1、 密级： NANCHANG UNIVERSITY 学 士 学 位 论 文（设 计） THESIS OF BACHELOR （ 2011 2015 年） 中文题目 : 电动车智能充电器的设计与制作 英文题目： The design and manufacture of electric smart charger 学 院： 南昌大学共青学院 系 别： 电子信息工程 专业班级： 11 级电子信息工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 二 一 五 年 六 月 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 原创性声明 学士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成
2、果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 本人签名： 日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密。 （请在以上相应方框内打“”） 作
3、者签名：日期： 导师签名：日期：南昌大学共青学院毕业设计（论文） 摘要 I 摘 要 随着全球变暖，能源一天天紧张和空气严重污染，电动车成为一种新的代步工具越来越受欢迎，以其绿色环保，交通便捷，价格低廉等优势占领各大市场，基本每家每户都有一辆电动车。电动车充电器作为衡量一部优劣电动车的重要依据，也是顾客考虑消费的重要参数之一，普通的电动车充电器寿命短，充电慢，发生大量的硫化反应，产生大量的析气。充电不均衡，因此让充电器的寿命大大简短，使电动车的电力越来越少，根本不足以满足我们的日常交通需求。所以，我们开始寻求一种电动车智能充电器，根据普通的电动车充电器的缺点进行了相应的改正，本次设计采用了两 种
4、芯片，一种是 AT89C52，另一种是 LM331，之后应用所学的单片机知识和 C 语言知识共同设计出这款新型的智能充电器，采用电流型的控制方案，使其均衡充电，不影响充电器和电动车的寿命。利用创新的集成电路把控制芯片和大功率管集成在一起。主要用模拟智能充电器的各种输入信号完成该系统的硬件部分， C 语言用来编程完成其软件部分，总体来说，该设计是基于 C 语言和单片机的智能设计。 关键词： AT89C52； LM331；单片机； C 语言；充电器；电池寿命 南昌大学共青学院毕业设计（论文） ABSTRACT II ABSTRACT As global warming and energy gre
5、w tense and serious air pollution, electric vehicles become a new kind of transportation has become more and more popular, with its green environmental protection, the transportation is convenient, the price is low wait for an advantage to capture each big market, every household has a basic electri
6、c vehicles.Electric car charger as a important basis of quality electric cars is also one of the important parameters of customers consider consumption, general electric car charger is shorter, charging slow, lots of vulcanization reaction, to produce large amounts of gas.Charge imbalance, so let th
7、e life of the charger short greatly, make the vehicles less and less, to satisfy our daily traffic demand.So, we start to look for an intelligent electric car chargers, according to the shortcomings of the ordinary electric car charger for the corresponding correction, this design USES two kinds of
8、chips, one kind is AT89C52, the other is a LM331, learned after the application of single chip microcomputer and the C language knowledge to design a new type of intelligent charger, using current mode control scheme, make its equalizing charge, do not affect the service life of the charger and elec
9、tric vehicles.Using the innovation of integrated circuit to control chip with high power tube integration.Mainly use simulation of the intelligent charger all kinds of hardware parts to complete the system of the input signal, the C language programming to complete the software part, in general, the
10、 design is based on C language and single chip microcomputer intelligent design. Key words:AT89C52;LM331;Single chip microcomputer;The C language； The charger； Battery life 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 目录 III 目录 摘要 .I ABSTRACT. II 前言 . 3 第一章绪论 . 3 1.1 课题背景 . 3 1.2 课题研究的目的和意义 . 3 1.3 电动车智能充电器 的任务与要求 . 4 第二章电动车智能
11、充电器的方案设计 . 5 2.1 电动车智能充电器的 工作原理 . 5 2.2 方案概述 . 5 2.2.1 方案比较 . 5 2.2.2 方案论证 . 6 2.2.3 方案选择 . 6 2.3 主要芯片介绍 . 6 2.3.1 主芯片 AT89C52 单片机 . 6 2.3.2 LM331 芯片介绍 . 8 第三章电动车智能充电器的 硬件系统设计 . 10 3.1 电动车智能充电器的设计与制作系统框架 . 10 3.2 单片 机最小系统电路 . 11 3.6 AD 转换电路 . 15 第四章电动车智能充电器的软件系统设计 . 16 4.1 软件设计总流程 . 16 4.2 显示程序 . 16
12、 4.3 计数程序 . 17 第五章调试 . 19 5.1 调试结果分析 . 19 5.2 电路出现的问题及解决方法 . 19 总结 . 20 参考文献 . 21 致谢 . 22 附录 A：程序 . 23 附录 B：电动车智能充电器的系统原理图 . 26 前 言 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 前言 在 21 世纪这个年代，我们的科技日益跟新，但是我们的环境越来越糟糕。我们越来越追求绿色和环保，电动车因为其价格亲民，舒适方便，操作简单，出行安全，最重要的是绿色环保等多方面优点，电动车渐渐地取代了各地城市的摩托车，已经在全国各大城市普及。越来越多的电动车品牌展露头角，成文新一代的时尚，但是电动
13、车技术已经达到成熟的阶段，在技术上已经很难达到创新和进步，只能在电动车充电器做到改善，达到对电动车铅蓄电池的无损充电，具有一定的广泛性和智能性。虽然看起来很简单，但是要做到完完全全的智能，要求充电器具有自动检测功能，可以自觉探 测电动车蓄电池的类型，比如 50V 蓄电池，68V 蓄电池等。也要专门针对探测到的电动车蓄电池的电压类型，提供分档式智能充电，液晶显示功能。拥有电池识别，电压检测，充电闭环控制能力，还需要具有铅蓄电池充电的修复功能。这么一个简简单单的产品，却要经历方方面面才能实现一个电动车智能充电器。 通过 这次 毕业设计， 我参考了很多资料，包括英文资料，让我 对英文资料 有了更好的
14、理解能力 ，更加深入 地 了解 到了 单片机 的 应用，同时也是对嵌入式应用的一个过渡，增加了自己不少的信心， 当我决定做电动车智能充电器的时候，我病不清楚自己可不可以做出 来，但是我心想，只要我肯付出汗水，就一定会得到意想不到的结果，那些 困难， 仅仅 只是 对 一个 没有行动都没有信心完成的人来说，从小老师家长就教育我 ， 不要怕失败 ， 就怕不努力，一次一次的失败，最后一定会成功。 南昌大学共青毕业设计（论文） 第一章绪论 第一章 绪论 1.1 课题背景 在这个电子技术高速发展的年代，电子产品已经离不开我们的生活，随着科技的发展，电子产品越来越多，应用也相当广泛，衣食住行面面俱到，可是，
15、这些电子产品都有一个共同的特点，他们都需要电池充电，在改善电子产品的同时，充电器的要求也越来越高。所有的电子产品都逐一智能化，电源也得智能化也新恒伟一种时尚。充电器的智能化只要表现在对电池的充电算法和对环境的自适性方面现代科技越来越先进。笔记本电脑，手机，数码相机，电动小汽车等都使用蓄电池作为电源，他们的应用相当广泛。然而普通的蓄电池，只能使用专门的充电器。这些充电器充电时间 长，充电容量越来越小，而且无法判断充电的电量和剩余充电的时间。用起来很不方便和智能。所以充电技术越来越得到人们的重视，而手机，电脑笔记本和数码相机都解决了某些问题，而电动车充电器却没有什么进展，电池损害大，用的就得也要一
16、年就换一个，寿命很短，浪费我们的资源和金钱，如果能设计出一个充电电流均衡无损耗，充电时间短且有显示充的电量和剩余的时间，也就是高性能，小尺寸，重量轻才能满足人类的需求，让我们的生活更加便捷。 1.2 课题研究的目的和意义 随着经济的不断发展，人们的环保意识也在不断的增强，再加上，是有的匮乏，汽油的价格也不断往上窜，所以，任命更多的选择了电动车出行，电动车不仅价格便宜，而且使用起来安全更方便，更重要特别环保，但是不同的是电动车其蓄电池寿命也不一样，我们研究的目的就是希望找到一个既方便又蓄电池寿命长的电动车充电方案，为此，我们针对电动车智能充电器展开设计，为我们接下来的生活带去更多的便捷。我也希望
17、通过这次的论文题目，更好的增强自己的实践动手能力，用实践和理论相结合，更好的理解我们所学的知识，所有的知识要运用过才是我们自己的，我相信，我的这次设计将给充电器带来新的研究方案，突破自己，突破科技。 南昌大学共青毕业设计（论文） 第一章绪论 1.3 电动车智能充电器 的任务与要求 以对电动车蓄电池充电为目的，研究采用一种单片机智能控制方案实现对电动车铅蓄电池的无损充电，要求设计并制作出充电器实物模型。使充电器具有电动车蓄电池充电的能力，要求充电器具有一定的智能性和普适性。 性能参数：（ 1） 、充电器具有自动监测功能，能够自动识别电动车蓄电池的电压类型，例如 48V 蓄电池、 60V 蓄电池
18、、 64V 蓄电池等。 （ 2）、针对自动识别的蓄电池的电压类型，提供分档式智能充电，液晶显示。 （ 3）、无损充电主要体现在自动分档式恒流充电 ，其中有涓流充电能力。 （ 4）、具有电池温度检测、电压监测充电闭环控制功能。 （ 5）、发挥部分：具有铅蓄电池充电修复功能。 图 1.3 设计示意图 液晶显示 单片机系统 电压，温度检测 恒流控制 铅蓄电池 南昌 大学共青学院毕业设计（论文） 第二章电动车智能 充电器的方案设计 第二章 电动车智能充电器的方案设计 2.1 电动车智能充电器的 工作原理 在现在这个年代，电动车一般会用酸蓄电池作为充电器，因为酸蓄电池有很多独特的优点。首先就是它的充电容
19、量大，作为一个电动车充电器，每天要跑足够的远，所以电量大是必备的，越多的电量电动车跑的更远，一方面也考虑到价格，成本肯定是一个设计要考虑的问题，蓄电池充电器价格也相对低廉，同时也无记忆效应，让每次充电都不互相影响。但是也有一些缺点，蓄电池不能郭飞的充电，不然会造成蓄电池一定的损坏，也不能放电过度，同样也会是蓄电池遭到损坏，因为其体积大，质量重，所以写到有点不太方便，不过电动车本来就是携带重量的，所以这个问题不是 什么问题。蓄电池的充电过程分为四个阶段。第一个阶段是涓流充电，铅蓄电池在充电开始的时期电流比较大，此时属于深度放电，特别容易产生热能，过高的温度温度直接影响到蓄电池充电的质量，所以此时
20、就该使用微处理器来检测铅酸蓄电池的电压，然后输出稳定的小电流涓流快速稳定的充电。其二是快速充电电流，电压直线上升，达到一个电压值的时候，就进入了第三个阶段的充电过程 均充阶段，这是有一个稳定的电压，它可使电池容量渐渐地恢复到一开始的状态，此时电流慢慢降低，当降到一个值得时候，则充电进入了泛充电阶段，此阶段的作用是用来补充蓄电池 前面充电过程所小号的能量，然后充电整个过程就结束了，这就是电动车充电器的原理。 2.2 方案概述 2.2.1 方案比较 表 2.1 MP3 方案的比较 单片机 AD 转换芯 片 变压器 显示器 方案一 AT89C51 AD0804 2 个 LDD数码管 方 AT89C5
21、2 LM331 2 个 LDD数码管 南昌 大学共青学院毕业设计（论文） 第二章电动车智能 充电器的方案设计 案二 2.2.2 方案论证 表 2.2 MP3 方案的认证 开发 难度 稳定性 芯片 数量 材料 可否买 价钱 综合 评价 方案一 一般 稳定性 一般 2 易买 高 9 方案二 简单 稳定性 一般 2 易买 低 10 2.2.3 方案选择 综上图表所述，显而易见，考虑到开发难度以及开发成本两个大方面来看，方案二是特别好的一个方案，具有开发难度简单。稳定性能好，采用的芯片也不多，而且材料市面上也方便购买，价格低廉。而另外一个方案，主要是开发难度比较难，而且开发成本比较高，所以综合考虑，我选择了方案二。 2.3 主要芯片介绍 2.3.1 主芯片 AT89C52 单片机 图 2.3.1 AT89C52SND1 引脚图
