汉口学院机械电子工程学院
科技的发展、人们的需求促使越来越多的电器慢慢转变为手持式，对便携式、智能化的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的飞速进步，我们慢慢适应快速、安全的充电，这对充电算法的要求更为复杂。我们可以寻找应对方法，例如我们可以对充电过程加以精确的监控，来达到电池最合适的容量，并且缩短了充电时间还防止了电池的破坏[1]。
一、单片机控制的智能充电器设计
（一）单片机控制的解析
大众所知的AVR就是集成电路芯片，它仅是一个很小块的硅片，运用了超大的集成电路技术，在小小的身体里装下了数据处理的中央处理器CPU、随机存储器RAM、制读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器，从而构成一个结构完整、小型的微型计算机系统，且被广泛运用到各种电子产品上。
AVR单片机又被称为微控制器，它是目前市面上最高效的8位微处理器，AVR单片机的任务是把计算机的系统集成到一个芯片上，并不是去完成一个逻辑功能的芯片。其中单机片分为通用型、总线型、控制型，其中的控制型被主要运用在家电上，同常是小封装、低价格。AVR是一种8位微处理器，它与"C"语言相辅相成，而我们可以结合所学的C语言，直接编写出水准比较高的符合硬件实际运作的程序，且是在不太精通单片机指令集合具体的硬件情况下，C语言编程提供flash等存储方式符合单片机的程序存储空间，可有效的增加程序处理的灵活性。
（二）单片机控制的运用范围
在单机片控制型的运用中，主要是运用在家电上或者是新能源的运用上，比如：电动车、手机、电视、新能源汽车等，没有尾气的排放，在一定的程度上对环境起到了保护作用，减少了废气排放，大气层的破坏也随之减少，同时也保护了环境，对人生活的空气污染度减少了，PH值、PM2.5的减少起到了推动的作用。在现代城市的发展中，道路上大多都是汽车，汽车的尾气排放量大，但是对于电瓶车来说是及其简单的方式，只用充电就能满足需求，所以在大多数人的出行选择中电瓶车的数量剧增。而我们则可应用单片机写入相应的程序控制充电器的充电方式，使充电器更智能化。
二、智能充电器在生活中的应用
（一）电动车中的智能充电设计
在对电动车智能充电器的设计中，我们要针对它所使用的铅蓄电池，在充电时可以充分的考虑到铅酸蓄电池的结构特性，从而对电池的只能充电方式发生改变，但是首先还是要对电池进行保护，运用全蜂蜜维护铅酸电池的正负极、隔板、电解液、安全启发、齐赛、外壳等组成部分。
维护密封性的原理就是通过对逆向化的化学反应将对能量的储存转移到化学现实里，因为使用的化学物质和经历的化学反应不同，其中化学的反应就是：依靠铅（Pb）极影的活性物质，二氧化铅（PbO2）活性物质产生化学反应，电解液是稀硫酸（H2SO4）
化学反应。这样的化学反应，将会增加铅酸蓄电池的寿命，使用的年限将越来越长。同时结合单机片控制与智能充电的结合，会形成新的充电方式。
（二）在手机的充电运用中
为了人们出行的方便，旅行充电器占据了大部分市场，但严格分析，由于厂家所要求的方向不同，其中只有一小部分能被称作智能型充电器。市场上的手持型设备越来越多的涌进，因此对性能高，便携的充电器需求量也越来越大，而电池和充电器进步是相辅相成的，因此我们在此基础上加入精确的检测电流、电压、温度的装置也是有必要的，可以有效缩短充电时间，防止电池损伤。
三、智能充电器的电源电路设计
在我们智能充电器的设计中，有Atmega16芯片和液晶显示模块两个部分需要供电。
由上图硬件电路连接可以看出，Atmega16L芯片B口的8位电路线上，我们使用了一个74LS24作为锁存器把它们间接的连在了一起，LCD的EN连接到PA3，RW连接到PA4，RS连接到PA5，CS2连接到PA6，CS1连接到PA7。
四、智能充电器的显示设计
LCD(Liquid Crystal Display)是利用液晶分子的物理结构和光学特性进行显示的一种技术。LCD的优点在于功耗极低，因此，随着技术不断更新，它也正广泛应用于控制和仪表系统中，给人们带来了极大的方便。我们从液晶显示器原理不同分为了两类：①字符型LCD②点阵型LCD。两种LCD显示原理的不同在于它们的功能、指令系统、接口方式的不同。经过优缺点的综合评价，以及各种比较，我们选择了比较符合本次设计实际需求的阵型LCD。下面我们就对点阵型LCD进行简要介绍，从结构上分析，点阵型LCD可分为四个组成部分：
（1）接口部，接口部分用于接收来自微处理器的指令和数据,并将所需的数据反馈给微处理器。
（2)控制单元,如果你想在LCD上显示字符,它的控制部分分为三个基本控制操作:依次给三个控制器写指令程序；写入和显示数据；然后读取和显示数据。
如果你想完成这三项的操作,前提是,KS0108B控制器BUSY= 0来运行,如果当BUSY等于 1,接口部分是在一个封闭的状态,它不能接受其他任务除了读取状态。
（3）驱动程序,它是控制器与点阵型液晶显示模块的接口。它向LCD模块中的驱动程序提供所需的帧扫描信号,行和列移位脉冲,行和列锁存脉冲,列显示数据信号,并驱动诸如AC驱动波形信号的输出信号。
（4）指令集,控制器具有一套专用指令，用以MPU对其进行操作:
①系统工作集类,此类命令是指系统操作方法设置、显示区域划分等。
②显示方法集类,具有显示状态、合成、模式和光标显示设置等。
③数据写入类,这种指令具有地址位置设置、位置改变方向区域设置和读、写操作指令等。
五、结语
在现代社会对环境的保护越发的严格下，对新的能源的开发和对新交通工具的更新发现，改观人们充电方式理念。在各种方式查资料的努力下，通过对单片机控制、充电模式分析、LCD显示、充电电源电路设计的整合，完成了智能型充电器的设计。
参考文献：
[1]李峰，智能型充电器的电源和显示的设计，南京工程学院，2016.
[2]肖有文，铅酸蓄电池智能充电器研究与设计，天津大学，2010.
[3]王锦兰，智能型充电器的电源和显示的设计，浙江师范大学.
[4]高晓红,胡泽,李晓明等.基于单片机控制的智能充电器设计[J],2011.
[5]周玲.基于单片机控制的智能充电器设计[D].广西大学,2016
论文作者:胡二
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第12期
论文发表时间:2019/7/18
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