基于ARM单片机的充电报警装置设计+程序+电路图(2)

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4.3 本章小结 18

5 测试与成果 19

5.1 硬件调试 19

5.2 软件调试 19

5.3 测试过程 20

5.4 本章小结 24

结论 25

致谢 27

参考文献 28

附录A 程序代码清单 29

附录B 开发板原理图 35

1 引言

1.1 本课题的研究背景及意义

随着电子产品的大范围使用，镍镉电池的使用也越来越普遍。由于镍镉电池的高要求，不能出现长久的过度充电而使电池寿命降低的现象。改善由于充电控制不合理而造成的过充问题[1]，提高电池的使用性能和使用寿命，则显得尤为重要。因此本文采用stm32单片机对你镍镉蓄电池的充电电压进行检测来保护电池，提高电池寿命。在智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，单片机现在已越来越广泛地被应用。可以说单片机的应用已深入到人类的生活、工作的每一个角落，这说明它和我们每个人的学习、工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改良、创造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。

1.2 国内外的研究现状

1.2.1 对镍镉蓄电池的研究了解

1.2.2 关于单片机的发展研究

2 系统方案论证与选型

2.1 镍镉蓄电池的充电特性

镍镉蓄电池的正极是氢氧化镍，负极为镉，氢氧化钾溶液是发生反应的电解液。其中发生的化学反应的方程式：

放电反应式：Cd + Ni02 + 2H2O → Cd(0H)2+Ni(OH)2；

充电反应式：Cd(OH)2 + Ni(OH)2 →Cd + Ni02 + 2H20。

从上式我们可以知道，镍镉电池的充放电是一个可逆的过程，刚刚被发明不久的镍镉电池充电后，要是未完全放电即再行第二次充电，电池中的化学成分会存在记忆效应，记住前次放电点而无法完全充电或者完全放电，以至使电池的实际容量会变小，最严重时甚至降到只剩总容量的20％左右[7]。然而，经过电池厂商和相关研究人员一再研究改良，近几年生产的镍镉或镍氢电池已经没有明显的记忆征象，但是还有一个棘手的问题是镍结晶。镍结晶现象是充电过程中电池已充饱后，没有及时拔掉充电器而持续补充到两个电极板上长出镍金属结晶的现象，此种结晶会占用电池活化面积，导致电池容量大量减损，但是幸好大部分结晶都可以在电池放电在1 V以下后，溶解到电解液中。但若电池长时间未获充分放电，镍结晶没机会溶解，变得越来越大，就会发生上述类似记忆效应，使电池容量减损；且由于镍结晶尖刺状的形状，能够快速成长，会穿破正负电极问的电解质层，从而使电池内部的泄电量每天都会增加至10％以上，这也有效解释了有些电池充好电后放置几天再用却发现没电的由来了。