一种智能手机充电器设计的制作方法

本发明涉及手机充电器技术领域，具体涉及一种智能手机充电器设计。

背景技术：

电池的化学成分和设计一起限定电池所能提供的电流。若没有限制性能的实际因素，电池可产生无穷大的电流。限制电池性能的主要因素是化学成分的反应率、电池设计和发生反应的区域。某些电池具有产生大电流的能力。一个新的可充电电池或电池组（一个电池组中有几个电池）不能保证完全充满电。事实上它们很可能几乎被放电。因此，第一件要做的事情是根据制造商提供的化学成分相关指南，对电池/电池组进行充电。

近几年来，便携式电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代。其中锂离子电池以高能量密度、高内阻、高电池电压、高循环次数、低自放电率等特性，脱颖而出，迅速成为市场的主流。据统计，在笔记本电脑和移动电话领域，锂离子电池的市场占有率分别为80%和60%。根据日本矢野经济研究所的预测，锂离子电池正以53.33%的年增长率快速取代传统的镍铬和镍氢电池市场。

技术实现要素：

本发明涉及手机充电器技术领域，具体涉及一种智能手机充电器设计。本发明设计一款智能手机锂电池充电器，要求以单片机为控制核心，选择适当的配套元件，设计硬件电路，并编制相应软件，使所设计的充电器具有智能化特点，能根据不同手机锂电池的电参数自动确定相应的充电控制规律，自动检测、充电、断电、报警等，达到理想的充电效果。

附图说明

图1：手机锂电池智能充电器电路单片机部分原理图。

图2：6n137光耦合器。

图3：电压转换及光耦隔离部分电路的原理图。

图4：手机锂电池智能充电器电路充电控制部分原理图。

图5：lm7805构成的5v稳压电源电路。

图6：手机锂电池智能充电器程序流程图子图1。

图7:手机锂电池智能充电器程序流程图子图2。

图8：智能充电器的程序流。

图9：变量及说明。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明涉及手机充电器技术领域，具体涉及一种智能手机充电器设计。本发明设计一款智能手机锂电池充电器，要求以单片机为控制核心，选择适当的配套元件，设计硬件电路，并编制相应软件，使所设计的充电器具有智能化特点，能根据不同手机锂电池的电参数自动确定相应的充电控制规律，自动检测、充电、断电、报警等，达到理想的充电效果。

锂电池智能手机充电器硬件设计：

进一步的，电池充电器电路设计包括单片机电路的设计、电压转换及光耦隔离电路的设计、充电控制电路的设计和电源电路的设计。

进一步的，智能充电器电路单片机部分如图1，u1为单片机at89c51，工作在11.0592mhz时钟；u2为蜂鸣器，蜂鸣器由单片机的p1.2脚控制发出报警声提示；单片机的p2.0脚输出控制光藕器件，在需要的时候可以及时关断充电电源；单片机的外部中断0由充电芯片max1898的充电状态输出信号/chg经过反相后触发。

进一步的，耦合器（opticalcoupler，英文缩写为oc）亦称光电隔离器，简称光耦，是开关电源电路中常用的器件。耦合器以光为媒介传输电信号。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。本次设计选择了6n137光耦合器。6n137光耦合器是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850nm波长algaasled和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，lsttl/ttl兼容，高速，5ma的极小输入电流。工作参数：最大输入电流，低电平：250ua最大输入电流，高电平：15ma最大允许低电平电压（输出高）：0.8v最大允许高电平电压：vcc最大电源电压、输出：5.5v扇出（ttl负载）：8个（最多）工作温度范围：-40°cto+85°c典型应用：高速数字开关，马达控制系统和a/d转换等6n137光耦合器的内部结构、管脚如图2所示。

进一步的，图3是电压转换及光耦隔离部分电路的原理图。u3为输出+5v的电压转换芯片m7805，它将12v的输入电压转换为固定的5v输出；u4为光耦隔离芯片6n137，其输入为lm7805产生的5v电压，输出为经过隔离的5v电压，u4的2脚和单片机的p2．0相连，由单片机控制适时地关闭充电电源。

进一步的，图4所示的为充电控制部分的电路原理图，其核心器件为充电芯片max1898，其充电状态输出引脚/chg经过74ls04反相后与单片机int0相连，触发外部中断。led＿r为红色发光二极管，红灯表示电源接通；led＿g为绿色发光二极管，绿灯表示处于充电状态。q1为p沟道的场效应管，由max1898提供驱动。图中，r4为设置充电电流的电阻，阻值为2.8kω，设置最大充电电流为500ma；c11为设置充电时间的电容，容值为100nf，设置最大充电时间为3小时。

进一步的，如图5所示电路为输出电压+5v、输出电流1.5a的稳压电源。它由电源变压器b，桥式整流电路d1～d4，滤波电容c1、c3，防止自激电容c2、c3和一只固定式三端稳压器（7805）极为简捷方便地搭成的。

手机锂电池智能充电器软件设计：

进一步的，充电器的充电过程主要由max1898控制，而单片机芯片主要是对电池起保护作用。系统软件流程采用中断工作方式，软件功能的主要控制步骤均包括在定时中断程序中，包括监控电压，测量电流及累加电流时间积等部分。

进一步的，当max1898完成充电时，其/chg引脚会产生由高到低的跳变，该跳变引起单片机的int0中断。/chg输出为高存在3种情况：一是电池不在位或无充电输入，二是充电完毕，三是充电出错（此时，实际上/chg会以1.5hz频率反复跳变）。显然前两种情况单片机都可以直接控制光藕切断充电电源，所以，程序中只要区别对待第3种充电出错的情况即可。因此，在此中断中，如果判断出不是充电出错，则控制p2.0脚切断电源，控制p2.1脚启动蜂鸣器报警。

进一步的，程序中的变量及其说明如图9所示。

进一步的，程序是用c语言编写，通过编译之后自动生成机器语言。单片机控制智能充电器工作的程序流程分为平行执行的三部分,分别如下图6、图7、图8。如下流程图的子程序的作用是：先初始化，然后通过while（1）语句达到无限循环的目的。如图6所示。

进一步的，如下流程图的子程序的作用是：判断当int0_count为0时则启动定时器0，同时将计数器清零，int0_count自加；否则int0_count直接自加。如图7所示。

进一步的，如下流程图的子程序的作用是：先关闭t0计数，重设计数初值，t_count（廉政计数）自加，如果t_count大于600即第一次外部中断0产生后3s时，当int0_count为1，充电完毕，蜂鸣器报警，切断充电电源，关闭t0中断和外部中断0，当int0_count不为1，充电出错，直接关闭t0中断和外部中断0；否则，启动t0计数。如图8所示。

进一步的，主要程序代码及其说明（见注释语句）如下：

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitgate=p2＾0；

sbitbp=p2＾1；

uintt_count，int0_count；

／+定时器0中断服务子程序*／

voidtimer0（）interrupt1using1

（

tr0=0；／／停止计数

th0=一5000／256；／／重设5ms计数初值

tl0=一5000％256：

t_count++；

if（it_count>600）／／第一次外部中断0产生后3s

（

if（int0_count==1）／／还没有出现第二次外部中断0，则认为充电完毕

（

gate=0；／／关闭充电电源

bp=0；／／打开蜂鸣器报警

）

e1se／／否则即是充电出错

（gate=1；

bp=1；）

et0=0；／／关闭to中断

ex0=0；／／关闭外部中断0

int0_count=0；

t_count=0；）

else

tr0=1；／／to开始计数

）

／*外部中断0服务子程序+／

voidint0（）interrupt0using1

（if（int0_count==0）

（th0=一5000f256；//5ms定时

tl0=一5000％256;

tro=1：／／启动定时／计数器o计数

t_count=0；／／产生定时器0中断的计数器清零

）

into—count++；）

／*初始化*／

voidinit（）

（ea=1;／／打开cpu中断

pto=1／／t0中断设为高优先级

tmod=0x01;／／模式1，to为16位定时／计数器

eto=1;／／打开to中断

ito=1;／／外部中断o设为边沿触发

exo=l;／／打开外部中断o

gate=1;／／光耦正常输出电压

bp=1;／／关闭蜂鸣器

int0_count=o／／产生外部中断o的计数器清零

）

voidmain（）

（

／*调用初始化函数*／

init（）;／*无限循环*／while（1）；）

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。