王涉 周士贻 叶汉霆
（重庆大学 重庆 400030）
摘要：随着蓄电池的使用越来越广泛，对蓄电池的充/放电装置要求也越来越严格。充电时不允许欠充电和过充电，放电时不允许过放电，如果使用不当将大大缩短蓄电池的寿命。因此对蓄电池充/放电装置技术的研究成了蓄电池研究的关键技术。
本次设计了一种基于STC12C5408AD单片机的智能充/放电装置的硬件电路。在设计过程中，按照最佳充电曲线设计出一款能够对蓄电池的电流，电压进行实时监控，并能显示蓄电池电量的智能充/放电装置。
关键词：单片机 智能 蓄电池
引言
本设计充电过程可进行精确监控以缩短充电时间，达到最大的电池容量，并防止电池损坏。因此，智能型充电电路通常包括了恒流／恒压控制环路、电池电压监测电路、电池温度检测电路、外部显示电路(LED或LCD显示)等基本单元。其框图如图3-1所示。
图3-2 电源部分电路图
图中T1是220V转15V的降压变压器。DB107，DB107是一款桥式整流芯片，电容C1在电路中起到滤波作用。PC817是线性光电耦合器件，作用是将输入端和输出端完全隔离，互不影响，增加了电路的安全性[1]。7805是一款稳压芯片，LM317是可调节3端正电压稳压器。DS1是通电指示灯。在设计这款稳压电源时，利用PWM技术改变光耦的输出极间电阻，从而达到调整输出电压的目的，同时对输出电压进行实时采样，根据输出电压的波动情况，对PWM信号进行实时微调，可以提高输出电压的稳定性和可靠性，并将输出电压实时显示在液晶显示器上。
图3-3 控制部分
图3-3是充电检测部分原理图。DS2、DS3、DS4、DS5分别为充电过程中各个状态的指示灯。dcdy与cddl两端是单片机采集蓄电池状态信号的端口。pwm端接的是单片机的输出端口。电充满时蜂鸣器会发出响声提醒用户断电。通过单片机控制以上所有信息以及器件，对这些信息进行处理后实行对蓄电池充电过程的智能控制。
2控制部分设计
智能充/放电装置控制部分的核心是利用单片机。对蓄电池进行数据采集，将采集的信息反馈给单片机。单片机对信息处理分析后进行智能调节[2]。并将电流，电压，电量实时显示在液晶显示屏中。本次设计选择使用STC12C5408AD单片机，其管脚分配设计为P1.0～P1.1:电压信号采集，P1.4:蜂鸣器，P1.5、P2.2、P2.3、P3.1:LCD液晶显示，P1.6:指示灯DS3，P1.7:指示灯DS2，P2.0:指示灯DS4，P2.1:指示灯DS5，P2.4:pwm信号输出口。
3 显示电路设计
本次设计采用了LCD1602的液晶显示器，有体积小、能耗低、显示操作简单的特点。
其显示部分电路图如图3-7所示。
图3-7 显示器部分电路
接口说明如下：
1)液晶1,2端为电源；15,16为背光电源；在15脚串接一个100Ω电阻用于限流。
2）液晶3端为液晶对比度调节端，通过一个5kΩ电位器接地来调节液晶显示对比度。
3）液晶4端为向液晶控制器写数据/写命令选择端，接单片机的P3.5口。
4）液晶5端为读/写选择端。
5）液晶6端为使能信号，是操作时必需的信号，接单片机的P3.4口。
结论
由于蓄电池广泛应用于军事，通信，交通等各个领域中，是国民经济以及国防建设的重要能源[3]。本文设计了一种基于STC12C5408AD单片机的智能充/放电装置的硬件电路。确定智能充/放电装置的设计方案，根据铅酸蓄电池的特点设计了一个能检测，监控和控制电压电流状况，同时还能监控蓄电池的温度状况，并显示充/放电时间的智能充/放电装置。
参考文献
[1] 张乃国.电源技术[M].北京:中国电力出版社,2010.03:23-27.
[2] 郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社.2009：23-27.
[3] 周文斌. 蓄电池充放电系统的研究[D].河南理工大学,2011：55-57.
论文作者:王涉,周士贻,叶汉霆
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/5
标签：蓄电池论文; 单片机论文; 电压论文; 电路论文; 装置论文; 指示灯论文; 智能论文; 《电力设备》2016年第7期论文;