利用PIC單片機的蓄電池充電智能管理器設計實(shí)例

為了在蓄電池充滿(mǎn)電后能夠自動(dòng)斷電，利用PIC單片機設計了蓄電池充電專(zhuān)用管理器。該管理器具有自我學(xué)習的功能，智能記憶蓄電池滿(mǎn)充狀態(tài)，能適應現有的各種蓄電池充電器，對蓄電池進(jìn)行智能充電，最大限度地保護電池，延長(cháng)使用壽命。在無(wú)人看管的情況下，蓄電池充滿(mǎn)電后自動(dòng)斷電，有效避免火災隱患和電器故障的發(fā)生，也能節約寶貴的電能。

現有的蓄電池充電器中有很多質(zhì)量低劣的不合格產(chǎn)品，有的劣質(zhì)充電器實(shí)際上就是一個(gè)沒(méi)有安全保證的簡(jiǎn)易變壓器，大部分充電器在蓄電池充滿(mǎn)電后不進(jìn)行智能斷電而長(cháng)期處于浮充狀態(tài)，對電池的壽命會(huì )有一定的影響;現有的充電管理器普遍不具備自我學(xué)習功能，無(wú)法判斷電池的充電狀態(tài)，不能在蓄電池已充滿(mǎn)電的情況下智能的切斷電源。本文設計一種蓄電池充電專(zhuān)用管理器，能適應現有的各種蓄電池充電器，具有自我學(xué)習的功能，智能記憶蓄電池滿(mǎn)充狀態(tài)，對蓄電池進(jìn)行智能充電，最大限度地保護電池，延長(cháng)使用壽命。

1 硬件電路組成及工作原理

1.1 系統硬件結構

智能充電管理器系統硬件結構如圖1所示，本文設計的電路包括充電電流檢測電路，以單片機PIC12F675為核心的智能控制電路，繼電器驅動(dòng)電路和為各電路提供工作電源的開(kāi)關(guān)電源電路。

1.2 PIC12F675單片機

PIC12F675單片機是PIC12系列單片機，采用RISC型CPU內核，僅需學(xué)習35條指令，除了跳轉指令以外所有指令都是單周期的，由于采用哈佛總線(xiàn)結構，以及指令的讀取和執行采用流水作業(yè)方式，使得PIC單片機的運行速度大大提高;PIC單片機是最節省程序存儲器空間的單片機，驅動(dòng)能力強，PIC單片機每個(gè)I/O口的吸人和輸出電流最大值可達25 mA。PIC系列單片機集成了上電復位電路、I/O引腳上拉電路、看門(mén)狗定時(shí)器等，可以最大程度的減少或免用外接器件，以便實(shí)現“純單片”應用。本文中PIC12F675單片機負責對系統的工作進(jìn)行實(shí)施調度，實(shí)現外部輸入參數的設置、蓄電池及負載的管理、工作狀態(tài)的指示等。為了在蓄電池充滿(mǎn)電后能夠自動(dòng)斷電，利用PIC單片機設計了蓄電池充電專(zhuān)用管理器。該管理器具有自我學(xué)習的功能，智能記憶蓄電池滿(mǎn)充狀態(tài)，能適應現有的各種蓄電池充電器，對蓄電池進(jìn)行智能充電，最大限度地保護電池，延長(cháng)使用壽命。在無(wú)人看管的情況下，蓄電池充滿(mǎn)電后自動(dòng)斷電，有效避免火災隱患和電器故障的發(fā)生，也能節約寶貴的電能。

現有的蓄電池充電器中有很多質(zhì)量低劣的不合格產(chǎn)品，有的劣質(zhì)充電器實(shí)際上就是一個(gè)沒(méi)有安全保證的簡(jiǎn)易變壓器，大部分充電器在蓄電池充滿(mǎn)電后不進(jìn)行智能斷電而長(cháng)期處于浮充狀態(tài)，對電池的壽命會(huì )有一定的影響;現有的充電管理器普遍不具備自我學(xué)習功能，無(wú)法判斷電池的充電狀態(tài)，不能在蓄電池已充滿(mǎn)電的情況下智能的切斷電源。本文設計一種蓄電池充電專(zhuān)用管理器，能適應現有的各種蓄電池充電器，具有自我學(xué)習的功能，智能記憶蓄電池滿(mǎn)充狀態(tài)，對蓄電池進(jìn)行智能充電，最大限度地保護電池，延長(cháng)使用壽命。

1 硬件電路組成及工作原理

1.1 系統硬件結構

智能充電管理器系統硬件結構如圖1所示，本文設計的電路包括充電電流檢測電路，以單片機PIC12F675為核心的智能控制電路，繼電器驅動(dòng)電路和為各電路提供工作電源的開(kāi)關(guān)電源電路。

1.2 PIC12F675單片機

PIC12F675單片機是PIC12系列單片機，采用RISC型CPU內核，僅需學(xué)習35條指令，除了跳轉指令以外所有指令都是單周期的，由于采用哈佛總線(xiàn)結構，以及指令的讀取和執行采用流水作業(yè)方式，使得PIC單片機的運行速度大大提高;PIC單片機是最節省程序存儲器空間的單片機，驅動(dòng)能力強，PIC單片機每個(gè)I/O口的吸人和輸出電流最大值可達25 mA。PIC系列單片機集成了上電復位電路、I/O引腳上拉電路、看門(mén)狗定時(shí)器等，可以最大程度的減少或免用外接器件，以便實(shí)現“純單片”應用。本文中PIC12F675單片機負責對系統的工作進(jìn)行實(shí)施調度，實(shí)現外部輸入參數的設置、蓄電池及負載的管理、工作狀態(tài)的指示等。1.5 繼電器驅動(dòng)電路

繼電器驅動(dòng)電路如圖4所示。繼電器K1的線(xiàn)圈一端接5 V開(kāi)關(guān)電源的輸出端，另一端與三極管Q1的集電極連接，三極管Q1的基極通過(guò)電阻R9與單片機PIC12F675的繼電器驅動(dòng)輸出端連接，三極管Q1的發(fā)射極接地，繼電器K1的常閉觸點(diǎn)串接在交流電壓的一個(gè)輸入端，另一個(gè)輸入端與電流互感器T2初級連接。繼電器K1線(xiàn)圈的