基于單片機(jī)的智能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)

衡水學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)論文作者指導(dǎo)教師系別物理與電子信息系專業(yè)電子信息工程年級(jí)2009級(jí)提交日期20答辯日期20畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）學(xué)術(shù)承諾本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不存在抄襲情況，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含他人或其他教學(xué)機(jī)構(gòu)取得的研究成果。作者簽名：日期：畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）使用授權(quán)的說明本人了解并遵守衡水學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文的規(guī)定。即：學(xué)校有權(quán)保留或向有關(guān)部門送交畢業(yè)論文的原件或復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨_論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文及相關(guān)資料。作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：日期：論文題目：基于單片機(jī)的智能充電器的設(shè)計(jì)摘要：隨著手機(jī)逐漸走入人們的生活，手機(jī)充電器的重要性愈顯突出。與此同時(shí)，對(duì)手機(jī)充電器的要求便越來越高，一般的手機(jī)充電器已經(jīng)無法滿足人們的需求。本設(shè)計(jì)針對(duì)這種情況提出了一種以MAX1898為充電芯片，運(yùn)用STC89C51單片機(jī)芯片對(duì)其進(jìn)行控制的智能充電器的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)包含單片機(jī)電路、充電電路、光耦隔離電路及電壓轉(zhuǎn)換電路幾部分。程序方面運(yùn)用C語言來設(shè)計(jì)，完成了預(yù)充電、快速充電、慢速充電、智能報(bào)警等一系列充電過程。本設(shè)計(jì)不僅做到了充電的智能化，還對(duì)電池的壽命起到了保護(hù)作用。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能充電器；充電技術(shù)Title：TheDesignofIntelligentChargerBasedonMCUAbstract:Withthedevelopmentofmobilephonegraduallyintopeople'slives,themoreprominenttheimportanceofmobilephonecharger.Atthesametime,themobilephonechargerrequestsmoreandmore,andmobilephonechargergenerallyhasbeenunabletomeettheneedsofpeople.ThedesignforthiskindofsituationisproposedbasedonMAX1898designofintelligentchargerchargingchip,usingSTC89C51singlechiptocontrolit.Thedesigncontainsamicrocontrollercircuit,achargingcircuit,aoptocouplerisolationcircuitandavoltageconversioncircuit.Intheproceduralaspect,weusetheClanguageforthedesign,completingthechargingprocessofpre-charge,fastcharge,tricklechargeandintelligentalarm.Thisdesignnotonlydoestheintelligentcharging,butalsoplaysaprotectiveroleinthebatterylife.Keywords:MCU;IntelligentBatteryCharger;ChargingTechnology目錄摘要 IAbstract II1緒論 11.1課題的背景 11.2課題研究的意義 11.3課題研究的內(nèi)容 12系統(tǒng)方案的整體設(shè)計(jì) 32.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 32.2相關(guān)模塊概述 33系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 53.1硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 53.1.1最小系統(tǒng) 63.1.2系統(tǒng)電源模塊的設(shè)計(jì) 73.1.3充電管理芯片的選擇 83.1.4電源模塊的設(shè)計(jì) 93.2軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 103.2.1主程序的設(shè)計(jì) 113.2.2定時(shí)器中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì) 123.2.3外部中斷服務(wù)程序 144仿真與調(diào)試 164.1Proteus仿真 164.1.1Proteus設(shè)計(jì)與仿真的開發(fā)過程 164.1.2Proteus運(yùn)行過程 164.1.3智能充電器仿真 164.2系統(tǒng)調(diào)試及其結(jié)論 18結(jié)語 19參考文獻(xiàn) 20致謝 211緒論1.1課題的背景在社會(huì)的不斷進(jìn)步中，信息技術(shù)以驚人的速度擴(kuò)散到我們身邊的每一個(gè)角落，而手機(jī)的普及便是其中的一個(gè)縮影。作為手機(jī)的一個(gè)核心組件，手機(jī)電池充電器性能的好壞，大大直接關(guān)系到手機(jī)的正常使用?，F(xiàn)在的充電器，缺乏智能化，這將使得電池的壽命變短，充電低效率和可維護(hù)性變低，這很突出的缺陷越來越不能夠滿足人們的需求。因此，新型智能充電器在科學(xué)研究領(lǐng)域中便成為一件緊迫的事情。在如今廣闊的市場(chǎng)上，充電器的產(chǎn)品質(zhì)量大多低于人們的標(biāo)準(zhǔn)要求。這些不太令人滿意的存在大大影響了我們正常使用手機(jī)，同時(shí)還一定程度上縮短了電池壽命。如果出現(xiàn)意外，還會(huì)對(duì)我們?cè)斐刹豢深A(yù)料的傷害。由于電池的個(gè)體離散性，即使兩塊型號(hào)工藝完全相同的電池，其最大容量和最佳充電方式也不盡相同。而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的充電技術(shù)，很多都沒有考慮到這個(gè)特點(diǎn)，大多數(shù)都采用恒流快速充電法以及電壓比較法充電。而這兩種充電方法都會(huì)在一定程度上對(duì)電池壽命造成損害。而單片機(jī)的出現(xiàn)，使得手機(jī)充電器的智能化有了新的發(fā)展方向。1.2課題研究的意義手機(jī)充電器是手機(jī)市場(chǎng)中不可或缺的一部分，而單片機(jī)在這方面的應(yīng)用也是很實(shí)用的，因此提出了這個(gè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)在其前景上有很好的開放性和可發(fā)揮性，對(duì)于增強(qiáng)我們對(duì)單片機(jī)的了解與認(rèn)識(shí)，有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，并切實(shí)解決了所需要解決的問題。此外，人們普遍要求充電器在電池壽命保護(hù)方面應(yīng)予以加強(qiáng)，而本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，所以本設(shè)計(jì)在實(shí)用性方面很有價(jià)值。1.3課題研究的內(nèi)容本設(shè)計(jì)的方案將實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在充電器領(lǐng)域中的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)通過將STC89C51單片機(jī)作為主控核心，由MAX1898作為充電管理芯片，用7805來提供穩(wěn)定電壓，由6N137光耦合器實(shí)現(xiàn)所需的補(bǔ)償和隔離功能，另外還增加了通過燈的閃爍和蜂鳴器鳴叫來報(bào)警的功能。軟件方面包括以下幾方面：主要控制程序的設(shè)計(jì)，定時(shí)器中斷程序的設(shè)計(jì)，外部服務(wù)中斷程序的設(shè)計(jì)等幾部分。本設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)的電池充電的智能化，能夠大大的滿足人們的需求，同時(shí)對(duì)電池壽命的保護(hù)也起到了十分重要的作用，而其造價(jià)低廉、電路簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)更為其開闊出了一片廣闊的市場(chǎng)平臺(tái)。另外，再加上其很好的開放與擴(kuò)展性，將使其在未來的市場(chǎng)中具有旺盛的生命力。2系統(tǒng)方案的整體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)框圖具體情況如圖2-1所示。本系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制模塊、充電控制模塊、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離模塊等模塊構(gòu)成。圖2-1總體設(shè)計(jì)框圖2.2相關(guān)模塊概述本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)控制模塊、充電控制模塊、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離模塊等幾部分組成，通過這幾部分模塊的組合實(shí)現(xiàn)了充電器控制的智能化。單片機(jī)控制模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)采用STC89C51，該單片機(jī)是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、8位單片機(jī)。STC89C51單片機(jī)是目前最經(jīng)濟(jì)的單片機(jī)。該模塊是用于實(shí)現(xiàn)智能控制的部分，例如可以實(shí)現(xiàn)斷電的自動(dòng)化。充電控制模塊：選用充電芯片MAX1898，MAX1898是性價(jià)比相對(duì)比較高的線性充電芯片，其輸入電壓范圍為4.5V~12V；自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)輸入的電源；電壓精度較高；充電時(shí)，可通過LED燈顯示出充電狀態(tài)；對(duì)輸出進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)；具有可編程電流源檢測(cè)。芯片不但可以對(duì)設(shè)定充電時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，還可以對(duì)總的輸入電流進(jìn)行控制。這個(gè)模塊對(duì)充電的管理與控制是相對(duì)非常專業(yè)的。電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離模塊：采用電壓轉(zhuǎn)換芯片將外部的12V電壓轉(zhuǎn)換，然后需要通過光耦合器得到我們需要的5V電壓。本設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)直接供電的電壓為220V交流電，通過交流變壓器能夠把220V交流電轉(zhuǎn)換為我們需要的12V交流電，這樣便可以將電壓變低，之后需要經(jīng)過整流得到直流電，這便需要接一個(gè)橋式整流電路，然后接一個(gè)陶瓷電容以及一個(gè)電解電容，最后把濾波完的直流電接到7805上，從而得到系統(tǒng)需要的電源。綜上所述，本設(shè)計(jì)的方案將實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在充電器領(lǐng)域中的應(yīng)用，主控芯片為STC89C51單片機(jī)，配以控制充電過程的模塊，以及對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換和外部提示的電路來組成硬件系統(tǒng)。主要解決在充電過程中對(duì)蓄電池的保護(hù)功能，如何提高充電效率，如何控制充電狀態(tài)等問題。本設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中具有很高的實(shí)用價(jià)值。3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的電路如下圖3-1所示：圖3-1電路原理圖3.1.1最小系統(tǒng)一般情況下，直流電源、單片機(jī)、復(fù)位電路和時(shí)鐘模塊共同形成了我們所說的最小系統(tǒng)。就單片機(jī)而言，它相當(dāng)于是與計(jì)算機(jī)相關(guān)的最基本的元件的集合體。以下是它所具有的獨(dú)特特點(diǎn)：小體積、高集成和高可靠性；價(jià)格便宜，性能穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，性價(jià)比高；優(yōu)于一般的8位微處理，控制功能較強(qiáng)，；單片機(jī)系統(tǒng)的配置靈活多變；單片機(jī)類型多，可根據(jù)實(shí)際需求做出選擇。對(duì)于其中的復(fù)位電路，本設(shè)計(jì)所使用的系統(tǒng)復(fù)位電路如圖3-2：圖3-2本設(shè)計(jì)復(fù)位電路而對(duì)于其中的時(shí)鐘模塊，主要用于產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘控制信號(hào)。在該信號(hào)的指導(dǎo)下，單片機(jī)去進(jìn)行相應(yīng)的操作。時(shí)鐘模塊具體電路圖如下圖3-3：圖3-3系統(tǒng)時(shí)鐘電路圖最小系統(tǒng)是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能夠正常工作的最基本的單位，其整個(gè)電路圖如下圖3-4：圖3-4最小系統(tǒng)3.1.2系統(tǒng)電源模塊的設(shè)計(jì)目前的電子市場(chǎng)領(lǐng)域里，79系列和78系列是我們較為常見的三段穩(wěn)定電壓集成電路。三端穩(wěn)定電壓集成電路是由用于輸出的端口、接地的端口以及輸入的端口這三個(gè)端口來進(jìn)行工作的。由上述的兩種系列元件形成的電路，外接元器件不會(huì)很復(fù)雜。而且還具有對(duì)電路的保護(hù)功能，尤其是其獨(dú)特的物美價(jià)廉的特點(diǎn)更尤為稱贊。因?yàn)槠鋺?yīng)用的方便，故一般電子制作中經(jīng)常會(huì)用到三端穩(wěn)壓集成電路。在實(shí)際電路中，在其電路上應(yīng)當(dāng)安裝夠大的散熱器。這樣散熱器便可以將穩(wěn)壓管的熱量散掉，以防止因此而產(chǎn)生的不良后果。另外，散熱片和接地腳總是相連的。在本設(shè)計(jì)中，其具體工作流程是將從變壓器輸出的220v交流電轉(zhuǎn)換成12v交流電，然后將電流經(jīng)過整流后，把電流輸出給濾波，經(jīng)過濾波的電流就可以接到7805上來進(jìn)行后續(xù)的工作，該過程的相關(guān)電路圖如圖3-5所示：圖3-5系統(tǒng)電源模塊電路圖3.1.3充電管理芯片的選擇對(duì)輸入電流進(jìn)行調(diào)節(jié)的器件、用于定時(shí)的器件、用來檢測(cè)充電電流的器件、用來檢測(cè)溫度的器件和用于中心控制的器件共同形成了MAX1898。對(duì)總的輸入電流進(jìn)行控制的器件，便是之前所說的對(duì)輸入電流進(jìn)行調(diào)節(jié)的器件，充電過程的電流和流過負(fù)載的電流是其所包含的主要內(nèi)容。如果閾值小于用于檢測(cè)的電流，這時(shí)要控制輸入的電流，便需減少充電用的電流。由于系統(tǒng)工作電流變化范圍較大，因此需要對(duì)電流進(jìn)行智能檢測(cè)。MAX1898可以對(duì)鋰電池的快速充電提供有效的保護(hù)，還可以提供提前充電，最后達(dá)到對(duì)電池充電的雙保險(xiǎn)保護(hù)的目的。MAXl898具有的特性如下：可以運(yùn)用相關(guān)造價(jià)低的進(jìn)行調(diào)整的元件；安全簡(jiǎn)潔的線性充電方式；內(nèi)置檢流電阻；可編程充電電流；輸入電壓范圍：4.5V~12V；±0.75％電壓精度；LED顯示充電器充電的狀態(tài)；自動(dòng)化的對(duì)系統(tǒng)電源進(jìn)行監(jiān)測(cè)；對(duì)輸出進(jìn)行監(jiān)測(cè)；定時(shí)器具有安全性，還可以對(duì)其進(jìn)行編程；獨(dú)特而有效的封裝；雙選擇的自行重新啟動(dòng)功能。為了降低電源的泄露，MAX1898對(duì)進(jìn)行充電的電源進(jìn)行智能的監(jiān)測(cè)，同時(shí)還可以使得它自動(dòng)關(guān)斷。然后，開始快速充電，之后它達(dá)到被設(shè)置為電池電壓的閾值，通過它檢測(cè)到要輸入的脈沖，從而縮短時(shí)間。充電完成后，LED將顯示出周期性閃爍。其內(nèi)涵如表3-1所示。表3-1LED指示燈狀態(tài)說明充電的狀態(tài)LED燈電池或充電器沒有安裝滅預(yù)充或快充亮充電結(jié)束滅充電出錯(cuò)以1.5Hz頻率閃爍MAX1898相關(guān)電路圖，如圖3-6所示：圖3-6MAX1898電路圖3.1.4電源模塊的設(shè)計(jì)用于光和電轉(zhuǎn)換，以光為傳輸通道的元件便是光電相互轉(zhuǎn)換元件。它包含發(fā)光源和受光器兩部分。這個(gè)元件是電源模塊中最重要的組成部分。光和電相互轉(zhuǎn)換元件，對(duì)信號(hào)的傳輸，有著重要的影響。與此同時(shí)，還可以削減各種不必要的干擾信號(hào)，從而達(dá)到我們想要的，相對(duì)理想的信號(hào)傳輸環(huán)境。這個(gè)結(jié)果是由如下內(nèi)容所導(dǎo)致的：第一、光電耦合器的輸入阻抗很小，而干擾源的阻抗較大。第二、光和電相互轉(zhuǎn)換元件的輸入到輸出，沒有任何直接的相關(guān)聯(lián)的連接，這樣會(huì)使得它們之間電阻非常大。所以，一些沒有用處的干擾很難由此通過，這樣便控制了干擾對(duì)此模塊的影響。第三、光電耦合器可以起到非常好的安全保障作用，即使出現(xiàn)一些在我們電路中會(huì)造成毀滅性損壞的情況，仍然不可能對(duì)儀表造成威脅。這是由于其兩端間極高的抗壓性，從而使得光和電轉(zhuǎn)換器件起到應(yīng)有的保護(hù)作用。第四、光和電相互轉(zhuǎn)器件具有相當(dāng)高的回應(yīng)靈敏度，它的回應(yīng)過程相當(dāng)短，這使得它能應(yīng)用于更多的有需求的場(chǎng)所。在本設(shè)計(jì)中，作為特殊保護(hù)電路的光電耦合器，使得整個(gè)電路性能更加穩(wěn)定，如圖3-7。電源中的電流流過2通道和STC89C51的電流流過3通道進(jìn)入光電耦合器內(nèi)部，通過內(nèi)部的光敏原件控制，之后運(yùn)用MAX1898來保障電路的安全運(yùn)行，以達(dá)到所設(shè)計(jì)電路的可靠運(yùn)行。圖3-7光電耦合器電路圖3.2軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)設(shè)計(jì)的內(nèi)部核心，它的編寫的好壞在一定程度上會(huì)直接系統(tǒng)運(yùn)行情況的良好與否。下面將需要設(shè)計(jì)的程序分成幾部分，明確各部分的功能，和相互邏輯關(guān)系，從而最終確定本設(shè)計(jì)的程序。本設(shè)計(jì)的總的工作流程圖如下圖3-8：開始開始初始化While(1)外部中斷0服務(wù)子程序int0_count為0？啟動(dòng)定時(shí)器0：t_count=0int0_count++返回noOo定時(shí)器0服務(wù)子程序關(guān)閉T0計(jì)數(shù)，重設(shè)計(jì)數(shù)初值t_count++t_count>600?int0_count為1？充電完畢，蜂鳴器報(bào)警，切斷充電電源關(guān)閉T0中斷和外部中斷0啟動(dòng)T0計(jì)數(shù)no返回yes充電出錯(cuò)no圖3-8基于單片機(jī)的智能充電器工作流程圖3.2.1主程序的設(shè)計(jì)首先，在把程序還原化的前面，我們應(yīng)當(dāng)做到把全部的系統(tǒng)清零，斷開充電這個(gè)過程，斷開電源，讓二極管熄滅。這樣做是為了使定時(shí)和充電保持同步。然后，開始調(diào)用初始化程序，用其對(duì)STC89C51進(jìn)行初始化。接著，便連接充電電源，讓MAX1898開始充電，通過啟動(dòng)定時(shí)器開始定時(shí)。然后，便需進(jìn)行一段時(shí)間的休息，等到該過程完結(jié)后，傳到出相應(yīng)的已經(jīng)完成的信號(hào)，如果有差錯(cuò)時(shí)，則傳達(dá)出發(fā)生錯(cuò)誤的信號(hào)。主程序圖如下圖3-9：Time_out==1?Time_out==1?Error==0?D3滅D3閃爍關(guān)閉T0、INT0中斷切斷Max1898電源初始化D3亮開始YNYN圖3-9本設(shè)計(jì)主要程序流程圖3.2.2定時(shí)器中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到切斷電力，需要我們用定時(shí)來監(jiān)測(cè)何時(shí)是安全的充電時(shí)間，這樣便可以用完成信號(hào)來控制是否充電完成，以保證安全。然而由于安全充電的時(shí)間過長(zhǎng)，因而只依靠定時(shí)是顯然不夠的，所以需要多次的循環(huán)來解決這個(gè)問題。首先，我們先設(shè)置一個(gè)時(shí)間，之后嵌套一層循環(huán)，最后達(dá)到以分鐘作為最小疊加單位，這樣，我們可以省去許多麻煩。單片機(jī)需要的晶振是12MHZ的晶振，這樣其最大計(jì)數(shù)值為65536。如此，我們要設(shè)置時(shí)間為35000時(shí)，則需處理的將是30536。這樣便實(shí)現(xiàn)了比較簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)過程。另外，外部中斷設(shè)置，我們將采用下降沿觸發(fā)。定時(shí)器中斷服務(wù)程序流程圖如圖3-10：T0中斷T0中斷關(guān)閉T0定時(shí)重設(shè)定時(shí)器初值Time++Time==20?Error=1Error=0Time_out=1Second=0,Minute++Time=0,Second++Second==60?Minute==190?Int0_count==1?RETINNNYYYYN圖3-10定時(shí)器中斷服務(wù)流程圖3.2.3外部中斷服務(wù)程序用來累計(jì)外部中斷次數(shù)的是外部中斷0服務(wù)子程序。此程序需把用于定時(shí)的部分初始化，當(dāng)如果中斷為60次，結(jié)果便是3s；如果中斷為3600，則是3min。充電的這個(gè)過程中必須有一次外部中斷，這次中斷使得快速充電結(jié)束，電流下降到20%，當(dāng)沒有完成這個(gè)中斷時(shí)，二極管D4將會(huì)以4HZ頻率進(jìn)行閃爍。而這個(gè)閃爍的頻率控制也是由定時(shí)中斷0控制的。其具體的流程圖如圖3-11所示：INT0中斷INT0中斷RETIInt0_count++圖3-11外部中斷流程圖

4仿真與調(diào)試4.1Proteus仿真4.1.1Proteus設(shè)計(jì)與仿真的開發(fā)過程Proteus是一個(gè)十分實(shí)用的軟件，它對(duì)于我們的學(xué)習(xí)有很大的幫助。尤其是其仿真功能，尤為突出。這個(gè)過程方便而快捷，并且會(huì)先于實(shí)物檢測(cè)數(shù)一些不必要的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，有著不可替代的作用。其仿真過程如下：首先，在keil軟件中編寫我們需要的程序，然后生成我們最終的目標(biāo)文件（*.hex）；其次，使用Proteus設(shè)計(jì)出仿真電路圖；最后，將我們之前生成的目標(biāo)文件（*.hex）下載到我們?cè)O(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)中，從而達(dá)到我們想要的仿真效果。它可以有效地預(yù)先顯示出單片機(jī)系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)中的工作狀態(tài)。4.1.2Proteus運(yùn)行過程Proteus的界面比較人性化，學(xué)習(xí)起來十分方便，與我們以往所用的軟件大致相似，我們只需進(jìn)行一些必要的學(xué)習(xí)，便可以上手，具體的操作過程如下：當(dāng)我們運(yùn)行Proteus進(jìn)入到軟件界面后，在左側(cè)工具欄中有一個(gè)P，點(diǎn)擊P，在其對(duì)應(yīng)窗口的左側(cè)中打入我們所需的關(guān)鍵字，然后便可以找到我們需要的元件，隨后在擺放完元件的同時(shí)，使得其相關(guān)參數(shù)及定位如我們所需，這樣便可以進(jìn)行最后一步，按我們所想連接需要連接的線。4.1.3智能充電器仿真整個(gè)電路的仿真主要由單片機(jī)控制模塊、充電控制模塊、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離模塊等幾部分組成，通過這幾部分模塊的組合實(shí)現(xiàn)了充電器控制的智能化。該智能充電器的功能主要包含：預(yù)充功能；充電保護(hù)功能；斷電智能化；當(dāng)充電過程結(jié)束時(shí)，發(fā)出明顯的報(bào)警的功能。預(yù)充：在電池安裝時(shí)，連接到輸入直流電源，定時(shí)器復(fù)位。當(dāng)充電器檢測(cè)到電池，單片機(jī)變高輸入，從而進(jìn)入預(yù)充電過程。在這個(gè)過程中，為了使得電池電壓進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，對(duì)電池將用大電流進(jìn)行充電。這個(gè)過程的充電時(shí)間是由電容來設(shè)置的，當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，與此同時(shí)，電池沒有出現(xiàn)過熱，電池會(huì)進(jìn)入下一個(gè)充電狀態(tài)；在這個(gè)充電過程中，電池電壓仍不夠2.5V的非充電電池，此充電器會(huì)認(rèn)為電池出現(xiàn)問題，LED將開始呈現(xiàn)忽明忽滅的狀態(tài)?？斐洌涸谶@種情況下，電池充電器開始恒流充電。恒流充電時(shí)，電池電壓緩慢上升。如果我們的電池達(dá)到所設(shè)定的結(jié)束電壓閾值，不變電流將會(huì)很短時(shí)間內(nèi)減少，充電到下一個(gè)充電過程。慢充：在此充電過程中，充電率慢慢低于設(shè)定值，或者延緩這個(gè)過程而超過此過程的時(shí)間，將會(huì)轉(zhuǎn)換到截止充電。頂端截止充電時(shí)，以最小的電流補(bǔ)充電池的能量，電流將會(huì)流過電池內(nèi)部的電阻，從而便實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電壓是否達(dá)到閾值的功能。慢充充電過程中，電流逐漸下降，減少電池端電壓受到另外電阻的影響，然而其對(duì)結(jié)束電壓的監(jiān)管產(chǎn)生的波及卻不會(huì)消失。在正常情況下，完全充電和頂端截止充電可以延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間50%~10%。斷電：當(dāng)電池完全充電，充電芯片第二腳發(fā)送脈沖從低到高，這將送給單片機(jī)檢測(cè)，它造成了單片機(jī)的中斷，中斷處理時(shí)，如果確定所述充電完成后，該單片機(jī)將對(duì)光和電轉(zhuǎn)換器件產(chǎn)生影響，切斷了穩(wěn)壓集成電路為充電芯片提供的電流，從而為電池提供了保障，又降低了功耗。同樣，當(dāng)非充電電池由于短路或開路而產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)，將由微控制器充電控制器停止充電，顯示電池故障。報(bào)警：當(dāng)電池完全充電，充電芯片本身將會(huì)關(guān)閉外部LED綠色燈光。出于安全起見，當(dāng)出現(xiàn)充電達(dá)到閾值和電池出現(xiàn)問題時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，發(fā)現(xiàn)這個(gè)脈沖之后，將會(huì)非常智能的斷掉充電芯片的電力，還會(huì)由蜂鳴器進(jìn)行發(fā)聲警示，以便我們可以及時(shí)切斷電池充電。當(dāng)我們對(duì)電池充電時(shí)，出現(xiàn)非正常情況，充電芯片將通過綠色燈光忽明忽滅來警示用戶，這個(gè)時(shí)候要保持芯片工作正常。本設(shè)計(jì)仿真電路的具體情況如下圖4-1所示：圖4-1單片機(jī)智能充電仿真電路4.2系統(tǒng)調(diào)試及其結(jié)論由于本設(shè)計(jì)是由多個(gè)模塊組成的，首先，必須對(duì)各模塊調(diào)試，使得各個(gè)模塊都能正常工作；其次，最主要的是把各個(gè)模塊最終調(diào)試組合到一塊。這樣才能達(dá)到我們想要的目的。首先，電池充電器充電時(shí)，當(dāng)它發(fā)現(xiàn)電池接入的時(shí)候，將會(huì)把定時(shí)器重置，計(jì)數(shù)器將會(huì)打開，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)數(shù)。如果提前充電時(shí)間已經(jīng)過去，但電池的電壓卻不高于2.5V，這樣LED便會(huì)開始忽明忽滅，來告知用戶電池出現(xiàn)問題。如果電池充滿電，單片機(jī)將接收到由充電芯片釋放的單增脈沖，這樣單片機(jī)會(huì)發(fā)生中斷。在確定休息時(shí)，充電完成后，終端P2.0削減掉穩(wěn)壓集成電路給予充電芯片的電力，同時(shí)蜂鳴器將開始報(bào)警。如果上述相關(guān)的功能都能實(shí)現(xiàn)，則表明程序沒有錯(cuò)誤，否則就需要根據(jù)錯(cuò)誤修改對(duì)應(yīng)有錯(cuò)誤的程序。結(jié)論：經(jīng)過反復(fù)測(cè)試和分析，我更進(jìn)一步掌握了單片機(jī)的知識(shí)，同時(shí)也增強(qiáng)了我的邏輯思維能力。伴隨著這個(gè)過程，我對(duì)相關(guān)軟件也變得越來越熟悉，這有利于我日后的學(xué)習(xí)與工作。最重要的是，我可以將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，這有著重大意義。結(jié)語本次設(shè)計(jì)將單片機(jī)融入到充電器的領(lǐng)域中，這使得充電器越來越符合人們的需求標(biāo)準(zhǔn)。在如今的市場(chǎng)領(lǐng)域中，由于電池的多元化，因此要事實(shí)就是，具體電池具體分析，用其對(duì)應(yīng)的充電芯片來控制該電池的充電。此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是鋰離子電池充電器，因此選用了芯片MAXl898作為充電芯片。在設(shè)計(jì)過程中，需要重點(diǎn)掌握：預(yù)充電，快速充電，完全充電的充電方法；充電狀態(tài)指示輸出信號(hào)的設(shè)計(jì)；充電芯片相關(guān)電路的建立，融合了建立相關(guān)電阻、充電時(shí)間的選擇和如何確定充電完成或者單片機(jī)程序的錯(cuò)誤，并做相應(yīng)的處理。C51語言設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用程序時(shí)，首當(dāng)其沖的要運(yùn)用各種各樣的模塊化的設(shè)計(jì)方法，從而使整個(gè)應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)清晰，方便我們來進(jìn)行調(diào)試以及維護(hù)。

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致謝首先，要感謝我的導(dǎo)師郭海麗老師。本設(shè)計(jì)是在郭老師的無微不至的指導(dǎo)下一步步完成的，郭老師豐富的專業(yè)知識(shí)，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的教學(xué)態(tài)度，堅(jiān)持不懈、勇往直前的人格魅力對(duì)我產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。這不但讓我樹立了遠(yuǎn)大的科研目標(biāo)，學(xué)會(huì)了更多的專業(yè)知識(shí)，更讓我明白了許多做人的道理。本設(shè)計(jì)從開始到結(jié)束，每一步都有著郭老師的悉心指導(dǎo)，傾注了郭老師的大量心血。謹(jǐn)在此向郭老師表達(dá)我最崇高的敬意和由衷的感謝！然后，我要感謝的我的父母，感謝他們的養(yǎng)育之恩，你們身體健康，天天開心是我最大的心愿。我還要感謝好多人，感謝同學(xué)們，感謝朋友們，感謝一切幫助過我的人們。本設(shè)計(jì)的完成離不開你們的悉心關(guān)懷和幫助，在此表示深深的感謝，沒有你們的支持和幫助是無法完成我的論文的。四年的大學(xué)生活，轉(zhuǎn)眼即逝，但它在我的人生旅途中卻是最有意義的一段歲月。我的自學(xué)能力在這里得到了前所未有的提升，我的人格在在這里得到了升華。感謝所有的老師，是你們給予了我大學(xué)四年最有意義的收獲，不但將我領(lǐng)入知識(shí)的神圣殿堂，還給我開闊了眼界，讓我明白世界有多的大，更讓我感受到了生活的美好。我會(huì)以更飽滿的熱情投入到以后的學(xué)習(xí)和生活中，不辜負(fù)所有支持我的人！

附錄軟件設(shè)計(jì)主函數(shù)：#idefineucharunsignedchar#defineduintunsignedintsbitGATE=P2^0;sbitBP=p2^1;/*定時(shí)器0中斷服務(wù)子程序*/voidtimer0()interrupt1using1{ TR0=0; //停止計(jì)數(shù) TH0=-5000/256; //重設(shè)計(jì)數(shù)初值 TL0=-5000%256; t_count++; if(t_count>600) //第一次外部中斷0產(chǎn)生后3s { if(int0_count==1) //還沒有出現(xiàn)第二次外部中斷0，則認(rèn)為充電完畢 { GATE=0; //關(guān)閉充電電源 BP=0; //打開蜂鳴器報(bào)警 } else //否則即是充電出錯(cuò) { GATE=1; BP=1; } ET0=0; //關(guān)閉T0中斷 EX0=0; //關(guān)閉外部中斷0int0_count=0; t_count=0; } else TR0=1; //啟動(dòng)T0計(jì)數(shù)}/*外部中斷0服務(wù)子程序*/voidint0()interrupt0using1{ if(int0_count==0) { TH0=-5000/256; //5ms定時(shí) TL0=-5000%256; TR0=1; //啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù) t_count=0; //產(chǎn)生定時(shí)器0中斷的計(jì)數(shù)器清零 } int0_count++;}/*初始化*/voidinit(){ EA=1; //打開CPU中斷 PT0=1; //T0中斷設(shè)為高優(yōu)先級(jí) TMOD=0x01; //模式1，T0為16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 ET0=1; //打開T0中斷 IT0=1; //外部中