毕业设计(论文)-基于MAX1501智能充电器设计.docx

毕业设计论文

基于MAX1501智能充电器

系 电子信息工程系
专业 应用电子 姓名 　
班级 电子133班 学号
指导教师 　职称
指导教师 职称
设计时间 2015.9.15－2016.1.4

II

摘 要
电子技术的日新月异使得形形色色的电子产品都朝着便利和小型轻量化的方向进展,也使得越来越多的电气化产品选择借鉴于电池的供电系统。目前,市场上电池大多数分为镍镉，镍氢，铅蓄电池，锂电池。它们的各自特征决定了它们将在十分长的时刻内共存发扬。由于不同类别电池的充电特点不同,通常对不同类别,以至区别电压、容量等级的电池运用各种的充电器,但这在实际运用中有好多麻烦。
本设计的充电器是面向手机锂电池实行充电的智能充电器,智能充电器是指依据使用者须要抉择的充电形式,在充电的流程中能对充电电池实施维护避免过电压、热保护和充电完毕报警提醒。设计上我竭力抉择方便、高效的硬件,设计稳固稳当的软件。设计中推荐了系统的硬件构成,其中包含单片机电路、充电控制电路、电压采集电路充电断电电路,软件设计方面运用了C语言开发器材,实行细致的设计和编码。目的是为完成系统的可靠性，经济性和稳定性。
关键词：锂电池, 智能, 电子产品, 充电器
目录
摘 要 I
目 录 II
第1章 设计的背景目的及意义 1
1.1 设计的背景 1
1.2 设计的目的 2
1.3 设计的意义 3
第2章 系统器件的的选择 4
2.1主控器件 5
2.1.1 主要特性 6
2.1.2 引脚功能 8
2.1.3 外部中断 9
2.1.4 串口通信 13
2.2ADC0832模数转换 13
2.2.1 ADC0832的概述 14
2.2.2 ADC0832特点： 16
2.2.3 ADC0832控制原理 17
2.3MAX1501 17
2.4 LCD1602液晶 20
2.4.1 LCD1602的概述 20
2.4.2 LCD1602的操作时序 20
2.4.3 LCD1602的基本命令 22
第3章 硬件电路的设计及其原理 24
3.1 最小系统的原理图 24
3.2 报警电路的设计 25
3.3 ADC0832电路设计 27
3.4 MAX1501应用电路设计 29
第4章 程序设计 30
致谢 31
附录一：系统原理图 31
附录二：参考文献 32
附录三：参考程序 33

36

第1章 设计的背景目的及意义
1.1设计的背景
电池是经过能量转变电能的器件,是一种能将化学能直接转变成电能的装置。电化学电源有一次电池和二次电池之分.一次电池用过后不能复原.二次电池充电后能继续使用。社会在进步，人们的需求也在提高不管从节省本钱来说,还是从保卫环境的角度来说,二次电池都比一次电池更有胜势,因此二次电池的市场需求量也越来越大。锂离子电池亦是二次电池的一种。
锂离子电池自开创以后,以能量密度高和操纵寿命长而倍受看重。对于市场的需求,环球各大电池生产商为了在市场上获得胜势,无不从事于开辟具备能量密度高,小型化,薄型化,轻量化,安全性高,循环寿命长,低成本的新式电池。对此,聚合物锂离子电池因为具备上述的各项长处,成为了各厂商从事研究的目的。聚合物锂离子电池因其安全、轻薄等特点,大量运用于便携式器材,所以聚合物锂离子电池是21世纪移动设备最好的电源处理方式。
与液体锂离子电池相比较,聚合物锂离子具备良好的耐充放电特点,因而对外维护电路方面的需求可以恰当放宽。在充电方面,聚合物锂离子可以使用IC定电流的方法充电,实行起来也相对而言容易。
中断充电电压的允许误差为额定值的±1%,过压充电会形成锂离子电池长久性毁坏。充电速率常用为0.5C—1C。使用0.5C充电速率时,因其充电进程中的电化学反应会出现热量,所以有一定的能量亏损。锂离子电池充电的温度范围为0℃—60℃,如果电流过大,会使温度过高。不但会毁坏电池,而且也许引发爆炸。
锂离子电池所规定的放电电压为2.5V,如果过度放电锂离子便会报废。放电的电池充电能够经过预处理实施补救,锂离子电池的额定电压为3.6V。当锂离子电池电压超过2.5V,正常充电;若锂离子电池没有到达2.5V,则换个方式使用小电流充电,充到2.5V后再按正常方法充电。

1.2 设计的目的
锂离子电池还是一种智能电池，它可以与专用原装智能充电器配合，达到最短的充电时间、最大的寿命周期及最大的容量。氧化还原反应反映的是Li+MnO2=LiMnO2即我们称之为放电。因为锂金属的化学特质十分活跃,使得我们对于锂金属的保存、运用、加工和环境需求格外的高。因此锂电池持久没有获得使用。现在锂电池依然成为了主流。因为锂金属的化学特质十分活跃,所以我们就在环境的要求非常严格锂电池的应用。随着社会文明不断地的进步,小型化的设备日益增加,对电源建议了极高的需求。因此锂电池投入了大规模的有用阶段。最初锂离子电池被用于心脏起搏器中。原因是放电电压非常缓慢，自放电率很低,。使得起搏器引入人体持久运用变为可能。锂锰电池一般有3.0伏以上的标称电压,经常作集成电路电源,被多次用于计算器、计算机中。现在，锂离子电池多量使用在手机、电动工具、照相机、家用小电器上,可以说是被广泛应用。
充电控制锂电池。锂离子电池通常包含管理芯片和充电控制芯片。容量、温度、ID、充电状态、发电次数等数值是管理芯片的一连串的寄存器。这些数值会在使用的过程中渐渐发生改变。
尽管锂离子电池有以上各种长处和杰出的市场前程，但它对充电电路的需求比较高，在其使用过程中，为了防止过度充电和过度放电的景象。锂离子电池的充电过程如图1-2所示，在一个周期内，锂电池在开始充电前必须要检验电池的温度和电压，判断可不可以充电，如果电池电压或温度任何一个超过了规定的范围，就不会再允许充电。每节电池的允许充电电压为2.5到4.2V，温度则为2.5到50℃。如果电池在深放电的状态下，一定会需要充电器具备预充过程，如果电池满足了快速充电的要求，并遵循了电池厂商推荐的充电速度，对电池进行恒流充电，便会看到电池电压在慢慢上升；只要电池电压达到所设置的终止电压，恒流充电便会中断，充电电流就会马上减弱，充电进入满充过程；而在满充过程中，充电的电流会渐渐变弱，终于满充时间超时就会进入顶端中止充电；顶端中止充电时，充电器会以微弱的电流给电池增加电量；顶端中止充电过后，会关闭充电。

图1-2 锂离子电池的充电过程

1.3 设计的意义
因为充电器多选用大电流的迅速充电法，在电池充满后假如不准时中断会使电池发热，极度的充电会严重混坏电池的寿命。为了预防过度充电，一些低成本的充电器会使用电压比较法，平常充电到90%就停止大电流充电转为快充，而后使用小电流涓流补充充电。
手机电池的使用寿命和单次使用时间与充电流程紧密相关。锂电池是手机最为常用的一种电池，因为锂电池可多次并反复充电，而且锂电池使用的寿命也很长，价格也变得越来越低廉。锂电池对于充电器的需求比较严格，须要维护电路。如果将锂电池的充电电压调到最大电压，就会更好的使用电池容量。但是过压充电会把电池毁坏，这就需要很高的控制精度。因此这就需求设计出相对而言的科学充电器，比较好的方法是使用规定充电控制芯片协同单片机控制的方式。规定的充电芯片可以检查出电池充电饱和时发出的电压变化信号，可以准确地中断充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以完成充电过程的智能化。而充电器的智能化不仅减少了充电时使用的时间，同时又能够保护电池，增长电池使用寿命。

第2章 系统器件的的选择
系统主要有单片机最小系统和ADC0832 模数转换电路、MAX1501电源管理芯片组成。

锂电池
本设计是STC89C52单片机要完成功能就是检查锂电池充电状态并给出对应的指引，当电池接反的时候提醒报警。系统框图如下图2所示：
MAX1501智能充电电路

STC89C52单片机

蜂鸣警报器

ADC0832

图2系统功能框图

2.1单片机STC89C52
单片机是STC公司最新推荐的一种新型51内核的单片机。片内包含Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、PWM等模块。封装图如下图2.1：

图2.1 51内核单片机封装图

2.1.1主要特性
1. 内置标准51内核，机器周期：增强型为6时钟，普通型为12时钟
2. 工作电压:5.5V~3.3V
3. 工作频率范围:0~40MHz
4. 内部存储器：512B
5.中断源:8个
6. 共有3个16位定时器/计数器。
7. 外部中断4路,下降沿中断或低电平触发电路,Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
8. 通用异步串行口(UART),还可使用定时器软件实现多个UART
9. 工作温度范围:-40~+85℃(工业级)/0~75℃(商业级)
2.1.2引脚功能
VCC：电源电压 
VSS：接地 
P0端口：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。
P1端口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。 
P2端口：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口
    P3端口;P3口是一组带有内部将用上拉电阻的8位双向I/O端口。P3.0 RXD（串行输入口） 
P3.1 TXD（串行输出口） 
P3.2 （外部中断0） 
P3.3 （外部中断1）
P3.4 T0（定时器0的外部输入） 
P3.5 T1（定时器1的外部输入） 
P3.6 （外部数据存储器写选通） 
P3.7 （外部数据存储器读选通） 
RST：复位输入。
ALE/：地址锁存允许
VPP：编程电源输入引脚
XTAL1：内部振荡器反相器输入端。
XTAL2：内部振荡器反相器输出端。

2.1.3外部中断
单片机正在主程序里永无止境的反复的时候，忽然出现了一个危急事件，程序就“飞”到了发生危急事件的地方执行，解决完危急事件后又自己“飞”回到主程序中继续执行。
中断允许寄存器IE
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
EA
--
ET2
ES
ET1
EX1
ET0
EX0

8051 系列单片机有 5 个事件可以中断单片机正在执行的主程序，分别是定时器/计数器T0 和 T1 计数容器溢出、外部引脚 P3.2 和 P3.3 上的信号以及串口通讯中断； 8052 系列单片机比 8051 单片机多一个引起中断的事情就是定时器 T2，中断允许寄存器 IE 就是用于设置单片机，当对应的事情发生时是否通知单片机的 CPU 中断当前执行的任务并“飞”出去做相应的处理的。下面分别介绍中断允许寄存器 IE 中各位的功能。
1、EX0
当 EX0=1时，允许ITNO申请中断；当 EX0=0时，禁止ITNO申请中断
2、ET0
当 ET0=1时，允许TO中断；当 ET0=0时，禁止TO中断
3、EX1
当 EX1=1时，允许INT1申请中断；当 EX1=0时，允许INT1申请中断
4、ET1
当 ET1=1时，允许T1中断；当 ET1=0时，禁止T1中断
5、ES
当 ES=1时，允许串行口中断；当 ES=0时，禁止T1中断
6、EA
EA =1称为COU开中断，将 EA 位设置成 0称为CPU关中断。
2.1.4、串口通信
一条信息的各位数据被逐位顺序传达的通信方法称为串行通信。根据信息的传送方向，串行通信能够进一步划分为单工、半双工和全双工 3 种。单工也就是只发不收，列如广播和收音机；半双工也称为都发都可以但是不能同时进行列如对讲机，全双工是收发都可以而且可以同时进行的列如手机。 8051 系列单片机有一个全双工串行口， 全双工的串行通信只须要一根输出线和输入线。
串行通信又分为异步通信和同步通信这两种方式。同步通信是按照软件识别同步字符来实现数据的发送和接收，异步通信是一种利用字符的再同步技术的通信方式。
8051 系列单片机串行 I/O 接口的工作原理就是： P0口作为I/O端口使用时，多路开关的控制信号为0，多路开关的控制信号同时与与门的一个输入端是相接的，我们知道与门的逻辑特点是“全1出1，有0出0”那么控制信号是0的话，这时与门输出的也是一个0，与让的输出是0，V1管就截止，在多路控制开关的控制信号是0时，多路开关是与锁存器的Q非端相接的。UART 是通用异步收发传输器。
SBUF是串口数据缓冲专用寄存器。串行口有两个在物理上独立的串行数据缓冲寄存器SBUF，两个缓冲寄存器共用一个地址99H。99H表示发送SBUF。串行接收时，CPU从SBUF读出数据，此时99H表示接收SBUF。串行接收时，CPU从SBUF读出数据，99H表示接收SBUF。发送缓冲寄存器SBUF只能写,不能读。若接收数据，只需要在串口中断标志位置位后，就可读取SBUF中的内容了。
SCON是串行口控制寄存器，它是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据的通信控制，单元地址是98H，其结构格式如下：
MSB LSB
SM0
SM1
SM2
REN
TB8
RB8
T1
R1
SN0和SM1是串行口工作方式控制位，SM0，SM1 工作方式对应4种工作方式，如下表，Fosc是晶体振荡器的频率。
SM0 SM1
工作方式
功能
波特率
0 0
0
8位同步移位寄存器
Fosc/12
0 1
1
10位UART
可变
1 0
2
11位UART
Fosc/6或Fosc/32
1 1
3
11位UART
可变

SM2仅用于方式2和方式3的多机通信控制位。在工作方式0中，SM2必须为0。在方式1中，若SM2=1，若RB8＝1，可引起串行接收中断；若RB8＝0，不引起串行接收中断。SM2＝0时，若RB8＝1，可引起串行接收中断；若RB8＝0，亦可引起串行接收中断。此功能可用于多处理机通信。
REN为串行接收允许位：0——禁止接收；1——允许接收。
TB8是工作方式2和3要发送的第9位数据。
RB8是工作方式2和3中接收到的第9位数据，这个数据来自TB8
TI 为发送中断标志位，发送前必须用软件清零，发送过程中TI保持零电平，发送完一帧数据后，由硬件自动置1。如要再发送，必须用软件再清零。
RI为接收中断标志位接收中断标志位。接收前，必须用软件清零，接收过程中RI保持零电平，接收完一帧数据后，由片内硬件自动置1。如要再接收，必须用软件再清零。
（1） 工作方式0
当设定SM1、SM0为00时，串口选择工作方式0，这叫做同步移位寄存器模式。数据由RXD引脚输入或输出，同步信号由TXD引脚输出。接收/发送的为8位数据，低位在前，帧格式如下：
…….. D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 …….
（2）工作方式1
当设定SM1、SM0为01时，串口选择工作方式1，方式1为数据传输率可变的8位异步通信方式，由TXD发 送，RXD接收，一帧数据为10位，1位起始位，8位数据位（低位在前）和1位停止位（高电平）。数据传输率取决于定时器1或2的溢出速率和数据传输率是否加倍的选择位SMOD。帧格式如下：
起始位0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位1
类似于工作方式0，发送过程是由执行任何一条以SBUF为目的的寄存器指令引起的。
（3） 方式 2 和方式 3
这两种方式都是 11 位异步接收/发送方式。方式 2 的数据传输率固定，只有两种选择，为振荡率的 1/64 或 1/32 ，可由 PCON 的最高位选择。方式 3 波特率同方式 1（定时器 1 作为波特率时钟发生器） 。方式 2 和方式 3 2类似，唯一的区别是方式3的数据传输率是可变的。而帧格式与方式2一样为11位一帧。所以方式3也适合于多机通信。

2.2ADC0832模数转换
2.2.1 ADC0832的概述
ADC0832 是美国半导体公司广泛应用的8位串行A/D转换器。DC0832是双通道输入，并且可以软件配置成单端或差分输入，其串行输出可以方便的和标准的移位寄存器及微处理器接口。以下介绍ADC0832的引脚及功能。芯片如图2.2.1所示。

图 2.2.1 ADC0832的引脚
2.2.2、ADC0832特点： 
1、8位分辨率；
2、双通道A/D转换； 
3、输入输出完全兼容TTL和CMOS电路；
4、5V供电时输入范围：0～5V； 
5、全部非校准误差：±1LSB；
6、一般功耗仅为15mW； 
7、转换时间：Flock=250KHz时为32us； 
8、工作温度范围：0℃到70℃；

芯片接口说明： 
（1）CS_：片选，低电平有效。 
（2）CH0：模拟输入通端，有4种工作方式。
（4）VSS：接地。 
（5）DI：输入命令使用。
（6）DO：输出AD转换结果。
（7）CLK：芯片时钟输入。 
（8）Vcc/REF：电源及参考电压输入。
2.2.3、ADC0832控制原理
与单片机链接示意图：

图2.2.3单片机链接示意图
ADC0832采用8位串行A/D转换器，通过它对输出电压进行测量并输出数据到控制器件，控制器件再根据测量数据和设定的输出电压值进行调控使输出电压稳定于设定值。
正常情况下 ADC0832 与单片机的接口是 CS、CLK、DO、DI4条数据线。如果DO 和 DI 并联在一根数据线上使用，那么 DO 端与 DI 端在通信时没有同时有效并与单片机的接口是双向的。
ADCO832有2个模拟输入通道，CH0为模拟输入通道0，CH1为模拟输入通道1，由DI端选择输入通道，但要进行A/D转换时，片选信号CS必须置为低电平，并且保持低电平转换完全结束。同时单片机向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲。

图2.24 ADC0832Timing
作为单通道模拟信号输入时ADC0832 的输入电压是0~5V， 8 位分辨率时的电压精度为5/256=19.53mV。
2.3 MAX1501
2.3.1　MAX1501简介
　　MAXIM公司的MAX1501是一种全新的温度调节线性充电器，其采用16引脚TQFN封装，可为锂离子、镍镉、镍氢电池进行充电.MAX1501的特点及其引脚功能。它具有如下特点：
　1.单独运行或由微处理器控制的线性充电方案；
　 2. 电池电压下降4v以下后自动启动充电；
3. 薄型QFN封装的多化学类型充电器；
4. 输入大于6.5v时充电停止；
5. 集成了PMOSFET.反向阻断二极管和检测电流电阻6. 无电池时仍然保持稳定输出；；
7. 电流检测监视器输出。

图2.3.1 MAX1501封装图

2.3.2　MAX1501引脚功能
INP：高电流充电输入；
IN: 低电流充电输入；
GND： 地.连接外部开关到地；
VL： 线性输出调整器；
SETI：电流传感跨导放大输出；
TMAX： 输入最大充电时间选择；
IC： MAX1501Z的内部连接.随浮动；
FULLI： 最大关闭电流选择输入；
TEMP：衰耗温度选择输入；
MODE: 模式选择输入；
CHGBN: 充电启动输入；
ACOK: 输入电压范围指示器；
BATT: 电池连接口；
SELV: 电池电压选择输入；
2.3.3　锂离子电池充电器的应用
MAX1501的最典型的使用是可以用10%的迅速充电电流对锂离子电池实施预充电，使用一个软启动系统一直扩大充电电流。以每20ms扩大10%直至电压达到2.8V，当电池电压到达规格电压4.1V/4.2V时进入常压状态并且减弱充电电流。要使MAX1501远离过热，就要减少输入电流并且在SETI与地之间设置一个晶体管来控制快速充电电流，温度调节电路调节MAX1501的温度。当到达顶端关断电流的关断值时RLED脚作用一个高阻抗进入低维护状态。 当电池电压低于95%时， SELV可以自动进行在充电。

图2.3.3 基于MAX1501的锂离子电池充电器电路图
（1）设置充电电流
设定电阻充电电流根据下列公式
RSETL=1000*(1.4V/IBATI)
如果VSBTL=1.4V,电流控制回路控制电流充电。如果VSETL<1.4V,其他的两种控制不是电压控制回路就是温度调节控制回路在运行，用监视器VSBL和下列公式测量标准的充电电流。
VSBTL=(ISBTL/1000)*RSBTI
2.8K的电阻连接到SETL用来设置充电电流到500mA基于UP的锂电池充电，将CHGEN打到低档来控制电池充电，为了能检测到输入的存在将CHGEN打到高档使电池不可以继续充电，并且将100KR的上拉电阻从ACOK连接到逻辑UP的输入电压，逻辑输入电压一定要小于5.5v。
（2）设置电容
　　为了取得适合的稳定性，可以用一个陶瓷电容最经常使用10uF 5R陶瓷电容来连接BATT到GND。将IN和INP连接起来并且到GND用1uF的陶瓷电容。由于过高输入电压或过高充电电流，可已使用更大的输入路径电容来减弱噪声。
　　（3）设置温度调节
　　在逻辑输入条件下设置规则的死机温度，MAX1501经过减弱充电电流来控制由TEMP设定的死机温度值。MAX1501运行正常，温度环路不会显现特别情况。TEMP允许在提供过多的能量丢失的保护的前提下将充电电流扩大到最大限度。
（4）设置充电时间
　　在TMAX逻辑输入要求下配置最大充电时间。TMAX约束充电周期用来维护电池充电过长。将TMAX与GND连接起来可将最长充电时间配置为三小时。将TMAX悬空可将最大充电时间设置为4.5小时。将TMAX和VL连接起来可将最长充电时间设置为6小时。
　　（5）综述讨论
　　MAX1501和一个微处理器相联合进而决定它有较好的充电方案独用的热调节电路用来控制电路节点温度，当迅速充电或当环境温度较高的时候保证最大充电电流不会毁坏充电器，在无电池的状态下MAX1501供给可调节的输出电压，在准许电池充电的状态下这个配置有比较高的适当性, 安全时间内可以供给一个可调节的迅速充电电流,顶端关断电流,而且有热量方嵌条调整点.其它特征包括输入电量检查ACOK并且有输入低的过压维护和规定了较低的控制输入.MAX1501能够接收一个4.5V到13V的电压供电.但是当输入电压超过6.5伏时为了预防过多的能量损耗MAX1501充电停止，MAX1501扩展了温度范畴(-40°C to +85°C)并且体积也减小了.
2.4 LCD1602液晶
2.4.1 LCD1602的概述
液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。

图2.4.1 LCD1602
2.4.2 LCD1602的操作时序

图2.4.2 写操作时序图
2.4.3 LCD1602的基本命令
1、 RAM地址映射图

LCD16字X2行

00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
0A
0B
0C
0D
0E
0F
10
..
27
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
4A
4B
4C
4D
4E
4F
50
..
67

2、 指令码

序号
指令
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清显示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光标返回
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
置输入模式
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
S
4
显示开/关控制
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光标或字符移位
0
0
0
0
0
1
S/C
R/L
*
*
6
置功能
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
置字符发生存储器地址
0
0
0
1
字符发生存储器地址
8
置数据存储器地址
0
0
1
显示数据存储器地址
9
读忙标志或地址
0
1
BF
计数器地址
10
写数到(CGRAM或DDRAM)
1
0
要写的数据内容
11
从CGRAM或DDRAM读数
1
1
读出的数据内容

指令1：清除液晶显示器，光标撤回液晶显示屏的左上方。
指令2：光标复位，光标撤回液晶显示屏的左上方。
指令3：设定每次定入1位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动
指令4：控制显示器开/关光标显示/关闭以及光标是否闪烁
指令5：光使光标移位或使整个显示屏幕移位
指令6：设定数据总线位数、显示的行数及字型
指令7：设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。
指令8：设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。
指令9：读取忙信号或AC地址指令。
指令10：数据写入DDRAM或CGRAM指令。
指令11：读取DDRAM或CGRAM中的内容。

第三章、硬件电路的设计及其原理
智能充电器硬件的设计有单片机电路、充电控制电路、电压转换电路等。单片机电路充电控制实现充电器的智能化控制，比如自动识别电池，充电完成报警。主要由AT89S52芯片和MAX1501芯片完成；充电控制控制部分由MAX1501芯片。
3.1最小系统的原理图
单片机最小系统由电源供电电路，时钟电路，复位电路和STC89c52单片机组成。

图3.1最小系统的原理图
复位电路：无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
上电复位电路中，利用电容充电来实现复位。在电源接通瞬间，RST引脚上的电位是高电平，电源接通后对电容进行快速充电，随着充电的进行，RST引脚上的电位也会逐渐下降为低电平。只要保证RST引脚上高电平出现的时间大于两个机器周期，便可以实现正常复位。
按键复位电路中，当按键没有按下时，电路同上电复位电路。如在单片机运行过程中，按下RESET键，已经充好电的电容会快速通过200Ω电阻的回路放电，从而使得RST引脚上的电位快速变为高电平，此高电平会维持到按键释放，从而满足单片机复位的条件实现按键复位。按键手动复位电路见下图3.1.1。时钟频率用12MHZ时C取10uF,R取10kΩ。

图3.1.1 按键手动复位电路图
时钟电路：STC89C52RC单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。C1、C2电容的作用的是稳定频率和快速起振，其值为5~30pF，在此选择30pF；晶振X1的振荡频率范围在3.5~33MHz之间选择，因为需要使用串通讯涉及波特率，所以在此选择12MHZ.

图3.1.2振荡电路

3.2 报警电路的设计
蜂鸣器的正极接电源正极，根据单片机的电流特性，不足以直接驱动蜂鸣器。P20为高电平时基极与集电极之间反向偏置，不导通；反之正向偏置，导通。电路工作，蜂鸣器工作，单片机只需要吸收娇小的输入电流。

图3.2 报警电路的设计

3.3 ADC0832电路设计
模拟SPI串口将采集B点的电压，将模拟信号转换为数字量。

图3.3 ADC0832电路设计
3.4 MAX1501应用电路设计
因为锂离子电池有很多优点和市场前景，在使用过程中要防止出现过充电和过放电的现象。锂离子电池的充电过程如图3.4所示，在一个充电周期内，锂电池在充电开始之前需要检查电池的电压和温度，判断是否可充电，如果电池电压超出2.5到4.2V，或超过温度2.5℃到50℃，则不允许充电。在电池处于深放电的状态下，一定要求充电器具备预充过程，使电池满足迅速充电的条件，然后依据电池厂商举荐的迅速充电速度对电池实施恒流充电，电池电压慢慢上升；一旦电池电压到达所设定的终止电压，恒流充电中断，充电电流迅速缩减，充电进入满充过程；在满充过程中，充电电流渐渐减弱，一直到满充时间超时，转入顶端中断充电；顶端中断充电时，充电器以微小的充电电流为电池补充能量；顶端中断充电一段时间后，停止充电。

图3.4锂离子电池的充电过程图
MAX1501的最特别的应用是能够用10%的迅速充电电流对锂离子电池实施预充电，用一个软启动系统一直添加充电电流。以每20ms添加10%直到电压达到2.8V，当电池电压到达规格电压4.1V/4.2V时进入常压状态并且减少充电电流。在SETI与地之间设置一个晶体管来限制迅速充电电流，而且通过缩小输入电流使MAX1501远隔过热，温度调节电路调节MAX1501的温度。当到达顶端关断电流的关断值时RLED脚作用一个高阻抗进入低维护状态。 当电池电压低与95%时，通过设置SELV可以自动进行在充电。电池接反是黄色led灯亮。

图3.4.1 MAX1501电路设计图

第四章、程序设计
充电器的充电过程主要由单片机通过Max1501控制,当其完成充电时,电压采集信号将采集到的电压值发送给单片机，这时候由单片机控制中断充电电路。
程序流程图如图4：
开始

检测电池电压

选择充电方式

MAX1501充电管理

是否充满

否

是

结束

图4 程序流程图
总结与展望
起初，经过本次毕业设计，确确实实提高了我单独考虑问题的能力和克服查资料时的枯燥不良情绪。与此同时，也加深了我对于单片机的了解，也在以后的学习过程中消灭了一些障碍。在准备毕业设计的过程中，我熟悉了单片机的设计流程，也熟悉了该怎么写论文，有了这方面知识的增强，在以后的学习过程中，相信我不会大意，一定会好好完成单片机的设计。
随着当今社会科技的迅速发展，电池产业的也是突飞猛进，电子产业已经渗透到各个领域，就像我们平时使用的遥控器到笔记本电脑，处处都有电池的身影，电池在这些电子产品中就像植物中的绿叶似的，光合作用，之后产生能量，如果没有绿叶，植物就不能生存，同样的道理，没有电池提供电能，所有电子产品就会变成一堆垃圾。我选择这个题目，感觉有与时俱进的意义。
最近一段时间，锂离子电池变成了电池技术领域里的一匹黑马。锂离子电池与一般的镍氢电池相比较而言具有很高的容量。而锂离子电池几乎没有"记忆效应",但是过度的充放电会对电池的寿命造成损坏。本设计就迎合了锂离子一些特点。这次毕业设计的题目是基于51单片机的智能充电器的设计，从中可以看出主要器件是51单片机，其中51单片机在此设计中起到的是控制充电器的过程，顾名思义，控制过程是全面的，并不是单纯得控制我们所想到的充电，断电过程，而是更加高效、安全、细分化的充电过程，本次设计所实现的充电过程是：预充、快充、满充、断电、报警等过程，这样就会高效的充电，并且充电过程中不会发生过度充电的结果，影响锂离子电池的寿命。
由于本人的能力有限，在编程过程中遇到了很多弯路，而且有时把一些本来很简单的问题复杂放大化了，最终在一些同学的帮助下，完成了编程。

致谢
如果没有指导老师的督促指导和一起相处2年的舍友的支持下,我想我自己一个人想要完成这个设计是很困难的。
在设计的过程中,得到了舍友们的帮助,使我可以顺利完成这次毕业设计。还有老师在一旁的鼓励和讲解也是我可以完成这次设计所必不可少的。从课题的选择到实物的完成,舍友和老师都给予我很多支持。如果没有老师一旁的指导,我恐怕连毕业都是一件困难的事,也让我对老师的专业水平有了很高的敬意。如果没有老师的帮助我就不会完成这次设计。在设计快要完成的时候,我的心情是复杂的,这个设计不仅仅意味着完成,另一方面也要结束了我的在校学习生活。

附录一：系统原理图

附录二：参考文献
[1]刘义,苏州大学硕士论文

[2]马明,华北电力大学硕士论文

[3]刘雪雪,现代电子技术,2010

[4]杜洋,电子制作,2006

[5]洪基明,数字电路与模拟电路应用.上海:上海大学出版社2006

[6]李金群,机电信息,2010

[7] ATmega.ATmega8L-8AC,2006,(01);

[8]王颖,电脑学习,2007

[9] Wireless World,1998,vol、84,No、1509,p69;

附录三：参考程序
#include

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define LCD1602_dat P0

sbit ADC0832_CS=P1^5;
sbit ADC0832_CLK=P1^7;
sbit ADC0832_DIO=P1^6;

sbit LCD1602_rs=P2^5;
sbit LCD1602_rw=P2^6;
sbit LCD1602_e=P2^7;

sbit Mode=P3^3;
sbit Chgen=P3^4;
sbit Acok=P3^5;
sbit Gled=P3^6;
sbit Rled=P3^7;

sbit led_1=P1^0;
sbit led_2=P1^1;
sbit beep=P1^4;
sbit alarm_1=P2^0;

uint shu1;

uchar state,ms,shu,shu2,shu2_as,time,zt;

bit beep1;

void delay(uint T)
{
while(T--);
}

void LCD1602_write(uchar orde