智能锂电池充电器设计——毕业设计.doc

［摘 要］ 充电器已经在我们的日常生活中普遍应用，随着移动设备的发展，可充

电电池已经成为移动设备电源的必要器件，相配套的充电器和可对多种电池充电的充电

器的市场需求量也逐渐上升。本次设计采用 MAX1898 作为智能充电芯片，通过单片机控

制可以实现预充，快速充电，恒压充电以及蜂鸣报警等智能化充电过程。另外还可以监

控充电过程中的各个状态。实现电路电路简单，成本较低，而且充电效果很好，包括安

全性高，耗时短，对电池损坏小，满足一般用户的要求。

［关键词］充电器；智能；单片机；MAX1898

Design of Smart li-ion Battery Charger

Automation Specialty ZHANG Yu-kun

charging.Realizing circuits is simp, low cost, and charging effect is very good, including high

security,little time-consuming , meet the requirements of general users.

Keywords：The charger;intelligent；Single chip microcomputer；MAX1898

目 录

1 引言 ....................................................................3

2 方案设计和论证 ..........................................................3

2.1 设计任务及要求.....................................................3

2.2 方案设计与论证.....................................................4

2.2.1 充电控制芯片的选择 ...........................................4

2.2.2 电池充电芯片的选择 ...........................................5

4.1 单元电路设计......................................................11

4.1.1 单片机模块电路 ..............................................11

4.1.2 充电器充电控制电路设计 ......................................12

4.2 总电路设计........................................................12

5 系统程序设计............................................................13

5.1 程序设计概述......................................................13

5.2 程序流程图........................................................14

6 系统硬件设计和调试 .....................................................17

6.1 电路图设计介绍....................................................17

6.2 硬件电路制作......................................................18

随着社会信息化过程的快速发展对电力、信息系统的安全稳定高效运行提出了更高

的要求。在人们的生产及生活当中，对各种电气、电子设备的应用也越来越广泛，而且

与人们的工作、生活的关系越来越密切，越来越多的工业生产、控制、信息等重要数据

都需要由电子信息系统来处理和存储。而各种电力设备都离不开可靠的电源，因为假若

在工作中间电源中断，人们的生产和生活都会造成无法预估的耽误。

对于由交流供电的用电设备，为了避免出现不可预估的情况，必须出现一种电源系

统，它能直接地为人们的生产和生活提供以安全和操作为目的可靠的备用电源。为此，

以安全和操作为目的的备用电源设备上都使用充电电池。这样，即使电力网停电，也可

利用由充电电池构成的安全和操作备用电源，从容地采用其他应急手段，避免重大损失

的发生。而对于采用充电电池供电的用电设备，从生产、信息、供电安全角度来说，充

其性能的优劣直接关系到整个用电系统的安全性和可靠性指标。

本文提出一种结合智能充电芯片 MAX1898 和单片 STC89C52 的充电器软硬件设计方

案。MAX1898 功能十分强大，内部电路包括输入电流调节器、电压检测器、充电电流检

测器和主控器。它与单片机强大的控制功能配合使用，使得手机电池充电器更加智能化，

通过改良外围电路可以大大减小手机电池充电器的体积，使之携带更加方便。因此该设

计方法将在高端手机充电器技术领域占领一席之地，并且引导现有手机充电器的发展趋

势。

2 方案设计和论证

2.1 设计任务及要求

要实现智能化充电器，需要从以下两个方面入手。

(2)智能化的实现。单片机调入到充电器电路的控制中。

主要要求是：

（4）充电过程中需要及时的切换恒压充电和恒流充电。

（5）通过 LED 指示灯实时的显示出充电状态。

（6）锂离子电池的充电电压必须严格保持在 4.2±0.0005V 范围内。

（7）充电速率通常限制在 1C 以下，充电电压不超过 4.5V。

2.2 方案设计与论证

2.2.1 充电控制芯片的选择

随着科学技术的飞速发展，市场上出现了大量的微控制芯片。单片机作为微型计算

机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列

的近千个机种。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着 CMOS

化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。随

着集成度的不断提高，有可能把众多的各种处围功能器件集成在片内。除了一般必须具

（1）有优异的性能价格比。

（2）集成度高、体积小、有很高的可靠性。

（3）控制功能强。

（4）低功耗、低电压，便于生产便携式产品。

（5）外部总线增加了 IC 等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。

单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。

所以本设计选用美国 Intel 公司推出的 51 系列单片微控制处理器作为控制芯片。

其中 STC89C52 具有很强的代表性。

2.2.2 电池充电芯片的选择

的充电芯片时，有以下参考标准：

充电方式：是快充、慢充还是可控充电过程。

本设计主要利用 51 单片机实现手机单节锂离子（Li+）电池智能充电器，要求充电

快速且具有优良的电池保护能力。通过查阅相关资料了解到智能锂电池充电控制芯片

MAX1898 的内部电路包括输入电流调节器、电压检测器、充电电流检测器和主控器，输

锂电池智能充电器的设计。

3 硬件电路介绍

3.1 主控制芯片 STC89C52 介绍

本设计的单片机芯片选用 STC89C52。它是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，

片内含 8 KB 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器（ROM）和 256 B 的随机存取数据存

储器（RAM），器件采用高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，

片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元。其有 40 个引脚，32 个外部双向输入/输

出（I/O）端口，同时内含 2 个外中断口，3 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行

通信口，2 个读写口线，STC89C52 可以按照常规方法进行编程,支持在线编程)。

STC89C52 特点如下：