基于单片机的智能手机充电器设计.pdf

2014.19基于微控制器的智能手机充电器的理论与算法设计王涛，曲高龙，尹申军，王楚，杨福琴（华东理工大学信息学院信息工程，2011，200237）随着手机技术的不断快速发展，如何安全有效地给智能手机电池充电已成为一个重要的问题. SCM技术在工业控制领域具有广泛的应用. 利用其处理控制能力可以实现充电器的智能化. 该设计主要基于手机充电器的现状. AT89C58 MCU在传统手机充电器的基础上，实现了手机锂电池充电器的应用. 充电控制部分由MAX1898芯片完成. 该充电器可实现电池预充电，快速充电，定时充电，充电时间提醒，充电后自动关机，充满提醒，LED灯提醒，电路安全保护，温度控制，应急发电等功能. 关键词: 智能充电器；单片机控制； MAX1898;太阳能;机械充电基于MCU 2011、200237的智能手机充电器的设计）摘要: 随着移动技术的迅猛发展，如何安全有效地为智能手机电池充电已成为一个重要的问题. 单片机技术具有广泛的工业控制应用领域. 控制其处理使用的能力可以实现智能充电器. 该设计主要基于传统的手机充电器和手机充电器的现状，针对使用基于AT89C58微控制器的手机电池充电器实现应用，其充电控制通过电池充电器能够实现预充电，快速充电，定期充电，充电提醒，充电后自动关机和警报，LED灯提示，安全电路保护，温度控制，紧急情况关键字: 智能充电器；电源和其他功能. MCU控制； MAX1898;太阳能机械充电0该解决方案在能够成功完成充电任务的同时，还可以最大限度地延长电池寿命并保护人们的生命.

在现代社会中，手机在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色. 人们可以使用手机聊天，交流，股票，观看视频等. 1主题简介手机极大地丰富了人们的生活，同时也给人们带来了麻烦. 如果充电器主要由单片机控制电路，液晶显示电路，手机充放电机使用，它将对个人工作和生活产生巨大影响，甚至是电路，机械发电装置，太阳能发电电路和电源电路组成. 结果是经济损失. 在正常情况下，手机可以获得足够的电源，但是它可以: ①预充电功能②充电保护功能③自动关闭电源功能④当手机电池电量耗尽时，由于无法充电，充电完成快速找到充电提醒功能. 充电器的框图如图1-1所示. 是无法使用手机的最常见原因. 而且，在日常生活中，人们的生活节奏越来越快，目前手机的电池充电时间一般不是很长. 大多数人都面临每天充电一次的困境，这使得很难为手机充电. 尽最大可能损坏手机电池的寿命. 另外，市场上的移动电话充电产品各不相同，并且某些产品在额定电容，放电性能和安全保护性能方面存在质量问题. 这些质量问题将影响手机的正常使用和手机的使用寿命. 可能会对消费者造身伤害.

基于这种情况，本文提出了一种基于51单片机和智能充电芯片MAX1898的基于单片机的手机充电控制框图的充电器充电软件和硬件设计方案. 智能充电，同时研究2方法和课题设计33理论与算法2014.19在此设计中，微控制器控制模块需要提供5V电压，手机最大充电电流Imax与充电电流限制之间的关系. 电阻rset满足: 4.2V，整个充电过程分为四个过程: （2-1-2）A.预充电. 如果在充电开始时电池板电压低于2.5V，则系统前置充电控制电路的原理图如图2-1所示. 在充电过程中，充电电流通常为快速充电电流的10％，直到充电达到使用的芯片MX1898的引脚功能时: 2.5V，预充电过程结束. 表2-2给出了MAX1898充放电电路的LED指示灯状态. B.恒流充电. 预充电完成后，开始恒流充电，在此期间电池电压继续升高. C.恒压充电. 当电池升至4.1V时，它将转换为恒压充电，在此期间充电电流继续减小. D.充电完成. 当达到充电时间或充电电流小时，LED指示灯指示快速充电电流的20％表示充电已完成.

有时，设计还会在延迟后提供放电电路. 尽管锂电池不具有记忆功能，但最终会结束充电. 经过一段时间后，应进行充放电维护，即完全放电，更好的维护2.1手机充放电电池的放电电路如图2-2所示. 充电控制电路的核心器件是MAX1898 EUB42，其充电状态输出引脚/ CHG连接至单片机INT0，以触发外部中断. MAX1898外部限流充电电源和P沟道场效应晶体管或PNP三极管可以安全有效地为锂电池充电. MAX1898的最大特点是，无需使用电感器，仍可保持极低的功耗. ，可实现预充电功能，具有过压保护和温度保护功能，并为锂电池提供安全保护功能. MAX1898芯片不仅可以限制总输入电流，还可以设置快速充电时间和通过外部电容器的最大充电电流. 图2-2手机电池放电电路和电阻. 充电对象如图2-3所示. 充电时间与定时电容器C（nF）的关系满足: （2-1-1）图2-3手机电池的物理放电图2.2 MCU控制电路2.2.1 MCU控制电路MCU控制电路主要由电源转换供应和A / D转换，CPU，I / O扩展，显示2.1 MAX1898引脚定义图2-1手机充电电路图34 2014.19理论和算法显示单元模块及其他组件.

单片机芯片选择89c58. 测试盒使用TL431提供参考电压. TL431是三端可调电压2.2.2电源模块参考芯片. 它具有良好的精度，低输出噪声和良好的温度稳定性. 电源模块是5V电源. 波整流，具体原理是系统产生的电压为: 使用220 V AC直接为系统供电. 首先，使用交流变压器通过桥式整流电路将220 V（2-2-1）AC转换为12 V AC. 整改后，根据实验要求进行修改. TL431提供了一个参考电压原理，一个1000μF/ 25 V电解电容器和一个104陶瓷电容器，如图2-6所示. 滤波后的输出直接连接到7805集成稳压器电路，为系统提供+5 V电源. 电源电路的原理图如图2-4所示. 图2-4整流器电路图图2-6参考电压调整电路2.2.3单片机信号采集处理模块TLC1543 SPI接口软件的设计过程如图2-7所示. 该模块主要由A / D转换模块，AT89C58，LCD显示屏等模块组成. AD转换模块的原理说明: TLC1543A / D转换模块的电路原理如图2-5所示. TLC1543的三个控制输入CS，I / O时钟，地址和一个数据输入DATA OUT遵循串行外设接口SPI协议，要求微处理器具有SPI接口.

由于测试仪的STC89C58RD + MCU没有SPI接口，因此有必要通过软件模拟SPI协议，以便与TLC1543进行接口. 芯片的三个输入端子和一个输出端子可以直接连接到微控制器的I / O. 在软件设计中，程序编写时应注意，TLC1543的通道地址必须是所写字节的高四位，而CPU读取的数据是芯片上一次A / D转换的数据. 图2-7 SPI设计流程图2-9机械发电原理图图2-5 A / D采集电路图2-8 MCU采集电路35理论和算法2014.19AT89C58 MCU通过片选信号对8155芯片进行门控，然后传输，C编译器工具通过D0〜D7将8155芯片发送到数据的准确性和效率上. 8155芯片可实现高水平的输入地址，并且对C语言编译的支持几乎达到了完美的过程解码. 并通过PA，PB，PC端口输出. （I0 / M连接到单片机的P2.0引脚，并且度在项目开发中特别理想. CE连接到单片机的P3.1引脚. ）控制手机的充电，该工具用于编程. 充电模块中MX1898芯片的2针，3针CHG由AD转换模块和显示模块组成. 主要介绍如下: EN / OK引脚被添加到A / D转换模块的输入端. A / D转换后的DATAOUT3.1.1主程序: 输入单片机AT89C58进行处理，并将其发送到LCD延迟模块以显示#include .

#include 2.3机械发电uint read1543（uchar端口）；使用手动发电，电路更改后为充电系统供电. 通常，uchar xdata ad_result [16] {0}; //在获得AD转换结果的情况下，手机可以及时提供足够的电量，但有时不会充电. uchar bbb1 [] {“ insert battery”};套接字的尴尬，如果此时有紧急事情要处理，通常是很不方便的，因此，uchar bbb2 [] {“ charging”};充电器具有机械发电的功能，在紧急情况下可以用手浮动JiZhun_AD 5.0；给手机电池充电. 机械发电部分采用ABS工程塑料注塑成型. 3.1.2部分接口定义: 完成后，旋转手柄，旋转齿轮，使小型发电机发电，空载时输出为#define CLOCK P2_4. 电压: 6.3V，输出电流0.2A. 正确修改访问电路后，请对电池#define D_IN P2_3进行充电. #define D_OUT P2_5 2.4太阳能发电#define _CS P2_7使用一块太阳能电池板将电路的直流电压转换为#define chg P1_0充电系统.

众所周知，太阳能是为数不多的清洁能源之一. #define ok P1_4的合理使用太阳能不仅是资源的合理利用，而且是环境保护的具体体现. #define rs P1_5目前，太阳能电池的发展已取得很大进展，但在手机充电中#define rw P1_6太阳能尚未得到很好的开发，因此此设计增加了#define en P1_7使用太阳能的能力将充电器转换为可为手机电池充电的充电器. 对于3.1.3AD的户外直播，演员可以在享受阳光的同时，为商务旅行者或（i 0; i <2; i ++）//为D9，D8户外活动充电，而无需充电，以防万一. 由于单片机控制{D_OUT 1;电路功耗很大，在应急电源的情况下，该模块可以独立为手机供电. 时钟1;基本原理图如图2-10所示. 啊<< 1;如果（D_OUT）ah + 0x01;时钟0;}表示（i 0; i <8; i ++）//取D7–D0 {D_OUT 1;时钟1; al << 1;如果（D_OUT）al + 0x01; CLOCK 0;}图2-10太阳能电池充电模型3.1.4显示了一些功能太阳能电池在使用时日光的变化很大，其内部电阻也具有空延迟（无符号字符）；高，因此输出电压不稳定，输出电流也小. 这就需要一个直流变量//延迟函数来改变电路，改变电压，以便为手机电池充电，然后通过微控制器控制电路为手作空隙lcd1602init（）; // LCD机充电.

将太阳能输出端子连接到充电模块的输入端子，以完成紧急充电初始化过程. void lcd_clear（）; // LCD 3实验调试和结果清除程序void lcd_string（unsigned char * p，unsigned char 3.1编程工具和一些程序36 2014.19理论和算法标志）； //当LCD显示功能超过该温度时，电路将停止充电；同样，当电池因短路或3.2下载接口损坏而无法充电时，微控制器充电控制器也会停止充电. 该设计使用STC单片机的调试程序下载程序，STC89系列太阳能，机械紧急充电: 用于太阳能充电，特别是在具有系统可编程功能的子微型计算机中，该单片机可以在用户系统/热带季风区下载，光能和热量仍然相对充足. 如果人们在户外并遇到编程程序而未从其生产的产品中移除MCU，则一般情况是手机电池没电了，没有充电电源. 如果此时在紧急编程器中，它将把程序代码刻录到MCU中. 在当前情况下，太阳能充电非常方便. 同样，使用机械能发电也如3.3调试所示，结果表明了这一点. 无论是太阳能还是机械能，此时，充电过程都已完全连接以进行调试.

实验性的LCD显示屏主要包括: 由于各种因素（例如手插电池，充电等），当前手机充电器市场的产品质量各不相同. 观察结果如图3-1所示. 统一移动充电器的标准很难，但是发展方向是相同的. 未来，我们认为可以将手机充电器与移动电源配合使用，以进一步优化移动电源的性能，完成此设计所实现的某些功能，然后保护手机电池. 另外，能源清洁度是手机充电发展的重要标准. 今天，促进了清洁能源的发展. 太阳能可广泛应用于日常生活中. 例如，对于手机充电器，可以使用太阳能为移动电源充电. 图3-1当实际显示界面较长时，可以取出移动电源并将其暴露在阳光下，这不会影响日常生活. 3.4外部电路提示信息并充分利用能量. 其次，可以智能地检测电池容量. 如果电池损坏，则充电电路板上的蓝色发光二极管将通过AD转换为1.5Hz的电池容量，并发送到单片机. 经过一定的算法处理后，对频率进行计数. 闪烁. 计算适当的充电电流，并输出相应的控制信号基于单片机的智能手机充电器，以智能方式调节充电电流的大小，不仅保护了电路的安全，而且延长了电池的使用寿命. 4总结近年来，最先进的充电领域是无线充电的研究. 无线充电的主要研究设计主要基于所研究的单片机的知识，并以单片机为手机充电. 磁能充电.

对该过程的控制，通过硬件构造，编程和调试，最后实现对充电过程控制的设计和研究，为无线充电的研究奠定了基础，并具有参考意义. 该系统包括充电提醒，充电过程监控，充电完成提醒，应急发电，充电参考保护等功能. 它集成了现有的手机充电技术，并改善了充电器的使用. [1]闫天凤，苗新发，王耀奇，李强. 电子设计初级工程师（EDP）（1）充电提醒: 充电提醒部分贯穿整个实验，其中包括标准设计教程2008，p109，p16，p45显示屏，LED灯等. 如果电源没有准备好，[2]凌志浩，张建正. AT89C52单片机的原理和接口技术，LED灯灭，显示屏也暗；当充电电源准备就绪时，[3] Linear Technology Corporation. 现代锂离子电池充电器. 电子产品新闻，2004年LED灯亮，但此时未插入电池，显示屏显示插入3号电池，提醒用户插入要充电的电池. 插入电池后，电池开始[4]王洪林，钱建利，周小军. 智能快速充电器的设计与生产[M]. 充电，此时电池两端的电压和“充电”字样在显示屏上显示: 北京: 科学出版社，1998. 充电完成后，LED灯熄灭；如[5] Maxim Gert Helles期间. 充电电池技术与充电方法［Ｊ］. 发生充电失败时，LED灯将以1.5 Hz的频率闪烁.

但是整个pdffactory，2004年. 收费过程是人性化和智能化的. 当然，这里的情报不是传统意义上的[6]赵辉，王萌. 锂离子电池手机充电器的现状与展望[J]. 天津的自我监管对用户来说是“明智的”. 科学与技术，2003，30（5）: 51-52. （2）充电过程的监控: 对充电过程的监控反映在温度保护，断电等方面. [7]王洪林，钱建利，周小军. 智能快速充电器的设计与生产[M]. 报警. 安装电池后，打开输入直流电源. 当充电器检测到电时，北京: 科学出版社，1998.377-379. 电池复位后，计时器复位，单片机输入为高电平，充电芯片启动. 然后继续[8]程立文. 手机电池的发展方向［Ｊ］. Power Technology，2008，进入预充电过程，在此过程中，充电器以1/10的快速充电电流提供1（1）: 6-8. 对电池充电，以将电池电压和温度恢复到正常充电状态州. 前[9]吴玉萍，戴小平，马俊奇，程玉江. 锂离子电池的使用和实际充电时间由外部电容器C决定. 如果在预充电时间内电池电压达到2.5 [M]. 北京: 化学工业出版社，2004.37-40. 五基于单片机的智能手机充电器，电池温度正常，充电将进入快速充电过程；如果是[10]之前的Daniel DW. 超过了用于单节电池充电时间的Maxim线性充电器，电池电压不能达到2.5 V，这意味着电池无法充电. 锂离子电池[M]. 美国: Rapid由P＆E开发. 充电器显示电池故障，LED指示灯闪烁. 充电温度2.5--47.5度，微型计算机系统，2002.70-74.37

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