基于HT46R47锂能锂电池充电器的设计

1、基于ht46r47智能锂电池充电器的设计冯贵锋(电子信息工程技术 06信息管理)摘要：基于精简指令形的单片机ht46r47的应用，用该芯片设计，使得电路容简单、成本低、程序简单，很容易就能实现充电器的功能。 关键词：充电器、ht46r47、锂电池引言：随着社会的进步，科学的提高，尤其是手机的普及，手机的更换速度加快，为了更好的使用它，维护它，所以需要给手机选择适合的充电器。其中锂离子电池最普遍，锂电池是以金属锂或锂物质为负极、利用化学反应而产生能的电池。在各类可充电电池中，锂离子电池相比于普通镍镉镍氢电池具有体小、重量轻、自放电率低、无记忆效应的优点，所以广泛被使用在很多新型移设备中。锂离子电

2、池的不足之处在于对充电器要求比较严密，需要保护电路。离子电池要求的充电方式是恒流恒压方式，为有效利用电池容量，需将锂离子池充电至最大电压，但是过压充电会造成电池损坏，这就要求较高的控制精密度。另外，充电器最好带有热保护和时间保护，为电池提供附加保护。由此可见实安全高效能的充电控制成为锂离子电池推广应用的瓶颈。一 充电器的特性：1基本性能： 电池充饱电压4.2v0.01v 最大充电电流：250ma 电池正负端错置警示 充电座电池正负端短路警示 充电时间到达6 小时，自动停止充电 电池置入，但是power fail 时，电池漏电流小于10a 双色led 显示充电状态 4 个led 显示充电百分比

3、充电时，温度异常则停止充电2绝对最大额定值 输入电压：dc 6v 输入最大功率：1.5w li battery 充电电压：dc 4.2v li battery 最大充电电流：250ma3d.c. 和 a.c.特性 最大充电电流：250ma 50ma 充饱电压：4.20 0.01v 充电时间：6 小时 电池置入但是power fail 时，电池漏电流小于10a4充电流程说明 电源未接上时，电路板上的led 灯不亮 电源接上电路板，绿色led 持续亮着，此时电路板等待锂电池置入 锂电池放入后，则开始充电，led 变成橙色 当锂电池达到充饱的条件时，则停止充电， led 变成橘色 锂电池充饱后，电池

4、移走，led 变成绿色，等重新置入锂电池充电 在充电过程中，会显示充电百分比5双色 led 显示充电状态及警示讯息 持续绿色：等待电池置入 持续黄色：充电中 持续橘色：电池已充饱充或已充6 小时 闪烁橘色：警示讯息(输出短路、正负极颠倒、温度异常)6充电状态显示及温度保护 电池状态显示：4 个led 显示电池充饱的百分比：25%以下、25%50%、50%75%、75%90%、90%以上 充电时温度保护：温度大于45c 或是小于5c 停止充电 25%以下：led1 闪烁、led2 led4 不亮 25%50%：led1 亮、led2 闪烁、led3 led4 不亮 50%75%：led1 & l

5、ed2 亮、led3 闪烁、led4 不亮 75%90%：led1 led3 亮、led4 闪烁 90%以上：led1 led4 亮二 硬件电路的设计：1.关于ht46r47: 工作电压fsys = 4mhz 2.2v5.5vfsys = 8mhz 3.3v5.5v 最多可有13 个双向输入/输出口 1 个与输入/输出口共用引脚的外部中断输入 8 位可编程定时/计数器 具有溢出中断和7级预分频器 (芯片外观) 内置晶体和rc 振荡电路 看门狗定时器 204814 程序存储器rom 648 数据存储器ram 具有pfd 功能可以用来发声 halt 和唤醒功能可降低功耗 在vdd=5v 系统频率为

6、8mhz 时指令周期为0.5s 6 层硬件堆栈 4 通道9 位解析度(8 位精度)的a/d 转换器 一通道(6+2)位的pwm(脉宽可调)输出通道与输入/输出口共用引脚 位操作指令 查表指令表格内容字长14 位 63 条指令 指令执行时间为1 或2 个指令周期 低电压复位功能 18-pin skdip/sop 封装2元器件清单：2电路原理图：3实物图： 等待电池装入状态：电池卡座usb电源线三 软件工具：1本产品用到的开发工具是：holtekht-ice/ht-ide3000 ，该软件用到混合语言编程 (c & asm)、程序/数据节区自由定位、以项目 project 为管理单位，支持多个源文

7、件、程序库管理、具有vpm功能、具有 lcd 软件模拟功能、提供 otp 烧录。集多功能于一身，简单好用，为广大的开发工作人员提供了很好的工具。窗口介面如下：2本设计的芯片烧写器用的是ht-ice，其烧写器的特点是：实时/单机仿真、支持断点设置、支持实时条件跟踪、根据外部信号设置断点和跟踪、允许外部/内部振荡等。实物图如下：cn2接口 (lcd)cn1接口 (i/o)芯片烧写接口3程序设计：;li_battery_main:; 锂电池充电控制主程序set pa.7; 熄灭全部电量显示set pa.6set pa.5set pa.4melodeon; 点亮红色 ledmgled_off; 熄灭绿

8、色 ledcall stop_charging; 调用停止充电程序mmov zx,30; 设置检测次数 30call delay0; 延时li_battery_main_lp:; 锂电池充电控制主程序循环clr wdt2clr led_cx; 清除电池电压残量 led 状态寄存器mther; 温度检测,如果超出温度范围,转出错处理call ad_ch1; 检测电池是否反接和是否置入mjles 175,adrh,li_battery_short; 检测转换数值大于3.4v,如果是,反接处理mjles adrh,1,li_battery_main; 检测是否没有电池置入,(转换数值小于1v)返回充

9、电主循环sdz zx; 检测次数-1jmp li_battery_main_lp; 不为零,继续循环; 电池置入,并且没用反接mrled_on; 红色 led 点亮,mgled_off; 绿色 led 熄灭clr one_min_flag; 清除充电一分钟标志clr led_1s; 清除led 1s计时器clr time_4ms; 清除 4ms计时器clr charging_time_min; 清除充电时间计时器jmp li_charging; 进入锂电池充电处理;li_battery_short:; 锂电池反接处理mrled_off; 熄灭双色 ledmgled_offclr pwm; 清除

10、 pwm 寄存器clr pd.0; 关闭充电控制口li_battery_short_lp:; 锂电池反接处理循环mcplb pa.2; 取反绿色 led(闪动)clr wdt2call delay05s; 0.5s闪动一下call ad_ch1; 检测电池是否反接和是否置入mjles 175,adrh,li_battery_short_lp; 检测转换数值大于3.4v,如果是,继续循环jmp li_battery_main; 接法正确,转入锂电池充电控制主程序;li_charging:; 锂电池充电处理mrled_on; 点亮红色,绿色 led (黄色)mgled_onmmov zx,30;

11、设置检测次数 30clr pwm; 清除 pwm 寄存器set pd.0; 开启充电控制口fast_charging_sub_lp:; 充电处理循环ch3_lp0:clr wdt2inc pwm; pwm 寄存器+1(电流增加)mjeq pwm,250, fix_voltage; 如果pwm=250,跳转恒电压处理ch3_lp1:call delay0; 延时mther; 温度检测,如果超出温度范围,转出错处理mjles c_time,charging_time_min,li_charging_ok;如果充电时间=定额充电时间(6小时),转充电完成处理call ad_ch0; 充电电流检测mm

12、ov led_cx,01h; 25% 以下指示mjles adrh,fast_current,ch3_lp0; 充电电流是否少于240ma?,是,转增加电流处理mjles fast_current*3,adrh,li_battery_short; 检测电池是否短路?,是,短路处理mjles fast_current+1,adrh,ch3_lp2; 充电电流是否大于260ma?是,减少电流处理clr wdt2jmp ch3_lp1; 都不是,继续循环ch3_lp2:; 减少电流处理 dec pwm; pwm 寄存器-1(电流减少) clr wdt2jmp ch3_lp1; 继续循环ch3_lp3

13、:clr wdt2jmp ch3_lp1; 继续循环;fix_voltage:; 恒电压处理call rev_charge_check_first; 调用最初的充电检测fix_voltage_lp:; 恒电压处理循环mmov zx,30; 设置检测次数 30fix_voltage_1:clr wdt2mther; 温度检测,如果超出温度范围,转出错处理mjles c_time,charging_time_min,li_charging_ok;如果充电时间=定额充电时间(6小时),转充电完成处理call ad_ch1; 检测电池是否反接和是否置入call rev_charge_check; 电池

14、电量检测call ad_ch0; 充电电流检测mjles adrh,1,fix_voltage_ok; 如果充电电流为零,转恒压充电完成处理mjles fast_current*3,adrh,li_battery_short; 检测电池是否短路?,是,短路处理jmp fix_voltage_lp; 都不是,继续循环fix_voltage_ok:; 恒压充电完成处理sdz zx; 次数-1jmp fix_voltage_1; 不为零,继续;li_charging_ok:; 充电完成处理mmov led_cx,05h; 最高电量clr pwm; 清除 pwm 寄存器clr pd.0; 关闭充电控制

15、口mmov zx,3; 3次call delay0; 延时li_charging_ok_lp:; 充电完成处理循环mrled_offmgled_on; 点亮绿色 ledclr wdt2call stop_charging; 调用停止充电程序mther; 温度检测,如果超出温度范围,转出错处理callad_ch1; 检测电池是否反接和是否置入mjles adrh,1,exit_li_charging_ok; 如果电池移走,退出mjles 128,adrh,exit_li_charging_ok; 如果短路,退出jmp li_charging_ok; 否则,继续exit_li_charging_o

16、k:sdz zx; 次数-1jmp li_charging_ok_lp; 不为零,继续循环jmp li_battery_main; 为零,返回充电主程序;rev_charge_check_first:; 最初的充电检测clr one_min_flag; 清除充电一分钟标志clr led_1s; 清除led 1s计时器mjles 11-3,adrh,rev_01_ok; 0.15v,跳转inc led_cx; 电量计数器+1clr pa.4; 点亮 led 1mjles 9-3,adrh,rev_01_ok; 0.117v,跳转inc led_cx; 电量计数器+1clr pa.5; 点亮 le

17、d 2mjles 4,adrh,rev_01_ok; 0.078v,跳转inc led_cx; 电量计数器+1clr pa.6; 点亮 led 3mjles 2,adrh,rev_01_ok; 0.039v,跳转inc led_cx; 电量计数器+1clr pa.7; 点亮 led 4ret;rev_charge_check:; 电池电量检测snz one_min_flag; one_min_flag=1,进入程序retmov a,led_cx; 根据电量计数器分支and a,07haddm a,pcljmp rev_00; led_cx =0jmp rev_01; led_cx =1jmp

18、rev_02; led_cx =2jmp rev_03; led_cx =3jmp rev_04; led_cx =4jmp rev_05; led_cx =5jmp rev_05; led_cx =6jmp rev_05; led_cx =7rev_00:clr one_min_flag; 清除充电一分钟标志clr led_1s; 清除led 1s计时器inc led_cx; 电量计数器+1retrev_01:mjles 11-3,adrh,rev_01_ok; 0.15v,跳转inc led_cx; 电量计数器+1clr pa.4; 点亮 led 1clr one_min_flag; 清除充电一分钟标志clr led_1s; 清除led 1s计时器retrev_01_ok:clr one_min_flag; 清除充电一分钟标志retrev_02:mjles 9