基于STC15F104的智能充电器的研究与实现

黄诗雅 杨保华

摘要：移动端充电器的主要组成为稳压、恒流、限压和限时的相关控制电路。该论文选择STC15F104单片机作为控制核心，结合锂电池充电芯片MAX1898设计智能手机充电器。充电器提供一个恒定的充电电流和充电脉冲形式。它将状态反馈发送给单片机。在智能控制芯片处理后控制充电过程，智能手机充电，快速充电，进行充电保护，并且能够进行自动关机和充电报警的相关功能。根据结果来看，充电器的安全性能高，能够实现对手机高效充电，性能稳定。

关键词：智能充电器 MAX1898 STC15F104

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）14-0181-02

Abstract： The mobile terminal charger is composed of voltage stabilizing， constant current， voltage limiting and time limited related control circuits. The STC15F104 microcontroller the lithium battery charging chip MAX1898 are chosen as the core of control for the smart phone charger. The charger provides a constant charge current and charging pulse form. It sends the state feedback to the microcontroller. After the intelligent control chip is processed， the internal control charge process， the smart phone charging， the fast charging， the charging protection， and the related functions of automatic shutdown and charging alarm. According to the test results， the charger has high safety performance， achieves high efficiency and stable performance.

Key words： Intelligent Charger； MAX1898； STC15F104

1 背景

近年来，便携式电子产品的飞速成长推动了电池技术的进步[1]。据统计，锂离子电池在笔记本电脑和手机市场占有率为80%和60%[2]。对于保护电路，锂电池有很高的要求，在电池充电的过程中要避免过充现象[3]。为了使电池具有良好的功能，使其能够维持在长时间良好的使用能力，必须对电池做出有效管理控制[4]。

借助分析上述问题的分析，将单片机系统同智能充电芯片两者结合。STC15F104单片机具有操作简单，容易掌控的特点，而MAX1898则是具有的功能较多，能够稳定可靠运行，将两者有效结合，能够实现手机智能充电，使充电器的重量减轻，使其更加美观，容易携带。

2 硬件设计

在设计中将相关硬件的实用性以及简单性作为基本设计思想，能够将有关设计划分为如下三个不同的模块：单片机控制模块、智能充电控制模块、蜂鸣器报警模块。单片机选用的是STC15F104系列单片机，充电控制系统采用的是MAX1898智能充电控制芯片，系统硬件设计框如图1。

单片机控制模块、智能充电控制模块、蜂鸣器报警模块组成了整个硬件部分，是整个设计的基础。在相关控制模块中，单片机的控制模块是主控模块，主要目的是对系统进行智能化控制，从而保证相关模块能够在彼此的配合作用中实现工作的完成；而智能充电控制模块的主要组成是由MAX1898和相关外围电路，能够实现对充电的控制；而在蜂鸣器报警模块则是借助对单片机的中断控制，实现对蜂鸣器的回应，从而对充电状态加以提醒。相关硬件的电源通过外接电源获取。整个硬件的原理图如图2所示。

3 智能充电器的软件设计

在控制系统中，软件设计变得尤为重要。硬件部分能够为系统的相关设计进行平台的搭建。借助对软件的编程，可以实现对硬件电路的控制，流程图如图3所示。

4 测试

具体测试结果如表1所示，當出现充电错误时，对应的，红色[LED]灯会连续闪烁，此时蜂鸣器响起，提示用户出现错误。当电池充满电量时，会把脉冲的信号传送给单片机，此时蜂鸣器会出现报警，给用户相关提示，保证其能够及时移除手机。

借助对测试结果的分析可以得到，智能充电器能够实现预充、快充以及相关充电保护和报警等功能，并且充电的过程中，电流维持恒定，实现了设计要求。

5 结束语

该文实现了基于单片机STC15F104W的智能充电器的设计，包括硬件设计和软件设计，硬件系统包括单片机控制模块、智能充电控制模块、蜂鸣器报警模块。 系统调试表明，实现智能充电器的设计要求。

参考文献：

[1] 吴凯， 倪子婷， 陈谦谦， 等. 综述移动终端锂电池突破之石墨烯电池[J]. 科学与信息化， 2017（25）.

[2] 李娟， 刘佳， 周骏萍， 等. 移动通信终端快速充电技术发展现状分析[J]. 现代电信科技， 2017， 47（6）： 59-63.

[3] 黄春耀， 王颖， 黄巧东. 基于STM8单片机可移动智能风扇控制器系统设计[J]. 无线互联科技， 2017（7）： 61-63.

[4] 张圣炎. 基于单片机控制的智能充电器设计[J]. 电子技术与软件工程， 2018（2）： 243-243.