陶躍 張平華 張進 程曉蕾

基于52單片機智能手機充電器的應用研究

摘要：文中結合MAX1898鋰離子電池充電芯片，配合外部PNP或PMOS晶體管，對一種基于STC89C52單片機智能手機的鋰離子電池充電器進行應用與研究。在設計上，選擇了簡潔、高效的硬件，使用穩(wěn)定可靠的Keil編程軟件。以C語言為開發(fā)工具，進行了詳細設計和編碼。該系統(tǒng)通過STC89C52單片機控制智能充電芯片MAX1898實現(xiàn)鋰電池的預充、快充、充電保護、自動斷電和充電結束自動報警功能，具有可靠性、穩(wěn)定性、安全性。

關鍵詞：單片機STC89C52；MAX1898芯片；智能充電器；鋰電

中圖分類號：TP312 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）026-0202-03

1 引言

現(xiàn)在市場上有些充電器產(chǎn)品質量不能保證，存在安全隱患。充電器的質量問題、安全問題等一系列問題直接影響手機的正常使用，還使手機電池的壽命大大降低，導致手機的待機時間變得越來越短。特別是手機電池安全問題尤為重要，手機在充電過程中爆炸的報道不計其數(shù)，這很大程度上和手機充電器有關。本文提出一種結合智能充電芯片MAX1898和單片機STC89C52的充電器軟硬件設計方案。充電芯片MAX1898與單片機強大的控制功能配合使用，使得手機電池充電器更加智能化，避免出現(xiàn)手機充電過程出現(xiàn)過熱導致電池的損壞，并可以實時的對手機電池進行有效充電的保護。

2 系統(tǒng)原理設計

本設計主要利用STC89C52單片機結合智能充電芯片MAX1898實現(xiàn)智能手機單節(jié)鋰離子電池充電器。系統(tǒng)主要由單片機控制模塊、充電控制模塊和外部提示電路組成。單片機控制模塊電路主要是以STC89C52為主要元件的系統(tǒng)控制電路，能夠監(jiān)測充電芯片MAX1898輸出的信號并通過外部中斷判斷充電是否完成，若充電完成則由STC89C5單片機控制斷電并觸發(fā)蜂鳴器報警。

3 系統(tǒng)硬件設計

3.1 MAX1898充電控制模塊電路設計

MAX1898是MAXIM公司生產(chǎn)的線性鋰電池充電器，可用于手機、PAD和數(shù)碼相機等單節(jié)鋰電池供電的便攜式系統(tǒng)中。MAX1898外接限流型充電電源外部配合一個PNP晶體管，構成一個相對完整的單節(jié)鋰電池充電電路。MAX1898為用戶提供了充電狀態(tài)顯示、檢測充電電池正負極接入充電器是否正確的狀態(tài)燈指示、輸入電源是否與充電器連接的輸出指示等。此外，MAX1898還具有可選的充電終止安全定時器、輸入關斷控制、充電周期重啟和低電流預充功能。智能充電管理芯片MAX1898的典型充電電路，如圖1所示。

MAX1898的CT引腳通過外接的電容[cct]來設置最大充電時間[tCHG]，也即對鋰電池進行快充時的最大充電時間。最大充電時間[tCHG]和定時電容的關系如下：

[tCHG=cct34.33]

其中，最大充電時間[tCHG]的單位為小時，定時電容的單位為nf。

MAX1898可以在ISET引腳外接電阻[RSET]來設置最大充電電流[IMAX]，關系如下：

[IMAX=1400RSET]

其中，[RSET]的單位為Ω，[IMAX]的單位為A。

MAX1898的ISET引腳外接2.7K電阻，設置該智能充電器的最大充電電流為500mA，防止充電電流過大對充電電池造成損害，MAX1898的CT引腳外接100nf的電容，設置該智能充電器的最大充電時間為3小時左右。LEDD3指示燈是檢測接入電池的正負極，防止由于電池的正負極接錯導致充電芯片的損壞，LEDD2為紅色二極管，紅燈表示電源接通。

3.2 單片機模塊控制電路

單片機STC89C52模塊控制電路如圖2所示。

如圖中所示，9號引腳外接一個按鍵手動電平復位電路，按鍵手動電平復位是通過RST端經(jīng)電阻與電源Vcc接通來實現(xiàn)的。STC89C52單片機內(nèi)部有一個用于構成振蕩器的反相放大器，輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為芯片XTAL2。這兩個引腳接12MHz的石英晶體振蕩器和微調電容，構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，圖3所示為STC89C52單片機的復位電路和內(nèi)部時鐘方式電路。

3.3 總電路設計

基于單片機STC89C52的強大功能，加上MAX1898智能充電芯片使得智能電池充電器的設計更加模塊化，也使得鋰電池充電器更加智能化。如：預充、充電保護、自動斷電和充電結束報警等功能，如圖3所示。

4 系統(tǒng)軟件程序設計

充電器的充電過程主要通過STC89C52來控制MAX1898，從而實現(xiàn)智能手機充電管理。當MAX1898充電完成時，/CHG引腳會產(chǎn)生由低電平到高電平的改變，經(jīng)過反相器74LS04芯片反相后觸發(fā)單片機的INT0中斷。INT0中斷觸發(fā)后，在其服務程序中啟動定時器。定時器/計數(shù)器0的中斷子程序，用來判斷充電是否結束。當充電結束時，切斷MAX1898的輸入電源，并觸發(fā)蜂鳴器報警。

4.1 主要流程圖

系統(tǒng)的主要流程圖如圖4所示。

a 外部中斷流程圖 b 定時計數(shù)器中斷服務子程序流程圖

4.2 系統(tǒng)部分代碼

4.2.1 外部中斷實現(xiàn)

5 結語

本研究以STC89C52單片機為核心元件，利用MAX1898智能充電芯片實現(xiàn)智能手機充電器的應用。通過以上智能充電器的設計，使我進一步熟悉了MAX1898的工作原理和使用方法，更深入的了解定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)的應用，熟悉了單片機嵌入式控制系統(tǒng)的設計思路。本研究讓我所學的知識得到充分的應用，加強了自身學習新知識的能力，也為不斷完善自己奠定了基礎。

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