基于52单片机智能手机充电器的应用研究

陶跃 张平华 张进 程晓蕾

基于52单片机智能手机充电器的应用研究

摘要：文中结合MAX1898锂离子电池充电芯片，配合外部PNP或PMOS晶体管，对一种基于STC89C52单片机智能手机的锂离子电池充电器进行应用与研究。在设计上，选择了简洁、高效的硬件，使用稳定可靠的Keil编程软件。以C语言为开发工具，进行了详细设计和编码。该系统通过STC89C52单片机控制智能充电芯片MAX1898实现锂电池的预充、快充、充电保护、自动断电和充电结束自动报警功能，具有可靠性、稳定性、安全性。

关键词：单片机STC89C52；MAX1898芯片；智能充电器；锂电

中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）026-0202-03

1 引言

现在市场上有些充电器产品质量不能保证，存在安全隐患。充电器的质量问题、安全问题等一系列问题直接影响手机的正常使用，还使手机电池的寿命大大降低，导致手机的待机时间变得越来越短。特别是手机电池安全问题尤为重要，手机在充电过程中爆炸的报道不计其数，这很大程度上和手机充电器有关。本文提出一种结合智能充电芯片MAX1898和单片机STC89C52的充电器软硬件设计方案。充电芯片MAX1898与单片机强大的控制功能配合使用，使得手机电池充电器更加智能化，避免出现手机充电过程出现过热导致电池的损坏，并可以实时的对手机电池进行有效充电的保护。

2 系统原理设计

本设计主要利用STC89C52单片机结合智能充电芯片MAX1898实现智能手机单节锂离子电池充电器。系统主要由单片机控制模块、充电控制模块和外部提示电路组成。单片机控制模块电路主要是以STC89C52为主要元件的系统控制电路，能够监测充电芯片MAX1898输出的信号并通过外部中断判断充电是否完成，若充电完成则由STC89C5单片机控制断电并触发蜂鸣器报警。

3 系统硬件设计

3.1 MAX1898充电控制模块电路设计

MAX1898是MAXIM公司生产的线性锂电池充电器，可用于手机、PAD和数码相机等单节锂电池供电的便携式系统中。MAX1898外接限流型充电电源外部配合一个PNP晶体管，构成一个相对完整的单节锂电池充电电路。MAX1898为用户提供了充电状态显示、检测充电电池正负极接入充电器是否正确的状态灯指示、输入电源是否与充电器连接的输出指示等。此外，MAX1898还具有可选的充电终止安全定时器、输入关断控制、充电周期重启和低电流预充功能。智能充电管理芯片MAX1898的典型充电电路，如图1所示。

MAX1898的CT引脚通过外接的电容[cct]来设置最大充电时间[tCHG]，也即对锂电池进行快充时的最大充电时间。最大充电时间[tCHG]和定时电容的关系如下：

[tCHG=cct34.33]

其中，最大充电时间[tCHG]的单位为小时，定时电容的单位为nf。

MAX1898可以在ISET引脚外接电阻[RSET]来设置最大充电电流[IMAX]，关系如下：

[IMAX=1400RSET]

其中，[RSET]的单位为Ω，[IMAX]的单位为A。

MAX1898的ISET引脚外接2.7K电阻，设置该智能充电器的最大充电电流为500mA，防止充电电流过大对充电电池造成损害，MAX1898的CT引脚外接100nf的电容，设置该智能充电器的最大充电时间为3小时左右。LEDD3指示灯是检测接入电池的正负极，防止由于电池的正负极接错导致充电芯片的损坏，LEDD2为红色二极管，红灯表示电源接通。

3.2 单片机模块控制电路

单片机STC89C52模块控制电路如图2所示。

如图中所示，9号引脚外接一个按键手动电平复位电路，按键手动电平复位是通过RST端经电阻与电源Vcc接通来实现的。STC89C52单片机内部有一个用于构成振荡器的反相放大器，输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为芯片XTAL2。这两个引脚接12MHz的石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，图3所示为STC89C52单片机的复位电路和内部时钟方式电路。

3.3 总电路设计

基于单片机STC89C52的强大功能，加上MAX1898智能充电芯片使得智能电池充电器的设计更加模块化，也使得锂电池充电器更加智能化。如：预充、充电保护、自动断电和充电结束报警等功能，如图3所示。

4 系统软件程序设计

充电器的充电过程主要通过STC89C52来控制MAX1898，从而实现智能手机充电管理。当MAX1898充电完成时，/CHG引脚会产生由低电平到高电平的改变，经过反相器74LS04芯片反相后触发单片机的INT0中断。INT0中断触发后，在其服务程序中启动定时器。定时器/计数器0的中断子程序，用来判断充电是否结束。当充电结束时，切断MAX1898的输入电源，并触发蜂鸣器报警。

4.1 主要流程图

系统的主要流程图如图4所示。

a 外部中断流程图 b 定时计数器中断服务子程序流程图

4.2 系统部分代码

4.2.1 外部中断实现

5 结语

本研究以STC89C52单片机为核心元件，利用MAX1898智能充电芯片实现智能手机充电器的应用。通过以上智能充电器的设计，使我进一步熟悉了MAX1898的工作原理和使用方法，更深入的了解定时/计数器、中断系统的应用，熟悉了单片机嵌入式控制系统的设计思路。本研究让我所学的知识得到充分的应用，加强了自身学习新知识的能力，也为不断完善自己奠定了基础。

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