单片机智能快速充电器设计(框图+原理图+电路图+流程图) 第2页
流，实现恒流恒压的充电控制。
设计中为了减小电流的脉动，降低输出纹波，在体积和成本允许的情况下设计选用饱和电流比较大的电感，因为当磁芯接近饱和时损耗增大，会降低转换效率。电感的饱和电流至少应大于充电回路中的峰值电流。同时，电感的直流电阻会消耗一定的功率，在体积和成本许可的情况下设计选用直流电阻尽量小的电感。另外对于低噪声应用，为降低电源的EMI，设计选用具有闭合磁芯的电感。
设计中选择滤波电容的主要依据是系统对电源纹波的要求。滤波电容的等效串联电阻（ESR）是造成输出纹波的主要因素，而且也会影响到转换效率，设计选用低ESR的电容。陶瓷电容和钽电解电容具有较低的ESR，也可选用低ESR的铝电解电容，但应尽量避免标准铝电解电容。容量一般在10μF～100μF，对于较重的负载设计选取大一点的电容。较大容量的滤波电容有利于改善输出纹波和瞬态响应。
在每次充电周期结束后，充电环路中可以观察到振荡现象。这是由于电感中的能量全部释放给负载后，在电感自身的寄生电容和引脚分布电容中还储存有一定的能量，在这些能量的作用下，电容和电感构成的谐振回路将发生振荡，部分能量将以电磁波的形式向外辐射出去，造成对SR12单片机和其它电路的干扰，在对噪声敏感的设计应用中必须对其加以抑制。在充电回路中接入肖特基二极管D14来抑制这种EMI。具体做法是，当电感中的能量释放完毕后，通过D14使谐振电路处于临界阻尼或过阻尼状态，将剩余能量消耗在D14上，减小电磁辐射，确保SR12单片机正常工作。同时，肖特基二极管D14的另一重要作用是吸收电感的反向电动势，保护MOSFET开关管Q6。
3.3、温度检测电路
在快速充电过程中，电池的温度会随着充电容量的增加而上升，尤其在接近充电终止时，温度变化率△T/△t最大，该特性是判断电池是否充满的主要条件之一，因此，及时、快速和准确地检测电池的温度变化是本电路的关键。
本设计选用集成电路温度传感器LM92检测电池温度，图4为其电路原理图。同时，利用SR12单片机的内部温度传感器概略监测环境温度，其测温范围-20℃～70℃。
以往的充电器均多使用热敏电阻作为温度传感器，在本设计中为何舍弃，这是因为热敏电阻的电压输出与温度并非成线性比，在高温时的电压变化率比较小，不易分辨，而且需依靠查表或加设电路才能得知输出电压与温度的关系，其产品一致性差，在出厂前需要校正，增加成本。
集成电路温度传感器的参数输出是与温度成线性比，两者之间的关系可以用公式来表达，故即使在较高的温度范围内，集成电路温度传感器也具有很高的准确度，设计中需要较少的芯片支持，有助于节省印刷电路板的板面空间，简化部分系统的设计，加快产品推向市场的时间。
LM92是美国国家半导体公司出品的单片高精度数字温度传感器。其内部的12位温度模数转换器，可将被感应温度的模拟量转换为 0.0625℃ 量化间隔的数字量，常温下精度可达±0.33℃，并可与用户设置的温度点进行比较。其片内寄存器可以设置高/低的温度窗口门限及临界温度告警门限，当温度偏离设置门限时，漏级开路中断INT及临界温度告警T_CRIT_A输出有效信号。通过I2C总线接口可对该传感器的内部寄存器进行读/写操作，最多可允许4片LM92挂接在同一条串行总线上。
MC68HC908SR12单片机具有I2C接口控制模块，使用通道0（SDA0和SCL0），可十分方便地同温度传感器LM92连接。图4为温度检测电路原理图。
LM92采用I2C串行总线和数据传输协议实现同MC68HC908SR12单片机的数据传输。在数据传输的过程中LM92为从器件，通过数据输入、输出线SDA以及时钟信号线SCL与总线相连。其传输时序如图5所示。当SCL保持高电平时，SDA从高电平到低电平的跳变作为数据传输的开始信号，随后传送LM92的地址信息和读/写控制位。地址信息的格式为：
根据A1A0的不同编码，最多可允许4片LM92挂接在同一条串行总线上，分别对应四节充电电池。读/写控制位为1表示对LM92进行读操作，为0表示进行写操作。每个字节传送结束，要收到接收数据一方的应答信号（ACK）后方可开始下一步操作。最后，在SCL保持高电平的情况下，SDA从低电平到高电平的跳变作为数据传输的结束信号。
具体操作过程是毕业论文
http://www.Lwfree.cn/器地址，当收到LM92的应答信号（ACK）后，再次传送开始信号，并写入芯片地址信息和读/写控制位，当收到LM92的应答信号（ACK）后，可读/写被访问寄存器的数据，最后传送结束信号。
3.4、键盘响应电路
设计键盘响应电路时，使用MC68HC908SR12单片机PORT D（PTD6和PTD7）端口的键盘中断功能（KBI）。根据实际情况，在MC68HC908SR12单片机的键盘中断使能寄存器KBIER中写入相应的值，写入“1”表示中断允许，写入“0”表示不能中断。键盘中断允许的端口，MC68HC908SR12单片机将对其内部上拉30kΩ的电阻，这样键盘响应电路的设计十分简洁，要注意的是应用软件中要增加键盘消抖动子程序，防止误操作。
3.5、状态显示电路
同样，状态显示电路的设计使用了MC68HC908SR12单片机PORT A（PTA0～PTA5）端口的LED直接驱动功能。编程时首先设置PORT A的工作状态，在LED控制寄存器LEDA中写入相应的值，写入“1”表示可直接驱动LED，写入“0”表示作为标准I/O端口。在充电的每个阶段均有状态显示，如：电池处于正在充电状态、电池因温度过高进入温控状态、电池快充结束转入涓流充电状态等。
4、软件设计
本智能快速充电器的软件设计思想是：各个功能组件实现模块化编程，软件流程采用中断工作方式。目的是使应用软件流程清晰，可读性强，易于功能调试以及产品的文护和升级。
本软件主要由初始化、预处理、快速充电和涓流充电四个部分组成。
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