论文总字数：13784字

摘 要

本设计使用单片机芯片C8051f005，在电脑上安装Silabs公司官方提供的软件开发集成环境IDE，使用C语言在电脑中进行软件设计和调试，并完成对智能控制系统的设计。在完成对对超级电容器的基本参数和各项特性基本介绍后,同时充电器的硬件电路包括。软件设计在Silicon Laboratories IDE中以C语言为工具，实现了预充、快充、满充、断电等智能化控制的充放电过程。 

关键词：超级电容器；智能化；c8051f005单片机；IDE

Software design of super capacitor charging and discharging equipment

Abstract

This design uses a single chip C8051f005, install the software integrated development environment Silabs company official IDE on the computer, use C language to design and debug the software in the computer, and completer the design intelligent controlor system. After the completion of the basic parameters and basic characteristics of super capacitor, and the charger hardware circuit includes. Software design in Silicon Laboratories IDE language as a tool to achieve the pre charge, fast charge, full charge, power and other intelligent control of the charging and discharging process of C.  

Key words: super capacitor; intelligence; C8051F005 MCU; IDE

目录

第一章 引言 2

1.1课题背景 2

1.2课题研究意义 2

1.3研究方向 2

第二章 超级电容介绍 3

2.1超级电容器背景 3

2.2特性 3

2.3优缺点及和普通电池的对比 4

2.4超级电容储能原理 4

2.5超级电容器充放电原理 4

2.6发展现状 6

第三章c8051f005单片机简介 6

3.1整体简介 6

3.2硬件介绍 7

第四章 IDE简介 8

4.1IDE介绍 8

4.2IDE特性 8

第五章 充电流程及电路设计 8

5.1充电流程 8

5.2电路设计 9

第六章 结束语 9

6.1致谢词 9

参考文献 10

第一章 引言

1.1课题背景

当今社会由于汽油、煤炭等有限能源逐渐枯竭，并且伴随着这些能源的使用已经引发了全世界的气候变暖。目前人们研究的重点还是放在油、气混合的动力燃料电池、化学电池的研究上。虽然人们的研究已经获得了一点成就但还是存在着目前难以消除的缺点：耐用性不高、对极端的温度适应性差、依旧存在有着污染、操作不方便等。而在上世纪80年代初被发明的超级电容器，是与普通的电池和电容器都有着差别的绿色无污染的储能元器件。它有着充放电的速度快、极大的存储量、绿色无污染、循环使用次数极高、极其耐用等特点。随着小型的电气设备的普遍运用，超级电容在电动车的开发、充电宝、智能手机等方面的开发获得了的空间。

1.2课题研究意义

超级电容器单独一个个体的电压并值不是很高，通常仅有2V到4V，在运用的时候会根据用户的个人要求将其串联或者并联然后整体再来用。超级电容器有一个缺点导致超级电容应用困难，这个缺点是离散性，即同时生产出来的同一个型号的超级电容都在各项基础性能方面有着不同，这是由于制造工艺不够成熟以及材质本身自然存在的差异和必定存在的机械误差造成的。因此要提高输出电压来防止在超级电容器充放电因为本身的差异性导致可能的过度充电和过度放电从而使得超级电容器受损降低它的使用次数同时破坏系统的平衡。所以开发超级电容器的智能的控制系统对超级电容的开发研究和推展使用会有极大的帮助。

1.3研究方向

超级电容器的特性及超级电容器快速充电方法，主要要研究和解决平均电压的问题，即单体超级电容器存储容量在3V左右，用串并联的方式连接成一个电容器组提供应急的电源时，各个单体之间的差异会造成电容器组的储存能量减少，导致容量的误差，受到漏的电流影响。

控制超级电容器进行充放电实验，并对实验的数据进行采集，分析超级电容器充放电响应曲线，研究超级电容的各项性能参数，如充电的电压大小、充电的时间长短、放电的时间长短、带负载的能力等。

第二章 超级电容介绍

2.1超级电容器背景

超级电容器（Super capacitor）又名电化学电容器(Electrochemical capacitor)，黄金电容，是在和普通电容与化学电池都不一样的特殊的电子元器件是在上一个世纪80年代初开发拓展。他与一般的电池不同的地方是他储存电能的方式是他经过极化电解质来进行的，即它可以凭借双电层和氧化还原赝电容电荷的形式来进行对电量的储存。而且在储存能量的过程中并不会有物质的变化，同时这种储存能量的过方式是可以逆转的，这使得超级电容器拥有极强的耐用性，能够反复充电放电数十万次。

同时，由于汽油煤等能源的有限和不可再生，以及其使用过程中产生的对人们的生活影响越来越严重的污染，使得都在研究新能源来替代石油等有限不可再生的旧能源同时降低对环境的污染。同时人们已经在新型能源的开发上已经获得了一定的成果如在混合动力、新型化学电池等方面。但是由于对它们的使用操作复杂、耐用性不高、对极端温度的适应性差、对环境的污染依旧存在、造价高等弱点并还没有开发出很好的解决办法。而超级电容器本身有着比传统化学电池等能源设备更好的基础参数使得它有取代普通电池在各方面上的使用度的可能。同时，也是因为超级电容的优越性能，世界各国都倾注全力参与到了对超级电容器的研究与开发。

2.2特性

电容量的决定于分离出来的电荷，电容量与电荷的面积以及电荷的密集程度成正比。

传统电容器的面积是导体的平板面积，导体材料往往会被卷制得很长来获得较大的容量，有时甚至会用特殊的结构来增加它的表面积。

超级电容器的面积不同于传统电容器，超级电容器的面积在运用多孔碳材料的多孔结的情况下能够达到200m2/g，同时能使用另外的措施达到更高的面积，被吸引到带电电极的电解质离子的尺寸决定了超级电容器中电荷分离开的距离，这个距离比传统电容器所能实现的距离比更小，这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容器和传统电容器相比有大的惊人的静电容量。[1]同时具有以下几点突出特性：

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：13784字