基于单片机的智能手机充电器系统设计
报告
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基于单片机的智能手机充电器设计报告
一( 系统设计
1.设计目的
1) 熟悉并掌握单片机嵌入式系统的开发流程和应用方法。 2)做到对电池充电过程的实时监测。
3)做出智能化的充电器。我发现在给手机充电的时候,往往不能知道电池还有多长时间能充满,而且经常忘记是什么时候开始充电的,因此很容易造成过充或充电不足,从而影响手机电池的使用寿命,还有可能出现危险。于是我便萌生了设计一种可显示时间的手机充电器的想法
2.功能简介
1)可与锂电池中的芯片通信,得到电池组的容量、电压、电流等参数。
2)用LED显示电池的剩余充电时间。
3)具备防过充功能,在电池电压达到一定值后减小充电电流,直至电池充满。
3.应用
能给各种锂离子电池充电并可以实时显示充电的剩余时间。
二(实验资源
1)硬件:AVR开发板,Atmega16,LED七段数码管,电源
2)软件:ICCAVR,AVRstudio
三(实验原理
1. 电路原理图
注释:左下为AD模块,Mega16的PA口接AD,同时输出PWM,PB3接PWM进行充电控制;右下方为以TLC431为主的稳压源,接单片机的AREF端口。
2. 实验原理:
锂电池的充电过程分为预充、快充、涓流三个步骤,我们的原理概括的讲,就是在预充阶段通过对电池进行扫描测出电池的容量,与程序中的库进行对应从而得出充电所需时间;再经过快充电池电压达到一定高的值,为防止由于充电过快引起的电池实际电压不足,最后再加上一定时间的涓流充电。在整个过程中通过LED来实时显示剩
余充电时间。
3. 软件设计流程图
四(数据采集
为使充电器能为不同容量的电池,需要做测试来采集大量的数据,反应电池在充电过程中电压、电流、时间之间的关系。以下为几个具有代
表
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性的测试图样:
1. 容量为600mah的电池快充过程中I-t曲线
图中X轴为时间(min),Y轴为电流(mA)
图中X轴为时间(min),Y轴为电流(mA)
注:图中X轴为时间(min),Y轴为电流(mA)。
2(容量为650mah电池预充阶段的U-t曲线。
图注:X轴为时间(min),Y轴为电压(v)
3. 容量为860mah的电池预充阶段U-t曲线。
图注:X轴为时间(min),Y轴为电压(v)。
由以上各图可以看出,在一定时间段内电压和电流与时间很好的符合了线性关系。
4.电池容量与K值对应曲线(K值为充电电压每升高0.04v与对应时间之比)
五(实物图
六(成员分工
七(成本
成本包括:ss8050,ss8550各一个共0.4元,tl431一个0.5元,电阻10k、360R、1M、50R、100R、1K、1R,47uF、0.1uF电容等共2元左右,2个电源共15元。总计17.9元。
八(程序
#include
#include
#include"math.h"
//8.00000MHZ
unsigned long led_7[10]={0x3f,0x06,0x5B,0x4F,0x66,
0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//七段数码显示数组
unsigned long position[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0x0f,0xdf};//六位数码管位选
unsigned long Min[30]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,
31,33,35,37,39,41,43,45,47,49,51,53,55,57,59};//使能充电停止数组
unsigned long
k_value[60]={40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,
59,//预充电压斜率数组
60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,
80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,91,92,93,94,95,96,97,98,99,};
unsigned long
V_Table[12]={380,381,390,391,400,401,410,411,415,416,419,420};//电
压比较判断
signed char time[3];//时间存储
unsigned char dis_buff[6];//时分秒六位分别存储
unsigned char PWMnum,a=0x15,m=0,X,Y,Z;//溢出中断次数,OCR0值,if判断,时分秒,电压
unsigned long K,n,Vref=4.846,T,t,V;//预充斜率,延迟时间,参考电
压,时间,
signed long Cap;//电池容量
#pragma interrupt_handler adc_isr:iv_ADC
void adc_isr()
{
unsigned long ADNum=0,adc_data;
unsigned char Va;
ADNum=ADNum+1;//AD转换次数计数
if(ADNum>=98888)ADNum=110000;
adc_data=ADCH;
adc_data=adc_data*4;
if(ADNum==2)//初始电压值保存
{
Va=Vref*adc_data*100/1024;
}
V=Vref*adc_data*100/1024;//实时电压
if(V-Va==4)//斜率计算
{
K=(20000000/ADNum)%10;
}
}
void A_value()//OCR0实际值
{
if(K==k_value[60])
a=250-K;
if (K!=k_value[60])
a=0;
}
void Cap_value()//容量计算值
{
unsigned long Aa=2000,P;
if(K==k_value[60])
{
P=K/Aa;
Cap=(-1)*log(P)*200;
}
if (K!=k_value[60])
{
Cap=0;
}
}
void Time_Compu()//时间计算程序
{
t=3*OCR0;
T=Cap/t;
if(T>=60.000)
{
X=(T/60);
Y=(T%60);
Z=((T-60)-(T%60))*60;
}
if(T<60.000)
{
X=0;
Y=((T*10)%10);
Z=((T-(T*10)%10)*60);
}
}
void Delay_ms(n)
{
int i,j;
for(i=0;i=0X15))//倒计时
{
if(PWMnum>123)
{
PWMnum=0;
time[0]--;
if(time[0]<0)
{
time[0]=59;
time[1]--;
if(time[1]==Min[30])
{
m=0;
}
if(time[1]<0)
{
time[1]=59;
time[2]--;
}
}
}
time_to_disbuffer();
}
if((m==0)&&(V==V_Table[12]))//中途停车,休息电池
{
display();
OCR0=0X00;
Delay_ms(10000);
time[0]=(time[0]-10);
if(time[0]<=0)
{
time[0]=time[0]+59;
time[1]=time[1]-1;
}
time_to_disbuffer();
OCR0=a;
m=1;
}
if(V==420||V==421) //电池充满,时间清零
{
display();
OCR0=0X15;
time[2]=0;
time[1]=0;
time[0]=0;
time_to_disbuffer();
Delay_ms(600000);
}
}
}