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1、届别 2011届学号 200714240225毕业设计基于单片机的手机充电器设计姓名李冰江系 另别 专 业 物电系 电气工程及其自动化导师姓名、职称陈水先教授完成时间2011年5月目录摘要 ABSTRACT1 概述 1.1 国内外研究动态1.2 研究的目的与意义 2 总体设计 设计任务系统结构设计图电路原理图 II12.12.22.33 硬件设计3.13.23.3STC12C5608AD单片机芯片的介绍单片机工作电源部分 充电电源电路3.4 键盘控制部分3.53.63.73.83.9状态指示灯及蜂鸣器输出电路晶振与复位电路10扩展电路数码管显示电路充电电路及电压检测电路4 软件设计223445
2、566678894.1用C语言开发的优势91016174. 2程序设计5 检测 结束语 参考文献致谢 附录 摘要为解决锂离子电池充电问题，设计了一种以STC12C5608AD单片机芯片为核 心的通用充电器，介绍了充电器的工作原理、设计特点和充电模式，详细讨论 了系统的硬件构成及软件实现方法。由于采用了高性能的微控制器及高分辨率 的 A/D 转换电路，保证了充电器具有很高的精度。科技的发展使得电池成为生活中不可缺少的重要物品，同时锂电池的快速 发展及其锂电池优良的性价比，使其快速成为现在社会电池中的主导。所以使 用电池，就牵扯到电池充电的问题，电池能反复充电使用多少次就成为锂电池 需要解决的问题
3、。所以更好的,合理的，有效的利用锂电池，迫切要解决的问题就是锂电池 的合理充电问题，这要就联系充电保护。关键词：STC12C5608AD单片机芯片；74HC595；数码管；ABSTRACTLithium ion batteries for solving problems, design a kind of STC12C5608AD single-chip microcomputer chip in for the core of general intelligence charger, introduced the intelligent charger the principle, de
4、sign features and charging mode, and discusses the system hardware structure and software realization method. As A result of the high-performance micro controller and high resolution A/D circuit, and to ensure the charger has A high precision.The development of science and technology makes batteries
5、 become life indispensable important items, and the rapid development of lithium-ion batteries and lithium battery good performance-to-price ratio, make its rapidly becoming the dominant social battery now. So your battery, the battery is involved in the problem, the battery can use repeatedly charg
6、ing many times become lithium battery problems need to be solved.So better, reasonable and effective utilization of lithium battery, urgent problems to solve is lithium batteries can use rechargeable lithium-ion batteries on to how the number of its insurance charge, this should contact charging pro
7、tection care.Keywords: STC12C5608ADsingle-chip microcomputer chip; 74HC595; Phone chargers1 概述1.1 国内外研究动态如今，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电 池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实 现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、 达到最大的电池容量，并防止电池损坏。与此同时，对充电电池的性能和工作寿 命的要求也不断地提高。从 20 世纪 60 年代的商用镍镉和密封铅酸电池到近几年 的镍氢和锂离子技术，可
8、充电电池容量和性能得到了飞速的发展。目前各种电器 使用的充电电池主要有镍镉电池（NiCd）、镍氢电池（NiMH）、锂电池（Li-Ion） 和密封铅酸电池（SLA）四种类型1电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。由于使用的 化学物质的不同，电池有自己的特性。设计充电器时要仔细了解这些特性以防止 过度充电而损坏电。目前，市场上卖得最多的是旅行充电器，但是严格从充电电路上分析，只有 很少部分充电器才能真正意义上被称为智能充电器，随着越来越多的手持式电器 的出现，对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大。电池技术 的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全地充电，因
9、此，需要对充 电过程进行更精确地监控（例如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控），以 缩短充电时间，达到最大的电池容量，并防止电池损坏。1.2 研究的目的与意义而且现在锂电池以迅猛的速度发展，因为锂电池所述的其他电池相比，锂电 池具有最高的能量/ 重量比和能量/ 体积比。所以使电池广泛的应用在生活的每 个领域，除了研究锂电池怎样可以更好更大化具有最高的能量 /重量和能量、体 积比外。相信锂电池怎样合理的可以重复使用，说道这，锂电池的合理充电的研究也 对人类来说，具有巨大的意义。同样充电过程中会出现各种不一样的不良情况，如过冲；如充电电流过大； 如充电电压过大。这些情况轻微的就是对电池的储电量
10、造成损伤，情况严重就有 可能造成电池彻底损坏，甚至爆炸，威胁人们的生活安全。所以研究怎样合理的对电池进行充电，既能增加电池的可重复利用的价值，同时也能减少对人们生活安全的威胁。2 总体设计2.1 设计任务此次设计主要是应用 STC12C5608AD 来实现对手机锂电池的合理充电，通过 检测电压，来设置充电是否进行，充电何时停止。通过数码管显示电压，来检测， 检查手机锂电池的充电过程。实现功能为:(1) 能正常为电池充电,通过数码管显示充电进度(百分比显示)还有充电电压， 电池电压。显示切换通过按键调节(2) 电池充满电充电停止蜂鸣器响，还能检测不能充电的电池，做到不充电，蜂 鸣器响提醒。2.2
11、 系统机构设计图图 2.2 系统机构设计图2.3 电路原理图n卄w匸口：1HbrH12.3 电路原理图3 硬件设计3.1STC12C5608AD 单片机芯片的介绍图 3.1STC12C5608AD 单片机芯片宏晶科技是新一代增强8051单片机的制定者和领导厂商，现在已成长为全 球最大的8051单片机的设计公司，致力于提供满足中国市场需求的世界级高性 能单片机技术 2。图3.1的STC12C5608AD单片机芯片的工作电压为5.53.5V, flash程序存 储器字节为8K，定时器有6个，有时钟输出，有UART,PC16PWM8位，A/D8路10 位，I/O 口 15个，有看门狗、内置复位，有S
12、PI。在使用STC12C5608AD时VCC接电源电压，GND接地。RST接复位电路。P3.2 和P3.3接开关电路，P1.0和P1.1为A/D转换通道，P1.2, P1.3，P1.4控制数 码管的输出管脚，P1.5, P1.6, P1.7是输出管脚连接I/O 口的扩展芯片。这些 可以在最后电路使用中体现出来。3.2 单片机工作电源部分图 3.2 单片机工作电源部分有图3.2可知该电源主要是由7805稳压而来，DC12V电源经过IN4007后再 经过7805稳压后，得到单片机工作的5V电源。D3为电源指示灯，一接通便会 亮。4007 的作用是保护，防止输入电源正负接反。3.3 充电电源电路图
13、3.3 充电电源电路有图3.3可知锂电池充电电源主要由12V经过IN4007后，再经过LM317 后得出充电电源，LM317为可调稳压IC,其输出电压可以经过R2调节，通过 调节，我们将输出电压调至合适状态，也就是加载到锂电池的电压刚好是4.2V。 C4、C5 为滤波电容。R1与R2组成调压电路，其它4007为保护元件。3.4 键盘控制部分图 3.4 按键输入电路当按下一个键时，如图 3.4 直按按键，低电平有效。3.5 状态指示灯及蜂鸣器输出电路o图 3.5 状态指示灯及蜂鸣器输出电路指示灯与蜂鸣器的输出均为低电平有效，如图3.5当P3.4为低电平时，Q6 导通，蜂鸣器鸣叫。3.6 晶振与复
14、位电路I图 3.6 晶振与复位电路如图3.6所示STC12C5608AD单片机不用复位电容，只需要将1K电阻接地, 即可以完成复位动作。3.7 10扩展电路P1.511VCC|i&CSER uA却1 SRCLKSRCLR0304 RCLK05ZO&07Q 丁74HC5Q5图3.7 74HC595 10扩展电路74HC595芯片作用主要用于10扩展，主要是在单片机引脚不够的情况下， 扩展IO输出，如图3.7上，只需要利用3个IO就可以扩展到8个IO输出。由 于这次设计用的STC12C5608AD单片机管脚只有20个，所以有必要扩展IO。74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能
15、。移位寄存 器和存储器是分别的时钟。数据在SHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入 到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早 一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7），和 一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出， 当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。8位串行输入/输出 或者并行输出移位寄存器，具有咼阻关断状态。3.8 数码管显示电路图 3.8 数码管显示电路如图3.8 数码管采用 3 位共阳数码管，利用动态扫描的原理，动态扫描显示， 即轮流向个位数码管送出字形码和相应的位选，利用放光管的余辉和人眼视觉暂 留作用，使人感觉好像各位数码管
