【基于單片機的智能充電器設計12000字（論文）】

基于單片機的智能充電器設計目錄一、緒論 41.1背景 41.2國內(nèi)外現(xiàn)狀 41.3課題解決的問題 51.4研究意義 6二、智能充電器的結(jié)構(gòu)組成 7三、智能手機電池充電器的硬件電路設計 83.1單片機簡單介紹 83.1.1單片機的發(fā)展歷史 83.1.2單片機的應用 83.2單片機主控電路設計 93.2.1單片機AT89C51部分 93.2.2時鐘電路 123.2.3復位電路 133.3充電控制電路 133.4供電電源電路 173.4.1變壓 173.4.3濾波 183.4.4穩(wěn)壓 183.5報警系統(tǒng)（蜂鳴器及LED指示燈） 19四、智能手機充電器的軟件設計 204.1程序功能 214.3程序流程圖 224.4程序設計（見附錄） 25五、系統(tǒng)測試 265.1硬件測試 265.2軟件測試 26六、設計總結(jié)與展望 27結(jié)論 28參考文獻 30一、緒論1.1背景當21世紀這個大時代來臨,我們逐漸被生活中的各種信息獲取的豐富的多樣性包圍,我們生活中也越來越離不開我們手中的一個非常有趣的東西,它在目前已然已經(jīng)成為一個人人都不能失去的一部分，這就是手機。因為,我們有時候出門如果不帶手機，連買菜，吃飯都很難做到。而且就算帶手機了，有時候也會遇到手機沒電關(guān)機或者快關(guān)機的時候，這也會對我們的日常生活帶來不便的影響。例如到了動車站、地鐵等流動人口眾多的地方，這里也更迫切得需要我們手中各類手機解決各個市場的銷售問題，方便旅客的工作問題和生活問題。提高這些地區(qū)的服務質(zhì)量和競爭力是我們大家都應該想到的事情。接下來我的研究課題就通過利用我們所學的單片機的部分功能進行了大量軟硬件的設計,用軟硬件完成了絕大部分任務和簡單的外圍電路,通過這樣實現(xiàn)了給所有市場上人口密集區(qū)域的手機進行充電,而使它們集中控制更加方便。伴隨著微型智能單片機在市場上嶄露頭角，智能手機充電器的智能化應用有了更多的創(chuàng)新和研究的方向。1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀當前我國市場上雖然有許多不同類型的智能手機專用充電器,但也保存有許多不一定合格的充電產(chǎn)品。根據(jù)去年國家質(zhì)檢總局的一項抽查,制造商對其生產(chǎn)的大多數(shù)移動充電器都不完全合格。主要技術(shù)問題之一是與家用電源的總線連接,輻射場和干擾場的擾動強度和電源允許的工作電壓。另外,某些家電產(chǎn)品還可能存在與額定低溫放電性能、額定電池容量、放電額定容量和安全保護度等性能指標有關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量安全問題。這些產(chǎn)品質(zhì)量安全問題不僅影響了智能手機的正常生產(chǎn)使用,并且也嚴重影響了智能手機的正常使用壽命,在嚴重的這種情況下甚至還有可能嚴重損害廣大消費者的合法權(quán)益。手機充電器市場的當前趨勢如下：據(jù)我收集的資料顯示，手機充電器在當前可分為單口充電器和雙口充電器兩個大類。也具有單池充電跟雙池充電的區(qū)別。雙電池充電器與單池不同的地方在于具有氟化鎳電池和鎳氫電池的標準慢充、快充、放電和單次充電功能。除此以外有些產(chǎn)品還有電壓控制跟自動溫度這些比較新穎的功能。消費者應盡量選擇雙電池充電器，這樣在生活上提升了方便還對手機的壽命提升了不少。隨著智能手機產(chǎn)品類型的不斷增加,不同的手機充電器由于產(chǎn)品型號不同而可能具有不同的專用電源輸出端口,為了不給大部分消費者因為互換電源的原因帶來生活上的不便。標準無線充電器是這是一種可以直接插入所有智能手機無線電源插座的無線充電器。此外,制造的智能手機的每個電源輸出端口將在目前適用于所有標準手機充電器的配件規(guī)格中保持統(tǒng)一。這樣,消費者不必在每次切換連接到智能手機時都需要購買新的充電器。從這里我們可以清楚看出,隨著電動充電器從智能座椅發(fā)展到智能筆記本電腦,再以及到雙插槽等的快速發(fā)展,它也已經(jīng)開始向功能標準化和智能通用化發(fā)展。當前,一些主要器件制造商研發(fā)生產(chǎn)的智能手機自動充電器主要具有以下主要特征:寬廣的輸入電壓信號保護范圍或多種輸入電壓模式可選,具有雙向限流充電保護,短路充電保護和反向自動充電保護電路,體積小,重量輕,自動快速進行充電,并自動充滿電池。之后它會自動關(guān)閉。此外,某些智能充電器件還具有智能自動識別鋰基鐵離子,鎳氫,鎳鎘蓄電池,放電池等功能,充電設備狀態(tài)自動顯示,低精度噪聲充電模擬以及微電腦自動控制管理系統(tǒng)等先進功能。1.3課題解決的問題手機充電器的基本設計：選擇正確的外圍設備，單片機和其他硬件。使用單片機可以對目標市場中銷售的手機電池進行通用充電。關(guān)鍵設計目標包括：1）系統(tǒng)采用單片機通過外圍控制電路自動感知智能電池的自動充電狀態(tài)，而且能基本實現(xiàn)智能手機電池的充電，放電的自我狀態(tài)控制，就因為這樣我所設計的充電器能最大限度地保護現(xiàn)在市場流行的智能手機電池的使用壽命有效值。2）使當前的移動充電器功能可以被擴展,以為將來的針對充電器相關(guān)功能進行更新升級提供一個平臺。3）保持充電器的總成本盡可能低。因此,這種芯片結(jié)構(gòu)的組合設計將可以實現(xiàn)微微單片機在移動充電器相關(guān)領域的廣泛應用。主控制電路芯片主要是一個單片硅電機at89c51,它還安裝有一個用于電池充電控制過程的一個控制電路模塊以及一個用于內(nèi)部電壓信號轉(zhuǎn)換和外部電源輸入信號提示的控制電路,以便于形成一個硬件控制系統(tǒng)。它主要用于解決與您在充電使用過程中您的電池狀態(tài)保護系統(tǒng)功能設置有關(guān)的幾個問題,如何有效提高您的充電電池效率和如何監(jiān)控您的充電電池狀態(tài)。該系統(tǒng)設計對實際工業(yè)應用來說具有很大的實用價值。1.4研究意義隨著智能手機的迅速發(fā)展普及化以及其在現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ瞽h(huán)境中的重要應用地位,為那些沒有高端低性能智慧手機充電器的現(xiàn)代人們生活提供方便,安全的智能手機無線充電保護服務也就顯得尤為迫切。手機充電器技術(shù)是目前手機充電市場不可或缺的一部分,單片機在該充電領域的廣泛應用也非常方便,這就是提供這種設計的原因。它對于不斷提高我們對通用單片機的基本理解和專業(yè)認識也同樣具有非常重要的社會現(xiàn)實意義,并有效地幫助解決了我們生活中非常需要我們解決的諸多問題。另外,人們通常也會要求在電池保護延長電池使用壽命的一方面使用加強自動充電器,并且使用該最新設計器件可以有效實現(xiàn)這一點,因此使用該器件設計在電池實用性提高方面非常有價值。該研究課題充分利用了單片機自動控制對電池整機進行一次智能自動充電,從而最大不同程度地有效保護了整機電池使用壽命。它指的是由微型電子計算機自動控制的真正自動充電器。同時,由于采用單片式微機軟件需要執(zhí)行大量控制工作,因此大大簡化了外圍控制電路,并顯著降低了成本。此外,作為一個高性能應用平臺,手機移動充電器需要具有很好的應用功能性高可用和擴展性,這為進一步的智能技術(shù)升級應用提供了必備條件,以利于繼續(xù)不斷滿足新的市場需求并充分利用填充目前智能手機移動充電器現(xiàn)有功能,以滿足這部分空洞的市場需求!二、智能充電器的結(jié)構(gòu)組成該系統(tǒng)主要用于控制單節(jié)鋰離子電池的充電。它使用MaximSemiconductor的鋰電池充電芯片。操作原理如下:插入電池后,系統(tǒng)LED指示燈將點亮,并且蜂鳴器將發(fā)出警告音,并且系統(tǒng)將進入預充電狀態(tài)。如果電池電壓超過.5V,系統(tǒng)將快速充電。電池充滿電后,指示燈熄滅,并且蜂鳴器鳴響。如果無法給電池充電,指示燈將以1.51Hz的頻率閃爍,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成該檢測系統(tǒng)由內(nèi)部電源控制系統(tǒng),89c51主控制電路芯片,充電提示控制電路和外部信號提示控制電路部分組成,主要功能用于實時檢測電源系統(tǒng)中電池是否同時安裝了電池以及使用電池期間是否正常充電,是否已充滿電等。?

三、智能手機電池充電器的硬件電路設計智能手機上的充電器系統(tǒng)包括單片機AT89C51主要控制電路,LED顯示燈,蜂鳴器,MAX1898充電控制電路和一個電源控制電路。3.1單片機簡單介紹3.1.1單片機的發(fā)展歷史MCU（Microcontrollerunit）又稱微控制器單元。真正的單片機系統(tǒng)誕生于20世紀70年末，歷經(jīng)了SCM時期、MCU時期、SoC期三個大時期。它創(chuàng)新方向技術(shù)核心是：在車輛應用的正常運行中，目的程序所需的接口端電路跟各種外圍電路不斷擴充，重點是目的的自動智能控制。飛利浦借助著它在生活實際應用和道路汽車應用兩個大方面的巨大市場優(yōu)勢，迅速把單片機MCS-51用其驚人的天賦研制成微控制系統(tǒng)。單片機的創(chuàng)新方向是嵌入式系統(tǒng)核心路線。向MCU時代進步的最為重要的關(guān)鍵，就是得到一個答案。怎樣將應用系統(tǒng)在微控器上的最大化解決。就因為這樣，它發(fā)展趨勢是將專用功能單片機SoC化。而且，SoC所控制的單片機應用系統(tǒng)控制單元的設計的長足進步通過EDA工具、IC程序設計、微型電子控制程序等技術(shù)的大力發(fā)展實現(xiàn)。所以，對單片機方面來說，我們可以簡單的理解為它經(jīng)由單片微控制器，單片微型計算機等，慢慢演變成為了單片機物理應用控制系統(tǒng)。3.1.2單片機的應用眼下，單片機已經(jīng)逐漸滲透到我們?nèi)粘５姆椒矫婷?。我想不出來還有哪個方面沒有單片機這種微控的蹤跡。單片機廣泛應用于日用品、儀器、照明、醫(yī)療、軍事控制和學校管理等諸多人類領域，大致分成以下幾個類型:1）在日常生活的多功能儀器上的功用。2）在家用電器以及裝飾中的功用。3）在互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)領域中的功用。4）在醫(yī)療單位生命安全中的功用。5）在工業(yè)單位控制設備中的功用。3.2單片機主控電路設計3.2.1單片機AT89C51部分該設計的單片機選擇的AT89C51接受6MHz頻率的振動。電路的外部引腳端口（電路設計）如圖3-1所示。U10為AT89C51手機充電器電路部分，工作的時鐘大概在11Mhz。報警提示音由蜂鳴器控制單片機的P1.2引腳發(fā)出。其通過由充電芯片的充電狀態(tài)（輸出信號MAX1898的/CHG）觸發(fā)單片機的外部中斷0，進而關(guān)閉充電電源端，以此來作為單片機的控制裝置。89C51芯片是一種強功能，低電壓，具有4K閃存的擁有編程能力和修改能力的8位數(shù)字的CMOS微處理器。MCU也叫做fperom只讀存儲器。單片機能清零一百余次只讀存儲器。而通過這一系列的控制元件，現(xiàn)在就算批量生產(chǎn)和獨立設計制造，兩個輸出引腳和tmcs-51指令集是兼容行業(yè)標準，可以直接應用傳統(tǒng)的各種高復雜度高密度的微型存儲器非易失性制造工藝。因為At89c51結(jié)合了8位處理器和閃存在一個芯片所以它是一個高性能的高級微控制器。vCC：電源電壓。GND：接地。P0端口：P0端口是8位漏極電平，其雙向I/O端口向外界開放。每個引腳都可以從8ttl門獲取直流電流。每次將1寫入端口P1引腳時，都會將其設置為高阻抗輸入。P0定義為可用于外部程序數(shù)據(jù)存儲的低8位數(shù)據(jù)/地址位。在語言編譯時期，原始代碼輸入端口是P0端口。在fIash激活時，采購訂單將發(fā)出原始代碼。在這種情況下，采購訂單的外部部分應該向上拉。端口中的P1：8位雙向模擬I/O控制端口是端口中的P1，其含有內(nèi)部的調(diào)節(jié)上下電阻元件。同時接收和控制4ttl門的輸出電流的是P1端緩沖電流器的功能。而當兩個P1端口的管腳在一行中寫入1之后，它們可以用作數(shù)據(jù)流的輸入，在內(nèi)部上下行。如果端口P1通過外部文件啟動而且開始出現(xiàn)下降，它會產(chǎn)生電源。在程序編譯和驗證的過程中，接收PI的端口全部可以被看成第8個地址。

3-1單片機電路設計

3-1單片機電路設計端口P2：具有內(nèi)部上拉電阻的雙向8位I/O端口稱為端口P2。輸出4個TTL柵極電流和接收緩沖器是其端口P2的功能。每當端口P2寫“L”，內(nèi)部電阻就會拔出引腳，將其向上拉并使其能夠用作輸入。當用作輸入時，將刪除端口P2上的引腳以輸出功率。這是由于內(nèi)部草案。如果指定“1”地址，則使用內(nèi)部上拉電阻的要求是端口P2輸出地址的高8位。如果使用端口P2訪問16位地址，則需要外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器。讀寫外部8位地址數(shù)據(jù)存儲器時，端口P2輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在存儲和編碼的認證期內(nèi)，端口P2還必須接收控制信號和8個高位信號。端口P3：端口P3的引腳可以接收和釋放4個TTL柵極電流。它由8個雙向I/O端口和內(nèi)部上拉電阻組成。當內(nèi)部上拉并用作輸入時，p3端口將變?yōu)椤?”。當外部出現(xiàn)下拉的時候，作為上拉輸入的端口P3開始放出電流。另外，AT89C51端口的某些特殊功能也可以用端口P3表示。下表列出了特定的端口：可選的端口引腳功能P3.0RXD（串行輸入端口）P3.1TXD（串行輸出端口）P3.2/INTO（外部中斷О）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4TO（定時器О外部輸入）P3.5T1（定時器1的外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫閃存）P3.7/RD（從外部數(shù)據(jù)存儲器讀取閃存）P3：同時引入用于更新編程譯碼和程序控制的信號控制。RST：重置輸入端口。當器件被振蕩器復位時，RST的主軸會保持向上位置最起碼兩個機器周期的位置。Ale/prog：在我們接下來進入的外部數(shù)據(jù)存儲單元，地址控制鎖授權(quán)的輸入/輸出控制級別被設計成精確地存儲地址授權(quán)狀態(tài)下的每個字節(jié)。在我用軟件編程的過程中，我們把這個引腳設計成一個編程功能脈沖來控制讀出輸入。通常，兩個ale連接器以一直不變的振蕩周期，諧波頻率向脈沖振蕩器的前端輸出一個正常的脈沖振蕩信號，內(nèi)部振蕩周期的頻率約為每個脈沖振蕩元件頻率的六分之一。因此，它們經(jīng)常直接用于使它們的脈沖與外部輸出信號同步。然而。應當注意，在用作外部數(shù)據(jù)的存儲設備時，跳過了ale脈沖。如果sfr8eh的地址值設置為0，則必須禁止ale的單位輸出。因為只有這樣，只有MOVC命令轉(zhuǎn)換為ale時，而MOVX正在運行的途中，ale才有效。控制器也才能略微升高。當微機在禁止外部指令的操作時（如ale）中始終處于指令執(zhí)行的停止狀態(tài)，則這條指令就會被自動設置成完全無效的形式。/PSEN：選通信號分量來自外部數(shù)據(jù)存儲。當調(diào)用命令通過外部程序存儲器傳遞時。/PSEN在每臺機器上可以有效兩個周期。因此，訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，兩個/PSEN信號均無效。/EA/VPP：使用外部程序存儲器，而不管是否可以使用內(nèi)部程序存儲器。則在此期間需要/EA保持低位。在期間應該注意的是，在EA（-1次）加密模式下，它在內(nèi)部被阻塞為reset。如果/I/O端子保持高位，內(nèi)部編程存儲器會位于此處。該引腳還用于在存儲器編譯期間控制12V編程電源（VPP）。XTAL1：通過反相振蕩器的放大器發(fā)送信號和內(nèi)部時鐘電路的工作輸入信號XTAL2：反相振蕩器的輸出。3.2.2時鐘電路時鐘電路的核心是一個相對穩(wěn)定的振蕩器（通常使用晶體振蕩器）。振蕩器產(chǎn)生正弦波的一部分。為了使系統(tǒng)的所有部分正常工作，電路的時鐘頻率不一定是系統(tǒng)頻率。首先必須對正弦波的頻率進行分頻，然后制作一個時鐘，最后將其分配到需要的地方。時鐘電路的工作內(nèi)容是使微控制器的外部連接到穩(wěn)定的振蕩器（或內(nèi)部振蕩器）以提供高頻脈沖。經(jīng)過分頻處理后，它成為單片機的內(nèi)部時鐘信號，它充當控制信號，用于芯片上各個組件的協(xié)同工作。它的作用就是來與外部晶體配合實現(xiàn)穩(wěn)定振蕩的電路，運行時鐘就這樣被單片機提供了。任何工作都要按時間的順序，而用來產(chǎn)生這個時間概念的就是這個時鐘電路。時鐘電路的組成需要三個部分：一個晶體振蕩器，一個晶體振蕩器芯片和一個電容器。3.2.3復位電路通過復位電路裝置，可以將電路復位到其初始狀態(tài)。它的基本原理與袖珍計算器的基本原理非常相似，不同之處在于啟動方法和啟動原理部分不一致。顧名思義，復位電路用于將整個電路復位到其初始狀態(tài)。就像計算器的重置按鈕的功能一樣，它用于重新計算并返回到原始狀態(tài)。復位電路的功能是在加電和復位期間控制CPU的復位狀態(tài)。保持CPU處于復位狀態(tài)一定時間，而不是在打開電源后立即或在完成復位后不久使CPU進入操作狀態(tài)。通過這樣能執(zhí)行非正確操作，增強電磁的兼并融合的性能和防止系統(tǒng)發(fā)出錯誤的指示。無論我們使用哪種類型的單片機模塊，都需要考慮單片機的復位電路。單片機復位電路設計的優(yōu)缺點直接關(guān)系到整個電路的可行性。上電復位會直接打開產(chǎn)品電源，因此上電復位與低壓和LVR操作有關(guān)。上電過程是一個緩慢增加的曲線，該過程無法立即完成。打開系統(tǒng)后，系統(tǒng)將初始化。當系統(tǒng)正常工作時，振蕩器開始工作并提供系統(tǒng)時鐘。3.3充電控制電路MAX1898主要用于線性負載電路。雙排10引腳SMD封裝。它可以提供精確的恒定電流/恒定電壓充電。電池電壓智能調(diào)控精準范圍為-0.75%～+0.75%，通過有效改善智能手機電池的性能，可以直接延長電池和手機的使用年限。用戶不僅可以直接使用內(nèi)部負載電流自動測量系統(tǒng)來設置外部負載輸入電流，而且不需要外部負載電流表來測量負載電阻。MAX1898也為多個輸出以自動調(diào)試輸入充電電流的狀態(tài)變量、用于輸出電荷的控制燈（輸出指示的輸出/接收功率已成功連接至輸出充電器），用于輸出電荷電流控制的控制燈。其他重要功能包括停機時間控制，可選的充電周期重啟（不重啟），可選的安全計時器（在充電過程結(jié)束時）以及低功耗和過充電的電池預充電。充電系統(tǒng)芯片采用MAX1898，是指maxim傳感器的單體混合動力鋰電池自動充電系統(tǒng)芯片?？刂菩酒粌H可以限制總線的輸入和輸出電流，還可以通過外部調(diào)節(jié)電容和內(nèi)部電阻設置最大充電持續(xù)時間和最大輸出充電電流。max1898參考號的定義如下表所示。3-2MAX18983-2MAX1898充電時間和定時電容C(nF）的關(guān)系式滿足:C(nF)=34.33*t（單位為h充電時間)。最大一次交流充電器的電路參數(shù)imax與i/l限整流的電阻系數(shù)rset之間的參數(shù)關(guān)系式表示可以充分滿足:imax(a)=1.400(Kv)/rset(Q)。充電控制電路系統(tǒng)的原理的框圖所示如圖。3-3充電系統(tǒng)控制電路原理框圖3-3充電系統(tǒng)控制電路原理框圖引腳符號功能說明IN內(nèi)部的取樣電阻的輸入口，檢驗輸入電源CHG開漏極LED驅(qū)動引腳或接100千歐EN/OK芯片的使能輸入和電源就緒輸入引腳ISET外界限流電阻設置芯片最大充電電流CT外界定時電容設置芯片充電時間RSTRT重新充電控制端BATT鋰電池的正極GND芯片地DRV外界晶體管的驅(qū)動引腳CS芯片內(nèi)部取樣電阻負端充電控制部分的核心器件是MAX1898充電芯片。將充電狀態(tài)輸出引腳/CHG連接到微控制器后，74LS04反轉(zhuǎn)以觸發(fā)外部中斷。LED是紅色LED，紅色指示燈表示電源已打開，LED_ug是綠色LED指示燈，綠色指示燈表示正在充電。Q1是由MAX1898控制的Р溝道場效應晶體管。R4是用于設置充電電流的電阻，電阻值為2.8kq，最大充電電流為500mA，C11是用于設置充電時間的電容器，電容值為100nF，最大充電時間為3小時。首先，監(jiān)視MAX1898的CHG輸出信號。當MAX1898即將充電時，該引腳發(fā)出一個周期為4S的脈沖。當MCU的In引腳接收到中斷時，它會產(chǎn)生一個中斷，并使用MCU作為計數(shù)器來開始計數(shù)。當下一個脈沖到達時，定時器程序?qū)⒋_定MCU計數(shù)是否約為4S，然后通過控制引腳P1.2和P1.3來關(guān)閉蜂鳴器，以關(guān)閉蜂鳴器。在MAX1898和外部單片機的同步作用下，執(zhí)行以下充電過程。1）預充插入電池后，連接直流輸入電源。當充電器檢測到電池時，請重置計時器以開始預充電過程。在此期間，充電器使用10％的快速充電電流為電池充電，并使電池電壓和溫度恢復正常。預充電時間由外部電容器CT確定（100nF時為45分鐘）。在預充電時間內(nèi)電池電壓達到2.5V且電池溫度正常時，充電過程將進入快速充電過程。如果在預充電時間后電池電壓仍低于2.5V，則認為該電池不可充電，并且充電器指示電池故障。LED指示燈閃爍。2）快充快速充電過程也稱為恒流充電，即充電器以恒定電流為電池充電?？焖俪潆娺^程也稱為恒流充電，即充電器以恒定電流為電池充電。當以恒定電流充電時，電池電壓會緩慢增加。一旦電池電壓達到設定的端子電壓，恒流充電過程即告結(jié)束，充電電流迅速降低，充電過程開始完全充電。當以恒定電流充電時，電池電壓會緩慢增加。一旦電池電壓達到設定的端子電壓，恒流充電過程即告結(jié)束，充電電流迅速降低，充電過程開始完全充電。3）滿充滿充電后，充電電流會逐漸減小，直到充電速率低于設定值或滿充電時間已過，并且最高截止電荷被打開為止。如果充電過程中斷，充電器將使用很小的充電電流來補充電池能量。盡管在充滿電和上部斷開的充電過程中充電電流逐漸減小，這減小了內(nèi)部電池電阻和其他串聯(lián)電阻對電池端子電壓的影響，但由串聯(lián)電阻在充電電路中形成的電壓降仍然存在，并且影響電池端子的電壓檢測。通常，充滿電和最大關(guān)機電荷可將電池壽命延長5％到10％。4）斷電電池充滿電后，MAX1898芯片的引腳2發(fā)送的脈沖電平從低電平變?yōu)楦唠娖?，這由單片機檢測到并引起單片機中斷。如果在中斷期間確定充電已完成，則單芯片計算機將通過p2.0連接器切斷從lm7805到MAX1898的電源，以確保芯片和電池的安全性，同時降低功耗。電池充滿電后，MAX1898芯片的引腳2發(fā)送的脈沖電平從低電平變?yōu)楦唠娖剑@由單片機檢測到并引起單片機中斷。如果在中斷期間確定充電已完成，則單芯片計算機將通過p2.0連接器切斷從lm7805到MAX1898的電源，以確保芯片和電池的安全性，同時降低功耗。5）報警電池充滿后，MAX1898芯片本身會關(guān)閉外部綠色LED燈。出于安全原因，在檢測到滿脈沖后，微控制器不僅會自動切斷MAX1898芯片的電源，而且還會通過蜂鳴器向用戶發(fā)出警報，提醒用戶及時取出電池。如果發(fā)生充電錯誤，MAX1898會控制綠色LED，使其以約1.5Hz的頻率閃爍。此時，請勿關(guān)閉芯片的電源，而要讓用戶繼續(xù)看到此提示。3.4供電電源電路直流穩(wěn)壓電路通常使用220V電源。經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換，整流和濾波后，將其送至穩(wěn)壓電路以進行穩(wěn)定，最后送至穩(wěn)定的直流電源。在此過程中，轉(zhuǎn)換，整流和濾波電路可以用作直流穩(wěn)壓電源的基本電路。如果未對這些電路進行預處理，則穩(wěn)壓電路將無法正常工作。系統(tǒng)采用0VAC為系統(tǒng)提供直接電源。首先，交流變壓器用于將0vac轉(zhuǎn)換為1vac。經(jīng)橋式整流電路整流后，連接1000uf/V電解電容器和104陶瓷電容器。濾波后的DC輸出電源連接到穩(wěn)壓集成電路7805以向系統(tǒng)提供功率。電路圖如圖4-4所示。3-4供電電源電路設計3-4供電電源電路設計3.4.1變壓通常，直流穩(wěn)壓電源使用電源變壓器來更改后續(xù)電路的電壓輸入。電力變壓器由一次繞組，二次繞組和鐵芯組成。初級繞組用于輸入電源的交流電壓，次級繞組用于輸出所需的交流電壓。通常，電力變壓器是電磁轉(zhuǎn)換器。即，初級交流電被轉(zhuǎn)換成鐵芯的閉合交流磁場，并且磁場的磁力線切斷次級線圈以產(chǎn)生交流電動勢。當次級電路連接到負載時，電路閉合，并且交流電流流過次級電路。3.4.2整流變壓器轉(zhuǎn)換后，仍然需要將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，以供以后在電路中使用。該轉(zhuǎn)換電路是整流電路。在直流穩(wěn)壓電源中，二極管的導入特性用于將方向轉(zhuǎn)換交流電轉(zhuǎn)換為直流電。變壓器轉(zhuǎn)換后，仍然需要將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，以供以后在電路中使用。該轉(zhuǎn)換電路是整流電路。在直流穩(wěn)壓電源中，二極管的導入特性用于將方向轉(zhuǎn)換交流電轉(zhuǎn)換為直流電。由于全波整流器電路需要特殊的變壓器，因此難以制造，因此出現(xiàn)了橋式整流器電路。該整流器電路使用普通變壓器，但比一個全波整流器電路多使用兩個二極管。由于四個整流二極管被連接以形成橋，因此整流電路被稱為橋式整流電路。3.4.3濾波在對交流電進行整流之后，獲得了脈動的直流電，由于其大的交流電紋波，該脈動的直流電不能直接用作電子電路的電源。濾波電路可以大大減少交流紋波分量，并使整流后的電壓波形更平滑。兩個電容器和一個電阻形成一個RC濾波電路，也稱為RC濾波電路πRC濾波電路。參見圖20。由于電阻器R1已添加到濾波電路，因此交流紋波在R1之間共享。R1和C2越大，濾波效果越好。但是，如果R1太大，則電壓降將太大，并且輸出電壓將降低。通常，R1應該比R2小得多。3.4.4穩(wěn)壓電子產(chǎn)品中常用的三端穩(wěn)定集成電路具有正電壓輸出xxLm79系列和負電壓輸出xx系列的功能。在此IC模型范圍內(nèi)，lm78或lm79之后的數(shù)字表示三端IC的輸出電壓。例如，lm7806指示輸出電壓為正6V，而lm7909指示輸出電壓為負9V。由于三端固定電壓調(diào)節(jié)器集成電路易于使用，因此被廣泛用于電子產(chǎn)品中。1LM7805的主要功能：出電流可以達到1A。②輸出電壓為：5V熱保護路保護出晶體管的SOA保護該電路是穩(wěn)壓電源，輸出電壓為+5V，輸出電流為1.5A。它由一個電源變壓器，一個橋式整流電路，一個濾波器，一個自激電容器和一個固定的三端穩(wěn)壓器（7805）組成，非常簡單方便。3.5報警系統(tǒng)（蜂鳴器及LED指示燈）蜂鳴器是集成的電子信號蜂鳴器。它可在直流或低壓下工作，并廣泛用于電子產(chǎn)品。例如計算機，打印機，復印機，警告燈，電子玩具，電子汽車，電話，計時器等。蜂鳴器有兩個類型：壓電蜂鳴器跟電磁蜂鳴器。壓電蜂鳴器主要由殼體，壓電蜂鳴器，多諧振蕩器，阻抗匹配裝置和諧振箱組成。某些壓電蜂鳴器還配備有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路組成。當打開電源（工作電壓為1.5至15VDC）時，多諧振蕩器開始從低到高振動，并以高頻輸出1.5至5kHz音頻信號，其阻抗匹配系數(shù)導致壓電式高頻蜂鳴器。壓電蜂鳴器由鈦酸鉛或釩酸鎂鉛制成。將銀電極涂覆在陶瓷片的兩面上，然后在極化和時效處理之后與金屬片或不銹鋼片結(jié)合。電磁振動蜂鳴器由電磁振蕩器，電磁功率線圈，磁體，振動功率膜和電磁殼組成。當設備連接到振動電源時，由振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流流經(jīng)電磁線圈并產(chǎn)生由電磁線圈產(chǎn)生的磁場。在電磁線圈和磁體的相互作用下，振動膜周期性地振動并發(fā)出聲音。電池充滿后，MAX1898芯片本身會關(guān)閉外部綠色LED燈。出于安全原因，在檢測到滿脈沖后，微控制器不僅會自動中斷MAX1898芯片的電源，而且還會通過蜂鳴器警告用戶，以提醒他及時取出電池。如果發(fā)生充電錯誤，MAX1898會控制綠色LED，使其以約1.5Hz的頻率閃爍。此時，請勿關(guān)閉芯片的電源，而要讓用戶始終看到此提示。四、智能手機充電器的軟件設計智能手機充電器的主要功能是幫助肯定是否已安裝電池，預充電時間的成功能力，電池充電能力等。程序流程圖如圖4-1所示。4-1程序流程圖

4-1程序流程圖該系統(tǒng)由一個MAX1898單片機和一個89C51單片機組成，以完成控制充電的電池組。當沒有電源或電源輸入時，MAX1898的標為CHG的引腳之一為高電平。如果您可以將CHG引腳與外部中斷結(jié)合使用，并檢查CHG輸入信號。首先，控制連接的In引腳會收到一個中斷信號。產(chǎn)生中斷后，此技術(shù)將運行微控制器的計數(shù)器T1。發(fā)生預充電問題后，MAX1898的en/OK引腳開始掉電并停止充電。蜂鳴器被激活，警報開始。請參閱附錄以獲取程序代碼充電器的充電過程主要由MAX1898控制，MCU芯片主要為電池提供保護。軟件功能的主要控制步驟包含在計時器中斷程序中，包括監(jiān)視電壓，測量電流和累計的電流-時間乘積。4.1程序功能MAX1898完成充電后，其/CHG引腳將從高電平跳至低電平，從而中斷MCU/CHG輸出。當CHG輸出為高電平時，有以下三種情況：一種是未插入電池或沒有充電輸入，另一種是充電過程已完成，第三種是充電失?。ù藭r實際上是/），CHG反復跳躍具有1.5h7的頻率。顯然，前兩種情況可以由微控制器直接控制，以便中斷充電電源，因此在第三種情況下，程序只需要以不同的方式處理充電錯誤即可。如果在此中斷期間確定沒有充電錯誤，則控制引腳p2.0中斷電源，控制引腳p2.1啟動蜂鳴器警報。4.2主要變量說明程序中的變量及其說明如表所示。變量說明GATE單片機的p1.2端口，調(diào)配電源的開關(guān)BEEP單片機的p1.3口，控制蜂鳴器t-countT0的計數(shù)值int0-count外部的中斷脈沖int0外中斷0服務程序timer0定時器0中斷服務程序4.3程序流程圖該程序使用C語言在編譯后自動生成機器語言。單片機用來控制智能充電器工作的程序可以大致分為三個方面，它們可以并行執(zhí)行。如圖4.2，圖4.3和圖4.4所示。以下程序圖中子任務的功能是首先對其進行初始化，然后通過While（1）語句實現(xiàn)無限循環(huán)的目的。如圖4.2所示。4-2充電子程序流程圖4-2充電子程序流程圖以下程序的子任務的目的是確定當int_count為0時是否自動啟動計時器0，是否需要清除計數(shù)器并使int_count遞增，否則int_count遞增。如圖4.3所示。4-3充電中斷子程序流程圖24-3充電中斷子程序流程圖2以下流程圖中子例程的功能是首先關(guān)閉計數(shù)并重新設計數(shù)字的起始值。如果計數(shù)大于600，則將自動添加t\Count0，即在第一個外部中斷為0之后，如果INT0\如果count為1，則生成3S，蜂鳴器在充電后會發(fā)出警報，中斷充電電流供應并切換t0中斷和外部中斷0。如果INT0不為1，則會發(fā)生加載錯誤，并且立即關(guān)閉t0中斷和外部中斷0，否則開始t0計數(shù)。如圖4.4所示。外部中斷0設為邊沿觸發(fā)。程序的簡單介紹:斷開→下降沿第一個→開始計數(shù)T0→下降沿第二次→停止計數(shù)T0→讀取計數(shù)器T0→截至返回4-4充電結(jié)束子程序流程圖34-4充電結(jié)束子程序流程圖34.4程序設計（見附錄）

五、系統(tǒng)測試智能手機充電器設計的測試部分在本文中主要分為三個部分，分別是硬件測試，軟件測試和系統(tǒng)參數(shù)設計。5.1硬件測試硬件的測試部分主要是針對89c51總控電路和1898充電控制電路。單片機電路對于我們初學者來說相對比較方便。因為所用到的輸入/輸出口只有P2.0端和P2.1端兩個端口。P2.0在電路中被用作輸出信號。在被需要的時候可以非常快速地關(guān)斷充電。而P2.1端則是用于連接蜂鳴器報警。還用的就是P3.2端口，它的作用也很簡單是控制INTO的外部中斷。在充電控制電路中，主要的核心器件是MAX1898。該器件的充電狀態(tài)輸出引腳/CHG由74LSO4反相，然后連接至主控制微控制器INTO，以在外部電路中產(chǎn)生開路。當然，MAX1898也可以單獨管理綠色LED_G的狀態(tài)。充電時，綠燈將亮起；充滿電時，綠燈將熄滅。相反，連接電源后，紅色LED_R繼續(xù)點亮。僅當PNP-FET連接到MAX1898的CS或DRV的基極和發(fā)射極時，才對輸出電流充電。對照功能分別檢測即可知道硬件電路是否正確。5.2軟件測試軟件主要是控制充電過程的實現(xiàn)。插入電池后，請先連接相同的二次電源。當充電器檢測到電池時，它將重置計時器，打開計數(shù)器并開始計數(shù)。如果在預充電期后電池電壓仍低于2.5V，LED指示燈將閃爍以指示電池故障。當電池充滿時，MCU將接收由MAX1898芯片/CHG發(fā)送的脈沖電平從低到高的信號，這將中斷MCU。在中斷過程中，如果確定充電已完成，則引腳p2.0輸出0以切斷從lm7805到MAX1898的電源，并且引腳p2.1也輸出0以打開蜂鳴器進行報警。如果上述功能都能實現(xiàn)則表明程序沒有錯誤，否則根據(jù)錯誤修改程序。

六、設計總結(jié)與展望接下來，我將利用MAX1898充電芯片的作用來簡要介紹如何充分利用微控制器來實現(xiàn)智能手機充電器。由于充電選項的多樣性，如今在設計充電器時，有必要為不同的電池選擇不同的充電芯片。完整的設計是單手機充電器，因此選擇了