基于單片機的智能充電器設計

圖4所示是該充電器的主控電路。圖4中的CCS，DCS，VS-BAT分別是用于采集電池充電電流，放電電流，充電電壓的端口，它們經(jīng)過濾波放大后和P87LPC767的AD轉換腳相連接，并經(jīng)過轉換判斷電池的充放電狀態(tài)后，可對電池的充放電作出相應的控制，這些判斷和控制都是由軟件來完成的。主要是通過采集充電電路中的LED1～LED3等三個輸出口的電平高低，并根據(jù)它們的高低電平狀態(tài)組合控制電池的充電狀態(tài)。SMBC和SMBD是P87LPC767和智能電池之間虛擬的異步串行通訊總線的時鐘線和數(shù)據(jù)線，P87LPC767的內部定時器2可提供模擬異步串行通訊總線的控制時鐘。E-CHG是充電控制使能端口，可在滿足充電條件并設定充電方式后置其為高電平，以啟動充電電路對電池的充電，反之，當出現(xiàn)過溫、過電流、過電壓、充電故障或充電滿狀態(tài)時，該端為低電平，以關斷充電電路。E-DSG是放電使能控制端口，當檢測到鎳鉻電池沒有放電完畢時，P87LPC767就把E-DSG置為高電平，啟動放電電路對鎳鉻電池進行放電，直到放電完畢，則把其置為低電平，關閉放電電路并對鎳鉻電池進行充電。SDA和SCL是P87LPC767的異步串行通訊總線的數(shù)據(jù)線和時鐘線，它們和顯示電路中P87LPC764的SDA和SCL相連接，以使P87LPC767作為從機和P87LPC764進行通訊，從而把電池的各種信息(結構參數(shù)和實時參數(shù))傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/P87LPC764">P87LPC764上，再由液晶顯示器進行顯示。兩個跳線是P87LPC767作為從機和P87LPC764進行通訊時的地址選擇信號，它們可連接或斷開輸入到端口的信號，它們的組合狀態(tài)00，01，10，11分別代表從機的地址00，01，10，11，以便主機和從機通訊時發(fā)出地址信號，之后從機通過查詢作出回應，并向主機發(fā)送信息。

1.3 智能充電器的信息顯示

以P87LPC764為核心構成的信息顯示模塊可通過I2C總線與4路充電管理部分的P87LPC767進行通訊(每個P87LPC764與4個P87LPC767接口，每一套電路負責一組電池的充電管理)。當系統(tǒng)采集到電池的實時參數(shù)和結構參數(shù)后，即可通過LCD進行中文模式的信息顯示(要顯示的漢字和字符字庫存儲在24C16中，P87LPC764通過I2C總線對其進行調用)；同時利用P87LPC764的TXD、RXD口線提供給RS232接口，從而完成與PC管理計算機的相連，最終完成對電池的集散式管理。

2 智能充電器的軟件設計

圖5是該智能管理系統(tǒng)的程序流程圖。該系統(tǒng)除了完成充放電控制外，還提供過流保護、過壓保護、過溫保護、蜂鳴報警等功能。

程序開始執(zhí)行后，首先進行初始化并檢測電池電壓、電流、溫度等信息是否正常。如正常則進入下一步，否則報警并關閉電路。如果電池電壓在充電終止電壓和放電終止電壓之間，說明電池既可充電也可放電。此時電路將判斷接上充電機還是接上負載，以進行相應的充電和放電。如果兩者都沒有接，則循環(huán)檢測過程。若電池電壓已經(jīng)到達充電終止電壓，則等待負載的接入進行放電；同樣若電池電壓己經(jīng)達到放電終止電壓，則等待充電機的接入以進行充電。

在整個過程中，該電路將始終實時檢測電池信息，若有異常情況發(fā)生，則立即利用中斷信號終止正在進行的充電或者放電過程，關斷充放電回路，同時進行報警并提示報警原因。

3 結束語

該智能電池充電器能有效地解決電池和充電器的兼容問題，從而避免了因電池化學特性不同而給電池充電造成的各種麻煩。另外，除了對電池電壓的檢測外，為了更好的保護電池，該充電器充電時還可對電池的溫度及充電時間進行監(jiān)測以作為輔助或后備保護方案。


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