基于51单片机的智能充电保护器的设计.docx

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基于51单片机的智能充电保护器的设计

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摘要：随着时代的不断发展，直流用电设备的种类也越来越多，用电设备的充电过充现象一直是导致用电设备无法正常工作的重要原因。虽然市面上大多数用电器都配有充电保护系统，但是毕竟不能做到100%安全。为了减少因充电问题而对用电器造成的影响，设计了一款基于AT89C52单片机的智能充电保护装置。该装置主要由温度湿度监测模块、电压电流检测模块、继电器模块组成。以此减少由于过度充电造成的用电器损坏。

关键词：AT89C52单片机；DHT11温湿度传感器；1602液晶屏；ADC0832电压监测芯片

0引言

在经济快速发展的21世纪，人们的生活节奏越来越快，经常会由于忙碌忘记给正在充电的设备断电。这不但会降低电池的使用寿命，也有可能引起安全事故。该充电保护器就是为解决这个问题而设计的。基于单片机的充电保护器可以在三种情况下给设备断电：①当充电电流和电压达到设定值时判断为电池充满而断电；②当检测环境温度、湿度异常时断电。③可以设定充电时间，当时间到时给设备断电。并且该装置可以实时监控电压的变化，当出现充电异常时给予报警和提示。该装置可以在很大程度上解决过充、高温高湿等异常环境下充电的问题，给人们生活带来安全和方便。解决了人们在用电器充电方面的问题，有效的利用了单片机在电子产品控制领域中的性能优势，进一步满足了人们对高品质生活的追求。

1硬件设计

1.1硬件设计方案

系统基于AT89C52单片机，由温湿度监测模块、电压电流监测模块、继电器模块、显示模块、数据处理模块等模块组成，在用电器充电过程中ADC0832芯片实时检测电压，通过AD转换将模拟信号转换为数字信号，通过MCU运算处理器将结果显示在1602液晶屏上，将结果输送至单片机，预设一个基准电压，通过比较所测得的电压和基准电压的大小来判断充电是否完成。（在检测过程中通过液晶屏实时显示充电电压）完成充电时由单片机控制继电器模块停止充电。充电检测模块运行的同时DHT11温湿度传感器检测用电器充电时的环境温度和湿度，若检测到温湿度异常择控制蜂鸣器报警，一定延时后切断电源。系统整体框图如图1所示：

图

1智能充电保护器的硬件组成框图

1.2AT89C52单片机

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线。

图

2AT89C52单片机引脚图

1.3ADC0832模数转换

ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。

作为单通道模拟信号输入时ADC0832的输入电压是0~5V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV。如果作为由IN+与IN-输入的输入时，可是将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行IN+与IN-的输入时，如果IN-的电压大于IN+的电压则转换后的数据结果始终为00H。

图

3ADC0832芯片顶视图

1.4DHT11温湿度传感器

目前市面上有很多温湿度传感器的选择，通过比对在DS18B20、SHT11、DHT11传感器中选择采用DHT11温湿度一体传感器，此款传感器是含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。DHT11（图4）数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。

图

4DHT11