf2瓷电容sl36m10uf1电解电容晶振12.000MHZ1无电阻1000欧71w电阻200欧11w电阻4.7K欧41w二极管SBR3504无二极管3mm发光二极管54黄，1绿继电器5v，10A4无三极管90124无万用版普通万用版1无开关按钮开关1无DC-DC模块48v-5v1给单片机和继电器供电温控开关4021851无导线各种型号假设干无万用表万用表1无组装工具组装工具假设干悍锡枪，焊锡等重要系统器件说明表3-2重要器件说明AT89c52AT89C52具有外部双向输出/ 输入(I/O)端口32个，引脚40个，同时单片机含有外中断口2个，16位的可编程定时计数器3个,读写口线2 个。通常，I/O数据有并行和串行两种传送方式4。该单片机有可以全双工工作的串行通信口2个。AT89C52的编程方法可以在线编程，也可以使用常规方法编程。该单片机将Flash存储器和通用的微型处理器结合在一了起，可以有效地降低开发本钱，特别是使用了可反复擦写的 Flash存储器。AT89C52有三种封装形式分别是PDIP、PLCC及PQFP/TQFP等，为了适应不同产品的需要。AT89C52是一款性能优越的8位S单片机，使用低电压产出高性能，单片机含可以反复擦写的Flash只可读程序存储器8k bytes的和可以存取数据随机存储器RAM256 bytes，该单片机使用ATMEL公司的技术生产，具有高密度、非易失性存储的特点，兼容标准的MCS-51单片机的指令系统，片置可以通用的Flash存储单元并且还具有8位中央处理器，AT89C52单片机广泛应用于日常生活和电子工业中。ADC0809实现A/D转换的电路称为A/D转换器，简写为ADC系Analog-Digital Converter的缩写5。ADC0809是美国国家半导体公司制作的8位逐次逼近式CMOS工艺8通道A/D模数转换器ADC0809,它由8位开关树型A/D转换器, 定时电路,地址锁存与8路模拟开关、译码器、比较器、逐次逼近存放器、逻辑控制所构成。其实从*种意义上可以把ADC0809称为一种传感器。因为从广义的角度说，可以把传感器定义为：一种能把特定的信息物理、化学、生物按一定规律转换成*种可用信号输出的器件和装置6。转换时间为100微秒(所需振荡频率为640KHz时)，130微秒所需振荡频率为500KHz时。省去了零点和满刻度的校准， 0+5V的测量电压输入围。-40+85摄氏度是他的工作温度围。其部有一个多路开关是八通道的，它可以锁存译码后的信号根据所接收的地址码，只使用8个端口模拟输入信号中的一个输入来A/D转换。8位特性的A/D转换器，8路的输入通道，即它的分辨率是8位的。具有开场和停顿转换的端口。ADC0809只使用一个5V的电压供电，它的功耗很低，只有15mw。选拔三位的地址通过A/B/C三个端口输入进去再使ALE等于1，这样地址锁存器中就锁存了选通的输入端的地址。这个地址经过译码来选通八个模拟输入通道其中对应的那一个。当start有上升沿的时候逐次逼近比较器被复位，下降沿的时候开场 A/D转换，紧接着EOC的输出信号变为低电平，这标志着转换正在进展。当EOC跳到搞电频时标志着A/D转换已经完成，锁存器中已存入了结果的数据，这个信号可以用来当作中断的申请。当个OE端输入一个高电频后，三态门被翻开开场输出，转换结果以八位并行的二进制形式通过数据总线输出。74HC747474是常用的双D中规模集成电路触发器芯片，每片芯片中包含两个带复位、置为端的上升沿触发的D触发器7。具有独立的时钟 CP输入、复位RD输入、设置SD和、数据D输入、以及互补的Q和Q输出的74HC74芯片是双路的D 型上升沿触发器。74HC74是运行速度很快的的一款CMOS器件，该芯片的引脚兼容肖特基TTLLSTTL低功耗系列。该芯片制作遵守了JEDEC标准的no.7A。异步低电平可以复位和设置，而且并不依赖时钟信号的输入。该芯片的数据输入口在时钟脉冲的上升时将信息输送到Q口。为了让得到的结果更加理想，在时钟的脉冲上升沿降临之前D输入必须保持稳定的一段就绪时间。48v5A开关电源 MW SP-240-48这是一款通用的开关电源。通用开关电源的特点是通用性强，它不局限于*一特定使用对象或特定场合8。全球通用全围交流输入电压。置主动式功率因素校正电路，功率因素:115VAC时PF0.96;230VAC时PF0.93。有短路保护/过载保护/过电压保护/过热保护。国际安规认证:UL/TUV/CB/CE。乐兹科技开展制作。由置转速控制直流风扇强制通风冷却。90KHz固定开关频率。LED指示工作状态。高效、长寿命、高可靠。100%满载老化测试。采用无铅制程,符合环保RoHS要求。直流输出围48V,05A。输出电压精度1%。纹波240mV。效率89%。输入电压围85264VAC/120370VDC。输入浪涌电流冷启动, 230V时为40A。电压调整围额定输出电压的10%。功率因素PF0.93/230VAC ； PF0.98/115VAC (满载时)。漏电流2mA / 240VAC。过载保护过电流点在105%135%，自动检测,自动复原。过电压保护额定输出电压的115%120%时关断输出电压,重启复原。过热保护855(晶体管散热器温度)时关断,温度下降后自动恢复。启动上升保持时间230VAC满载时800ms,50ms,20ms。绝缘特性输入端与输出端间:3KVac,输入端与外壳间:1.5KVac,输出端与外壳间:0.5KVac,1分钟。工作温度-20+70(参见输出降载曲线)。抗震动性10500Hz,2G 10分钟/周期,*YZ各轴各60分钟。平均无故障时间28.4万小时,MIL-HDBK-217F(25)。发光二极管发光二极管Light-Emitting Diode，LED通常用元素周期表中、族元素的化合物制成，如砷化镓、磷化镓等9。因化学性质又分为无机发光二极管LED和有机发光二极管OLED。氮化镓二极管可以发出蓝色的光，碳化硅二极管可以发出黄色的光，磷化镓二极管可以发出绿色的光，砷化镓二极管可以发出红色的光。在电路中有很多使用方法，可以做指示灯可以做led来显示数字或者汉字。其发光原理为电子与空穴复合时辐射出可见的光，因而称之为发光二极管。60V48V降压可调稳压电源15A同步整流模块ZS-Q5A非隔离降压模块BUCK。输入电压:10-60V(极限62V,请留余量。输出电压：1-36V连续可调 。输出电流：正常10A 最大(MA*)15A 所标电流是特定条件下最大电流实测12降5V)实际输出电流大小不是固定的，与输入输出压差，温度有关联。输出功率：通风良好自然散热功率 长期100W，加强散热最大可达200W，如长时间工作请留余量注意温升并作好散热。工作温度：-10+85度。工作频率：180KHz。转换效率：最高94%效率与输入、输出电压差、输出电流有关。过流保护：有 (输出电流要超过最大取样电流15A)才保护)。反接保护：有。接线方式：大电流接线端子，免焊接，IN+ 为输入正，IN-为输入负，OUT+为输出正， OUT-为输出负。3.2系统程序编写使用KeiluVision3程序流程图检测电池型号是否符合 是 否翻开相应充电电路检测充电电流是否小于阈值 是 否关闭充电电路等待图3-6 程序流程图 端口定义*includesbit st=P33; /0809的start端口定义sbit oe=P31;/0809输出控制端定义sbit eoc=P30;/0809转换完成信号端定义sbit a=P32;sbit v4=P10;sbit v3=P11;sbit v2=P12;sbit v1=P13;sbit led=P14;延时子程序void delay(unsigned int i)unsigned int j;unsigned int k ;for(j=i;j0;j-)for(k=125;k0;k-);该子程序的作用为，延时i毫秒。电池检测程序段delay(1000);/延时消抖oe=0; a=0;st=0;st=1; st=0; delay(50);while(!eoc);/判断AD转换器是否转换完成oe=1;/输出转换结果电池型号判断程序段if(P2=63) if(51=P2)/该区间为经换算后的该蓄电池检测信号区间 v1=0 ; /12V10Ah蓄电池if(P2=126) if(102=P2) v2=0 ; /24V10Ah蓄电池if(P2=189) if(153=P2) v3=0 ; /36V12Ah蓄电池if(P2=252) if(204=P2) v4=0 ; /48V20Ah蓄电池在实际的程序中,每个判断都会以多层判断构造连续判断三次有效才会翻开相应的充电输出,以此来减小由电压波动产生的误判。充电状态检测程序段delay(100);/延时消抖oe=0; a=1;st=0;st=1; st=0; delay(50);while(!eoc);/判断AD转换器是否转换完成oe=1;/输出转换结果充电状态判断程序段if(P2=2) /该阈值为经换算后的蓄电池充电完成电流阈值 v1=1; led=0;while(1); /12V10Ahif(P2=2) v2=1; led=0;while(1); /24V10Ahif(P2=2) v3=1; led=0;while(1); /36V12Ahif(P2=41) v1=1; v2=1; v3=1; v4=1;while(1); /当电流超过8A时断开充电电路在充电过程中不断的循环该判断程序段判断是否超电流，同样当连续三次超电流才算判定有效断开充电电路。实际运用中，48V开关电源已经具有过电流保护功能，所以我省略了该程序段。系统完整程序. z-*include sbit st=P33; sbit oe=P31;sbit eoc=P30;sbit a=P32;sbit v4=P10;sbit v3=P11;sbit v2=P12;sbit v1=P13;sbit led=P14;void delay(unsigned long i)unsigned int j;unsigned int k ;for(j=i;j0;j-)for(k=125;k0;k-);void main ()delay(1000); while(1) a=0;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10);/电池型号检测if(P2=63) if(51=P2) a=0;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); /电池型号检测 if(P2=63) if(51=P2) a=0;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); /电池型号检测 if(P2=63) if(51=P2) v1=0 ; delay(200); while(1) P2=0*FF; a=1;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10);if(P2=2) P2=0*FF; a=1;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=2) v1=1; led=0;while(1) ; delay(200); /对12V电12Ah蓄电池的充电 if(P2=126) if(102=P2) a=0;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=126) if(102=P2) a=0;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=126) if(102=P2) v2=0 ; delay(200); while(1) P2=0*FF; a=1;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10);if(P2=2) P2=0*FF; a=1;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=2) v2=1; led=0;while(1) ;delay(200); /对24V 10Ah蓄电池的充电 if(P2=189) if(153=P2) a=0;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=189) if(153=P2) a=0;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=189) if(153=P2) v3=0 ; delay(200); while(1) P2=0*FF; a=1;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10);if(P2=2) P2=0*FF; a=1;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=2) v3=1; led=0;while(1) ;delay(200); /对36V12Ah的蓄电池充电 if(P2=252) if(204=P2) a=0;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=252) if(204=P2) a=0;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=252) if(204=P2) v4=0 ; delay(200); while(1) P2=0*FF; a=1;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10);if(P2=3) P2=0*FF; a=1;oe=0;st=0;st=1;delay(1);st=0; delay(20);while(!eoc);oe=1;delay(10); if(P2=3) v4=1; led=0;while(1) ;delay(200); /对48V20Ah蓄电池充电 delay(200); . z-第4章 实物调试4.1实物介绍由于毕业设计经费有限，在实物的制作上我只制作了针对12V1.3AH和24V1.3Ah两种蓄电池的多功能充电器。虽然该充电器与任务要求充电器有一些区别，但该充电器的设计理论与任务要求完全一致。下面是该充电器的实物图：图4-1充电器实物全貌可见最上方有3个led灯，两黄一绿。中间的黄灯亮起，表示充电器识别出12v1.3Ah电池正在充电，右边的黄灯亮起表示充电器识别出24v1.3Ah电池正在充电。最左边的绿灯亮起表示已断开充电电路充电完成或者电池在充电过程中被取下。下面这些为该充电器拆解图：以下图为测量电池端电压的分压电阻和测量充电电流的分压电阻。左上角串联的两个电阻阻值分别为1000欧很100欧，通过测量100欧电阻的正端电压就可以换算出蓄电池的端电压进而判断蓄电池的型号。其他部位为一长段电阻丝其电阻为0.75欧，在充电过程过判断电阻丝的正端电压可以判断出充电电流的大小。图4-2分压电阻图以下图手握处为KC-1425直流降压模块，再外接一个10K的电位器调节，使其在输入27.6V时输出为14V。在使用说明中，KIC-125需要在输入与输出并联电容减少其输出电压波纹，但在本设计中器输出是用来给蓄电池充电。有研究说明，蓄电池充电，器输入电压具有一定的波纹是有益的，所以我省去了滤波电容。以下图手握处右上侧为DC-DC降压模块，通过调节其自带的电位器使其在输入为27.6v时输出为5v。该输出给单片机控制电路和散热风扇供电。图4-3 DC-DC降压模块以下图为单片机检测和控制电路连线。图4-4 单片机电路连线以下图为单片机检测和控制电路主板，最左边的两个黑色方块为两个5V10A继电器，中间的两块芯片为ADC0809和SN74HC74N，最右边为AT89c52单片机。单片机的晶振为12M HZ而单片机ALE口有一个单片机晶振六分之一的频率即2M HZ，所以用SN74HC74N一个四分频电路将AT89C52单片机 ALE频率的四分之一即500KHZ传输给ADC0809的CLOCK端口，以此来提供ADC0809的晶振。 单片机通过9012三极管实现对继电器的控制。将9012三极管的集电极接5v电源正极，9012三极管的发射极和电源负极之间串联继电器的线圈，9012三极管的基极串联一个4.7K欧的电阻限流然后到AT89c52的相应IO端口。为了防止在继电器线圈断电后产生的瞬时高电压将三极管击穿，在继电器的线圈两端反向并联一个耐压50V的快速恢复二极管。每个继电器线圈还并联有一个发光二极管，当继电器线圈通电吸合是相应的发光二极管亮起作为充电信号。由于继电器两两端电压为5V直接给发光二极管供电可能会烧坏发光二级光，所以还在发光二极管的负端上串联了一个1000欧的电阻来限流。ADC0809左侧的绿灯为一个单片机直接控制的发光二极管，当单片机判断充电完成时将该灯亮起。图4-5单片机电路主板以下图为直流24V5A直流开关电源，该开关电源输出电压稳定，自带短路、过载、超温保护，省去了我在电路保护方面的许多设计。该电源可以进展一定的电压微调，实际使用中我将其电压调到27.6V使其可以直接给24V电池充电，省去了升压的麻烦。图4-6 24V直流开关电源4.2电池识别测试将充电器接在12v蓄电池两端，对应12V黄灯亮起，表示正在用14V恒压对蓄电池充电，如以下图。图4-7 12V蓄电池识别将充电器接在24v蓄电池两端，对应24V黄灯亮起，表示正在用27.6V恒压对蓄电池充电，如以下图。图4-8 24V蓄电池识别4.3电池充电完毕测试当充电完成后，对应12v电池的黄灯熄灭，绿灯亮起，如以下图。图4-9 12V蓄电池充电完成当充电完成后，对应24v电池的黄灯熄灭，绿灯亮起，如以下图。图4-10 24V蓄电池充电完成4.4电池反接测试将电池反接翻开充电器，充电器并不识别出电池，不翻开充电电路。4.5过流或短路测试在充电过程中将输出端正负极短路，开关电源开启短路保护功能，电路断电。4.6超温测试由于充电过程发热很低，并且有散热风扇，长时间连续充电充电器并不会超过临界温度85摄氏度。结论我设计的这款多功能充电器，使用单片机为控制核心，实现了一个充电器可以满足12V10Ah、24V10Ah、36V12Ah、48V20Ah四种铅酸蓄电池的充电需求。在充电完成后自动断开充电电路并伴有提示灯，方便实用拥有较高的市场前景。在硬件的选择上，我采用的是AT29c52单片机，采用多个AD模块构成充电输出电路，数据采集使用ADC0809芯片，最后通过编写适当的程序判断电池型号和控制充电输出，操作方便，而且整个器件运行起来也比较稳定。在根据预设方案完成实物的制作后，将编写的程序写入到单片机中。一开场测试并没有成功，在检查电路发现是ADC0809的检测端口使用错误后改正电路，重新试验系统成功运行，之后又在试验中对充电器进展了一些完善，最后完成了充电器的实物制作。致在本次多功能充电器的设计中，我得到了晴、晓峰等专业教师还有常立森、简旭红等很多身边同学的帮助，非常感他们。三月份我开场收集资料并进展有关设计的一些知识的稳固与学习。在这近两个月的时间里，我进展了从方案的选择到实物的设计制作这一漫长的过程，中间我遇到了很多问题，*些在同学的帮助下得到了解决，剩下的也在晴和铁教师的帮助下被我一一攻破。在这次设计中我学到了很多东西，特别是在制作实物上，我明白了理论的学习和实际的知识的运用存在相当的区别，只有动手了才算是真正掌握了。我的论文中也参考了很多他人的作品，他们的研究成果对我的设计有非常大的帮助，特在此感所有参考文献和我查阅的其它资料的作者。参考文献1傅恩锡，四秧.电路分析简明教程M.高等教育,2021.2黄继昌，王芳，会慧，等.电源集成电路应用210例M.中国电力，2021.3王兆安，进军.?电力电子技术?M.机械工业.第五版.2021.4方方.单片微机原理及应用M.清华大学、交通大学，第一版，2007.5阎石.数字电子技术根底M.高等教育,第五版，2006.6吴建平.传感器原理及应用M.机械工业,2021.7罗中华.数字电路与逻辑设计教程M.电子工业,2006.8沙占友，薛树琦，王彦朋.单片开关电源设计200例M.机械工业,2021.9康华光.电子技术根底.模拟局部M.高等教育，第六版，2021.10吕汀，石红梅.变频技术原理及应用M.机械工业，第二版，2007.11Yu Zhaohua,Ling Qiang,Shi Mengzhao.Sensor data association using relative positions among targets and bias estimation between separate sensorsJ. Journal of Universitv of Science and Technology ofChina,2021,44(1):34-42.12Canuto Enrico,Ospina Jose A,Acuna-Bravo Wilber.Dynamic and relative calibration of temperature sensors in the case of uncertain paramertesJ. Journal of Universitv of Science and Technology of China,2021,42(5):345-356. . z