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摘要：针对目前市场手机电池的质量问题，介绍一种由AT89C51AC2单片机为核心的手机电池测试仪的设计．本8 U U2 }" |3 F( P8 K' x
文设计的手机电池测试仪通过对电池充放电试验、电池容量测试试验、循环充放电寿命试验及电池内阻估算，并且0 J4 w# D0 {/ g: ~# @
对过充、过放及短路保护测试，完成手机电池高可靠性、高精度的检测，能有效地检测手机电池的质量，以此更好地1 c9 V" f, D) j/ y4 {- Y! F
规范市场、维护消费者利益．
( Q! d& q1 k" S" ^# x& s! C$ }; o- K# b$ x6 T
随着手机用户的飞速增长，手机电池的质量问
: v% w7 y/ { J. x4 O题成为消费者关注的焦点．如何有效地检测手机电2 t. _3 ~& ?9 E; m% N% q2 A4 w; ~3 I
池的质量，这是更好地规范市场、维护消费者利益的
9 ?, `5 h( {6 n% p9 _+ q( o有效途径．本文设计出的手机电池容量测试仪，具有4 V8 h: j2 d1 W P
性能稳定、测试准确、功能齐全、操作方便、价格低廉
E* Q' t! v0 c+ ~( l8 ~( a* t7 }8 w等特点．, k. b( j$ l" A& E X6 W
1 系统结构硬件设计
& ^' s5 \3 q/ I8 b2 ^2 |系统由单片机控制测量电路的切换，实现各参+ [( |( E$ q+ h
数的采集和计算，并通过键盘显示模块实现功能选$ C, s0 @" N) D
择、参数设置及结果查询．为了能够实现计算机控制
5 Q. n& i, l0 M9 m8 [/ i3 g和将测量结果由计算机显示输出，系统中加入了
0 \2 O! @5 A6 v0 f" {RS232通信模块．整个系统硬件框图如图l所示．
; y) o$ r, s. @单片机采用ATMEL公司推出的AT89C51AC2，
9 Q9 l; {7 ?& M$ [' K它保留了80C51的所有特性，另外具有一个10位的
" d2 m# P( ? o/ h% i) RA／D转换器，2 K字节FLASH引导存储器，2 K字节
5 w2 u* x' Y |. J: g" n的EEPROM数据存储器，一个可编程计数器阵列，/ T% r% W* r% G
102 4字节的非易失型RAM，一个硬件看门狗定时
; r9 z; ~, _ d器以及一个更通用的串行口便于多机通信．本系统, i+ s9 R' H6 q( |# S4 \! i
中由于CPU带有PWM输出，加之出于降低成本的# w2 N; s- q2 V/ L" B
考虑没有采用D／A转换芯片，而利用PWM输出构成
0 O" ~5 s0 h; w- {( ]D／A．通过控制8位的PWM输出实现0-5 V的D／A. s, {& p7 b/ I6 R( R4 G
转换．加入一同向驱动器，增大D／A输出的驱动能. z1 [2 B" r4 e% `+ W9 }( U; V
力，以解决CPU的驱动能力．电池测试仪对电池检验
( k9 A0 N7 s! d, \主要由以下几部分模块：
?) }1 [ d& h% K1 e9 R9 G1．1电池充电模块9 E1 w$ q+ B. s/ B
在电池的检测过程中需要对电池进行多次充, k& Z3 K7 }/ t7 A/ t) y' R
电，采用由分立元件构成电池的充电电路．电池的充# n" p9 U9 F1 r4 q) k6 B V
电需要一个恒流源，图2所示充电电路中由运算放
' U2 R0 ]+ P4 } F8 T4 R2 `大器玑、三极管仉、Q。共同构成一个恒流源．电路: d# ?1 }8 A& w( Z: A; C9 u
正常工作时，CPU通过监测尺，的电压来计算充电电- [" [- Z( U8 ~. `1 A! O( H
流的大小，并通过调整D／A输出来调节充电电流大
; C( m% E( z1 G+ m9 ?2 ~小．当尺。电压低于设定值时，CPU通过计算增加D／+ E3 ~/ I' }3 ]0 l) `# d2 W
A输出值，以抬高比较器同相端电压，这样就可增加' W8 g0 `; ~5 G0 d* g9 D
比较器的输出，比较器输出增大后，Q：的导通开度9 b1 Y8 f" T6 J8 p; N
增大，这样既可增加充电电流．当尺，电压高于设定. ~! |4 B% w) M
值时，CPU减小D／A输出值，降低比较器同相端电
( i% c% e2 q- {7 U. O8 x压以减小比较器输出，得以控制Q：的导通开度降低
: `. P" Y; z' F+ q- J+ K0 i电池充电电流．在整个充电过程中，CPU不断地测% `- l9 R U, c( s. _9 _
量、计算R。电压并调节D／A输出，使电路达到以动
& {2 c* J+ V, e2 `2 t$ h态的平衡以完成恒流充电过程．
: E* u' x& S" I0 ]系统采用结构简单、成本较低的线性式充电法．3 o& `$ { T' }" {- @$ R
线性式充电法分为3个阶段：
" z/ H7 u- ?. x; W; _: N! Q. [* F1)预充电阶段．在这个过程中首先要判断电池- s; T, P( f1 _& g( y1 |
电压是否低于2．5 V，如果电池电压低于2．5 V，此时 q& }% v& x" k& M
通常以1／15C。A电流进行预充电，直到电池电压大) ^2 w; P; s3 S' C, F n
于或等于2．5 V．如果对电池进行大电流充电将会对
7 v' J$ F# y) z, U# m M7 _4 r" K电池造成永久损害．- [+ E7 U, z: C# i
2)恒流充电阶段．这个过程中充电电路按照设7 j: Y O d' Z) J$ n) g
定模式的电流对电池进行充电，直至电池电压达到
' {2 f# q' G6 s, Z充电限制电压．
6 H7 o. Q- V$ r3)涓流充电阶段．如果电池电压刚达到充电限" A( {. M/ h1 r- W1 F/ K
制电压就停止充电的话，电池将会处于欠充饱状态，9 W) B. p) \' i* F; n/ `3 o
此时应继续对电池进行一段时间的涓流充电，使电0 h. a. J$ v D2 j% K
池达到最佳状态⋯．在这个过程中CPU通过监测电# n7 O8 X8 F; A, ]
池端电压，当端电压高于充电限制电压时，降低充电
; P7 V; c# }3 z电流，使电池电压保持或略低于充电限制电压．当充! G+ ~; H; q4 Y8 g1 @7 X1 b' B; i
电电流逐渐下降到低于0．1C，A或充电时间到时，充! {5 a3 m0 z2 y0 p6 p, r
% a' Q8 E( R4 S9 E& Z! T$ L附件下载： - Y. l& l) o) k) q7 J
, n; U8 \ \# E" Z8 Y* g) V. n7 l6 W0 b
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发表于 2020-1-15 15:33
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