锂电池充电芯片测试电路设计毕业设计

本科毕业设计题目锂电池充电芯片测试电路设计学院专业班级学号学生姓名指导教师完成日期毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订教研室（或答辩小组）及教学系意见摘要锂电池由于其高电压、高容量、安全性好等优点在各种行业运用广泛。

但相对而言锂电池对充电器要求则相对较高，需要充电管理芯片对整个充电过程控制，以实现安全快速的充电过程。

本文在对充电芯片进行深入分析的基础上，提出了基于单片机的能够测试充电芯片质量好坏的测试电路设计方案。

本课题以研究通过AD模数转换器采集到充电电路的各路测试数据，传送到单片机进行数据分析判断，并将结果显示在LCD液晶显示器上。

实验证明，该测试系统能够快速有效的判断出充电芯片质量的好坏。

具有操作方便、运行稳定和成品价格低廉等优点。

关键词：锂电池；单片机；充电芯片；AD转换器；LCD液晶显示器ABSTRACTLithium batteries are widely used in various industries owing to their advantages, such as high voltage, high capacity and safety. But relatively , lithium batteries have higher requirements for charger, which need charging management control chip to control all the charging process, in order to achieve safe and fast charging .Based on a thorough analysis of charging chip, this t hesis puts forward a design proposal，the one that is based on microcontroller can test the quality of charge chip.This project aims at collecting all circuits’ test data from charging circuits through AD converter, then transiting the data to microcontroller for analysis, and the result will be shown on the LCD monitor. The experiment shows that the test system can estimate the quality of charge chip. The system has the advantages of easy，reliable operation and low cost.Key words：Lithium Battery；Microcompute r；Charging Chip；AD Converter；LCD目录1 引言 (2)2 概述 (3)2.1 锂电池充电芯片测试系统概述 (3)2.2 本设计方案思路 (4)2.3 研发方向和技术关键 (4)2.4 主要技术指标 (4)3 总体设计 (5)3.1 系统工作原理 (5)3.2 系统总体架构设计 (5)3.3 系统方案的可行性论证 (5)3.3.1 实用性 (5)3.3.2 经济可行性 (5)3.3.3 技术可行性 (5)4 硬件设计 (6)4.1 主控芯片AT89S51 (6)4.1.1 主要特性 (6)4.1.2 功能概述 (6)4.1.3 引脚功能说明 (7)4.1.4 时钟电路 (9)4.1.5 复位电路 (10)4.2 HB6298充电芯片电路 (11)4.2.1 信号说明 (11)4.2.2 HB6298A管脚定义 (12)4.2.3 HB6298管脚描述 (12)4.3 AD转换电路 (13)4.3.1 AD转换器 (13)4.3.2 TLC2543芯片 (13)4.4 LCD液晶显示电路 (15)4.4.1 ST7920 (15)4.4.2 LCD12864 (16)5 软件设计 (20)5.1 proteus软件介绍 (20)5.2 Keil C软件介绍 (23)5.3 AD数据转换模块程序 (23)5.4 液晶显示模块程序 (24)6 制作与测试 (28)6.1 硬件电路的画图、布线与焊接 (28)6.1.1 总体特点 (28)6.1.2 焊接 (28)6.2 调试 (28)6.3 功能测试 (29)7 结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 1 (33)附录 2 (35)附录 3 (36)附录 4 (37)附录 5 (48)附录 6 (51)1 引言电子信息时代对移动电源的需求快速增长。

锂离子电池具有高电压、高容量的优点, 且使用寿命长、安全性能好, 在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等领域具有广阔的应用前景, 成为近几年关注的热点。

然而, 锂离子电池的不足之处在于对充电器要求比较苛刻。

充电管理芯片是对充电过程进行管理。

以合适的电流给电池充电，一般会经过涓流充电，恒流充电，恒压充电三个阶段。

以确保锂电池能够安全快速的完成充电过程。

集成电路芯片的出现与发展，给人类进入信息时代提供了源动力。

在日新月异的信息时代，集成电路芯片正被广泛的运用到工作、生活和生产中。

随着集成芯片的大量生产，芯片测试仪的出现是必然的。

单片机在控制显示芯片测试成果方面有着突出的功效，单片机的应用正在不断地走向深入，同时也带动传统的控制、检测等工作日益更新。

现在市场上的测试仪器都是价格昂贵，对于一般的电子爱好者和各大院校的学生来说，这是一个不能承受的价格。

运用单片机控制，分析AD转换采集到的数据，判断芯片好坏。

设计这样的一款小型测试仪，不仅成本低，而且便于批量推广使用。

所以一款价廉物美的充电芯片测试仪的市场前景是十分可观的。

2 概述2.1 锂电池充电芯片测试系统概述当今社会科学技术的发展与日俱增，人们生活水平也是日益提高，各种家用电器、电子器件对充电锂电池的运用越来越多。

各种锂电池充电管理芯片充斥整个市场。

针对这种情况，设计出一种锂电池充电管理芯片测试电路是必需的，这种芯片测试电路可以极有效的判断出充电管理芯片的质量好坏。

电池寿命无疑是目前许多便携式电子产品中最重要的特性。

虽然许多便携式电子行业已经广泛采用锂离子电池，因为这种电池具有容量大、尺寸小、重量轻和可靠耐用的特点，但对电池充电器芯片还没有达成一个同样统一的意见。

作为控制锂离子充电状态的功率器件，电池充电器芯片在便携式系统设计中扮演着重要的角色。

然而，设计师们还在使用着从较老并且相对粗糙和低成本的充电器件、到较新的更复杂芯片等各种各样的器件，而后者集成了越来越复杂的智能，可以延长电池寿命，保护被充电系统不受损害。

锂电池的充电相对于镍镉等普通充电电池要求较高：根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子拿走太多，而使电池报废。

其充放电要求较高，可采用专用的恒流、恒压充电器进行充电。

通常恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电，当恒压充电电流降至100mA以内时，应停止充电。

充电电流（mA）=0.1～1.5倍电池容量（如1350mAh的电池，其充电电流可控制在135～2025mA之间）。

常规充电电流可选择在0.5倍电池容量左右，充电时间约为2～3小时。

AD模数转换，将模拟信号变成数字信号，便于数字设备处理。

AD转换器主要有积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

AD转换器的主要技术指标包括分辩率(Resolution)、转换速率(Conversion Rate)、量化误差 (Quantizing Error) 、偏移误差(Offset Error)、满刻度误差(Full Scale Error)和线性度(Linearity)。