【电子电路设计与工艺设计：无线充电的智能台灯设计9600字】

电子电路设计与工艺设计：无线充电的智能台灯设计目录TOC\o"1-3"\h\u7291引言 引言在19世纪初，法拉第总结出线圈会因为周围磁场变化而产生电能这一结论。十九世纪末，特斯拉提出无线电传输的猜想；香港城市大学教授很早以前就研究过无线充电，不过他终究还是需要贴合充电，没有办法真正离开充电器充电。科学家们一心钻研无线供电技术，因此需要解决无线供电的传输效率问题，随着经济水平的提高以及人们思想的觉悟，越来越多公司开始将资本投入无线供电技术领域，传统公司也开始更新推出自己的产品。如今所有电子设备充电方式都是通过数据线来实现电能的有效传输，既一端与交流电源连接,另一端与平板，手机，笔记本电脑等电子设备相连接进行充电。这种充电方式存在许多不安全隐患，如损坏充电接口造成漏电的危险。无线充电采用无线电源技术这种新的能量传输技术。这项技术可以消除线览充电的限制，并将充电设备与电源分开，减少了不安全性，具有比传统充电器更好的优势。在如今这个得科学技术者得天下的社会，无线充电技术的发展道路非常宽广。2硬件方案设计2.1总体框架本设计由51单片机、发射及接收主回路还有稳压组成。总体设计结构框架如图3-1所示。图3-1总体设计结构框架图3.2发射端电路的选择3.2.1主控单元硬件设计STC12C2052AD单片机是由宏晶科技设计所研究出来，它是一种市面上极其少见的8051单片机，它具有单元时钟/机器周期（1T）。与此同时，该单片机还具有许多明显的特征：超强加密，损耗十分低，成本超级低，而且其抗静电能力强，抗干扰能力强，普通的8051单片机可以被该类单片机完全兼容。并且该类单片机的速度远远快过于普通的8051单片机，其速度约为普通型的8-12倍。由此可以看出STC12C2052AD单片机的速度之快。这种类型的单片机还拥有专门的集成复位电路。STC12C2052AD单片机的实物如图3-2所示。图3-2STC12C2052AD单片机实物3.2.2电路供电电源的选择电路采用7805芯片，该芯片搭建稳压电源仅需极少的原件，该电路包含保护电路，其输出的电压值稳定。因要考虑功率损耗问题，故我们首先考虑将输入电压设置为9-15v。该电路中，电流流过负载后相较于同一点点位变化为2.5v，完全符合要求即可以运用。7805应用电路如图3-3所示。图3-37805应用电路3.2.3LC振荡电路设计无线充电也就是电磁波的发射与接收，为了有效地发射电磁波，可将普通的LC电路改成开放电路。原因一是为了将电场和磁场敞开，原因二提高LC电路的振荡频率，振荡频率提高有助于发送电磁波。电磁感应式和磁共振式分别如图3-4和3-5所示。图3-4电磁感应电磁感应即初级线圈发射交变磁场被次级线圈切割，产生感应电动势。这种现象类似于琴弦震动，震动波会传递给周边的物体，但是距离远了传递效果就会变得极差。图3-5磁共振磁共振是在次级线圈上再并或串一个电容，初级线圈交流电频率和次级线圈谐振频率相同，就可产生共振。这种现象就像两根一模一样的弦，拨动一根，另一个很容易跟着振。为了使距离拉开后依然可以快速高效的传输电力，因此本设计有别于上述的电磁感应原理。本设计采用LC振荡电路，如图3-6所示。图3-6LC并联网络3.2.4MOS控制电路Q1为N沟道场效应管IRF540（110v/33A/40mΩ），启动电压小于5V，MOS可直接被单片机内的PWM端口直接控制。将L2线圈做出调整，C20电容与该线圈并联，即可使电路处在谐振的状态。由于MOS工作时所散发出的热量不多，因此我们不必加大散热片的使用，这样也有效的缩减了成本。接收端作用于发射端，因此当接收端不在时，发射端的能量将无法发送，所以此时系统将处于低待机功耗的状态。在放大电路中放置电阻R4来减小瞬间电流。此方法可以保护PWM端口免遭破坏。下拉电阻R6的作用是预防MOS管意外打开。功率放大电路和IRF540的栅极电压与漏极电流的关系分别如图3-7和3-8所示。图3-7发射端功率放大电路图3-8IRF540的栅极电压与漏极电流的关系图3.2.5设计单片机与按键接口的电路方案一：按键。按键的输入值不够多样化，因此使用按键来控制电路的方法不够灵活。方案二：电位器。可输入多个数值，且数值易于设计人员观察。综上所述，方案二更优。按键电路如图3-9所示。图3-9按键电路3.2.6液晶显示模块本设计采用的是1602液晶显示。当有很小的电流流经液晶时，大量的信息就可以被显示，因此只需简单电路即可。该液晶显示屏上可以显示输入电压Ui、输出电压Uo、电流I和工作状态。LCD1602液晶显示如图所示。图3-101602液晶显示3.2.7电流检测电路方案一：使用霍尔电流传感器检测电路。当电流流过传感器时，线圈产生磁场，当电流变化时，磁场也跟着变化。因此通过检测电压值的变化就可知道电流值的大小。方案二：采用电阻分压检测电路。采用“串联分压”的原理，计算出电阻两端的电压值，从而获得电流值。该方法浅显易懂，容易操作。本设计采用电流检测电路对输出电压和电流进行实时监测，为了方便MCU数据收集，电路采用放大电路，将电压放大并输入到MCU的ADC端口。电流检测电路如图3-11所示。图3-11电流检测电路LM358模块适用范围很广，不仅常运用在对电压限度要求很低的单电源上，也可用于双电源工作。LM358引脚图及其功能如图3-12所示。图3-12LM358引脚图及引脚功能图安全前提下，设保护电流1A，5V电压供电，电压差为1.2V，故输出最大电压：(3-1)1A电流流过0.05Ω电阻所得电压为：(3-2)因此运放电路中的放大倍数应该小于：(3-3)假设R22=33K，R20=1K，放大倍数为：(3-4)满足，故当电流为2A时，输出电压为：(3-5)3.2.8电压检测电路输入电压9V>最高电压5V，所以电压采样使用电阻比例：(3-6)假设R11=22K，R16=4.7K，放大倍数为：(3-7)满足，故当输入电压为9V时，电压为：(3-8)电压检测电路如图3-13所示。图3-13电压检测电路3.3接收端电路的选择3.3.1整流电路设计整流电路的作用就是把电路中的交流电转换成直流电。整流滤波电路如图3-14所示，L1为次级线圈，当输入电压在正半周期，电流方向：L1-D2-负载-D12,当输入电压在负半周期，电流方向：L1-D3-负载-D11。电路中的2个二极管同时导通，可用肖特基组成的整流桥进行全波整流。无线充电效率之所以不高是因为单个肖特基压降为0.55V，因此电路中将产生1.1V的电压降。图3-14整流滤波电路肖特基二极管简称SBD，其特点是：反向恢复时间极短，正向导通电压降仅约0.4V。3.3.2滤波电路设计交流单极脉冲信号是通过调节交流电来实现的，用来得到平缓的直流电压信号，滤波电路可将直流电压中的交流成分降到最低，便于得到平滑波形。有了滤波电路，负载电流和电压波动变小，波形变平滑。滤波电容大小和负载电阻的大小与电容放电的速度成反比。本设计需要依照被整流电压周期和负载电阻的大小来确定滤波电容荷压比的数值。由于本设计中的开关频率为23KHz，为确保电路能够正常运行，需要用到2个大小为100μF的电容。3.3.3稳压电路设计稳压电路需要稳压二极管，简称稳压管。当稳压二极管反向击穿时，其两端的电压基本保持不变，这种特性被称为稳压特性。该二极管应用范围广泛如：稳压电源、限幅电路。为在高压上使用稳压管，我们可以将多个稳压二极管并联使用，由“并联分压”可知：每个稳压二极管将分得所需要的电压。ZM4733A的电压电流特性如图3-15所示。图3-15ZM4733A的电压电流特性图将7个1W的1N4733稳压器并联。不充电时，二极管发热消耗能量。充电时，接收端电压降低，处于恒流工作状态。充电速度的高低取决于当时电流大小。当滤波耐压远小于没接负载时的接收电压，7805失效。输出电压的大小与7805是否有效密切相关。当输出电压在35V以内时，7805基本不会失效。所以本设计将稳压二极管与负载并联，这种方法可以提高电路的稳定性。输出端并联稳压电路如图3-16所示。图3-16输出端并联稳压电路3系统软件方案设计3.1软件流程设计上文针对系统的硬件电路设计作了具体阐述，本系统从软件设计上一共分为以下几个部分，分别为：无线充电驱动控制子程序、充电计时子程序设计、电压电流闭环控制子程序、充电功率调节子程序以及人机交互子程序设计。其中，充电驱动控制子程序的作用在于输出特定占空比的PWM波来控制MOS管的开关；充电计时子程序能够检测电路中发射模块的功率突变来判断接收线圈是否处于充电状态；电压电流检测电路为系统的稳定工作提供过流过压保护。充电功率调节子程序的作用在于能够通过外部旋钮来调整输出的功率档位，即充电速度的快慢。同时为了提升系统的可操作性，本系统增加了人机交互模块，将系统的工作状态及参数通过液晶屏幕显示。本设计的软件工作流程图如图4-1所示，同时下文将按照程序流程对各子模块设计作详细阐述。图4-1软件工作流程图4.2电压电流检测程序设计4.2.1滤波算法设计本系统中的电路工作频率较高，使得电路中的电压电流波动较大，同时，由于系统使用的8位ADC的采样精度有限，因此，通过前期的预测试发现，单片机采集的电流电压数据波动较大，测量的数据中通常含有多种难以测量的噪声干扰，所以，在本系统的实际软件设计中，使用各种滤波算法对ADC采集的数据进行滤波处理，将数据平滑化，更加有利于单片机的输出控制。本设计中使用均值滤波算法，这样处理后的数据将更加平滑，但灵敏度不高。该算法对于随机干扰噪声有着较好的滤波效果，但由于多次取值测量，使得系统的实时性较差，通知增加了系统的计算量。本系统对实时性要求较低，同时STC12系列单片机具有高速运算能力，因此均值滤波能够满足本系统的设计要求。在本设计中，选取N值为200，滤波算法的程序设计流程图如图4-2所示。图4-2滤波算法程序设计流程图其源程序如下：/*******************ADC平均滤波****************/#defineN200uintfilter(ucharch){intsum=0;uintcount;for(count=0;count<N;count++){sum+=GetADC(ch);}return(sum);}4.2.2电压电流检测程序设计电压电流检测是各子程序模块执行的基础，本设计通过使用单片机的ADC采集端口，将电路中的输入电压、输出电流等进行采样，通过采样标志位来判断是否完成采样值的获取，并将获取的数据返回待其他子程序调用。该部分的设计流程图如图4-3所示。图4-3电压电流检测程序流程图程序代码如下所示：/*******************转换ADC值****************/ucharGetADC(ucharch){ucharresult=0;ADC_CONTR=0xe8|ch;//选择通道，开始AD转换_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(!(ADC_CONTR&ADC_FLAG));//查询ADC_FLOG是否置位1转换结束ADC_CONTR&=~ADC_FLAG;//clearADCinterruptflagresult=ADC_DATA;return(result);}4.2.3过压过流保护程序设计上文对ADC采集流程、滤波算法作了详细的阐述，通常，系统能够稳定工作的前提是拥有完善的保护机制，当电路中电流超出设定值时，系统应能够自动锁定，限制住电流或电压的过增，本系统设定充电装置最高输出1A的电流，最高输入电压为16V。通过ADC采集获取经过分压或放大后的电压与电流值，并除以相对应的放大倍数以此得到电路中实时的电流电压值，其中放大倍数的计算方式在上文中已详细阐述。程序代码如下所示：A=filter(1)/200;//读取第一个通道的ADC数字并计算B=filter(0)/179;//计算输入电压C=filter(2)/170;//计算输出电流i1=C;//记录当前状态的电流值

CCAP1H=CCAP1L=255-A/5;//输出对应占空比的PWMif(C>100)//当电流值超过1A时,进行保护{hz_IcdDis(0,9,"OCP");//显示Overcurrent,过流保护CCAP1H=CCAP1L=255;//设定占空比为255,PWM关闭，输出低电平{else{hz_lcdDis(0,9,"ON");//显示发射端开启

}4.3充电功率调节程序设计本设计在硬件上增加了10K阻值的电位器，通过调节电位器的旋钮就可以改变电位器中间引脚的电压，通过ADC采集端口即可获得该电压值。本设计将5V电压划分为25个档位，中间引脚的电压越高即代表档位越高，此时输出PWM的占空比越大，充电功率越大，也就是说此时的充电速度越快，该部分的程序设计流程图如图4-4所示。图4-4充电功率调节流程图程序代码如下所示：ucharresult=0;ADC_CONTR=0xe8|1;//选择通道,开始AD转换_nop_();_nop_0;_nop_();_nop_0;while(!(ADC_CONTR&ADC_FLAG));//查讯ADC_FLOG是否置位1转换结束ADC_CONTR&=~ADC_FLAG;//ClearADCinterruptflagresult=ADC_DATA/200;CCAP1H=CCAP1L=255-result/5;//输出对应占空比的PWM4.4驱动控制程序设计驱动控制子程序的作用是通过配置单片机的PWM寄存器输出特定占空比的PWM波，以此来控制电路中MOS管的开关，将电路中的直流电转换成脉动电压。本系统使用的STC12单片机配置简单，完成PWM寄存器初始配置后，通过调整CCAP1的高位与低位就可输出不同占空比的PWM波，初始占空比设置为0（CCAP1H=CCAP1L=0XFF），配置无中断输出CCAPM1=0X42;同时由于单片机的8位寄存器使得最大填充值为255，因此，当电流达到设定最大值1A时，将该寄存器的高位和低位分别赋予满值，即输出占空比为0，此时单片机关闭输出，系统进入保护状态，当系统的电流下降至1A以下时，系统将继续工作。该模块的程序设计流程图如图4-5所示。图4-5驱动控制程序流程图程序代码如下所示：/************PWM初始化*********/voidInit_pwm(){CCON=0;*[CMOD=0X08系统时钟,0X02系统时钟/2*/CL=0;/*,0X0A系统时钟/4,0X0C系统时钟/6*/CH=0;/*0X0E系统时钟/8,0X00系统时钟/12]/256=频率*/CMOD=0X02;//0X02=21k,0a=21k,00=3k08=3kCCAP1H=CCAP1L=0XFF;CCAPM1=0X42;CR=1;/*PCA计数器停止计数*/}A=filter(1)/200;//读取第一一个通道的ADC数字并计算CCAP1H=CCAP1L=255-A/5;//输出对应占空比的PWM4.5充电计时程序设计本设计中增加了充电计时功能，其基本原理是在电路刚上电的一段时间内，电路属于空载状态，此时电路中的电流较小，但刚上电的电路电流波动较大，需要一段时间后电流才会稳定在特定的数值范围，而该数值随着输入电源的改变而改变，因此在程序的设计中并未设定为固定值。为了应对这一变化，本设计在多次调试后发现在上电3秒后电路的电流值会稳定下来，程序通过ADC功能读取稳定的电流值并存储起来，当电流发生突变后即认为接收线圈已放上，此时为充电状态；并同时打开定时器T0进行充电计时，当电路中的电流重新回到稳定的初始值（允许一定范围内波动）时就认定充电结束，此时关闭计时器。单片机的外部晶振频率为12MHZ，定时器的工作频率配置为6MHZ，通过配置初值设定没50ms进入一次定时中断，因此，当进入20次中断后即认为系统计时1s，该模块的设计流程图如图4-6所示。图4-6充电计时程序流程图程序代码如下所示：/***************************

*函数名:time0_init

*函数功能:定时器初始化

*函数参数:无

*函数返回值:无

***************************/

voidtime0_init(void){TMOD=0x01;EA=1;ET0=1;TH0=(65536-50000)/256;//设置50ms定时TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;}if(t1>=3&flag)//上电先稳定3秒，然后在采集稳定电流值i3,并记录，关掉定时器{i3=C;flag=0;TR0=0;}if(t1>=60)//秒钟到分钟的切换{t1=0;t2++;}if((C>=(i3-3))&&(C<=(i3+3))){TR0=0;t1=0;t2=0;}voidtime0()interrupt1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;num++;if(num>=8){t1++;num=0;}4.6液晶显示程序设计为了便于系统的调试以及系统的可交互性，本设计将系统的工作参数实时显示在液晶显示屏LCD1602上，如输入电压、输入电流、工作档位、工作状态以及充电时间等LCD1602程序设计的关键在于能够严格遵守时序要求，同时应注意写命令与数据的先后顺序。与以往的8051单片机不同的是，STC12的P1端口同时也是ADC采集端口，因此，在上文中已经占用了ADC通道，该部分在电路设计中已详细阐述，所以在与液晶显示屏进行通信时，需将八位数据分两次高四位与低四位进行传输，因此只需将单片机P1端口的高四位与液晶显示屏（D4~D7）相连接，同时由于本设计无需进行读操作，因此RW端口可以直接接地。本部分的程序设计流程图如图4-7所示。图4-7液晶显示程序流程图程序代码如下所示：/*****************************液晶初始化*****************************/voidLCd_init(){write_1602(0,2);//设置4位数据接口write_1602(0,0x28);//显示方式设置write_1602(0,0x0c);//整体显示,关光标,不闪烁write_1602(0,0x06);//默认(0x06)写入新数据后光标右移屏幕不移动write_1602(0,0x01);//显示清0,数据指针清0}4系统仿真与调试5.1系统仿真验证5.1.1仿真模型设计在上文中以对系统的硬件方案选择、电路设计做详细的阐述，同时完成了各子程序的编写，但方案的可行性仍然需要进一步验证，其意义在于既要实现对硬件方案的验证，也能够完成对软件程序逻辑的验证，因此，本设计使用Protues仿真软件，并搭建仿真模型进行实验验证。由于本设计使用的是STC12单片机。而在protues中并不支持该款单片机，因此该仿真模型中选用与STC12功能相近的STC15单片机作为主控芯片，STC15单片机自带ADC采集功能，但由于该软件对STC单片机的支持并不十分完善，因此本设计选用ADC0808芯片采集电路中的电压与电流。同时电路参数设置与原电路设计参数相同。本系统的仿真设计图如图5-1所示。图5-1系统仿真设计图5.1.2实验验证1.主电路仿真验证本设计模型输入电源设置为12V，谐振电容选取为220nf，线圈感值为23uh，在系统启动运行后，线圈两端的波形如图5-2所示，其中线圈下方的波形为单片机输出的PWM波。图5-2线圈两端波形图经过仿真验证，线圈两端的信号频率与理论计算值23Khz基本吻合，同时本设计也将在下文中通过实物调试来进一步实验验证。2.电压电流检测电路仿真验证本设计由于使用了ADC0808芯片进行了电压与电流的采集，因此需为该芯片提供工作时钟脉冲，其频率选用典型值600KHZ，波形如图5-3所示。图5-3波形图在完成仿真电路的搭建之后，运行系统验证电压电流采样的精确度。本文选择输入电压进行验证，由上文可知，本设计输入电压定位12V，电阻分压比为2:1，因此单片机的采样电压为4v与仿真模型的3.99V基本吻合，由液晶显示可知计算后的电压值为12.2V，这是由于在计算的过程中精度的损失造成的，且在允许的范围内。液晶显示屏显示数值如图5-4所示。图5-4液晶屏显示数值3.计时模块验证本系统使用的晶振为12MHZ，定时器的工作频率为6Mhz，程序中设计为每隔50ms进入定时中断一次，在仿真实验中通过观察软件的运行时间与液晶显示屏的显示时间是否一致，就可以判定系统定时器是否正常工作。液晶显示屏显示数值如图5-5所示。图5-5液晶屏显示数值通过实验可以观察到，液晶显示为6S，此时系统的仿真时间为6.9S<7S，因此，本系统能够准确地完成定时任务。4.显示电路仿真验证通过仿真验证可以发现，显示电路能够精准的实现参数的实时显示，因此，该部分的电路和子程序设计能够满足系统的设计要求。显示电路实时显示参数值如图5-6所示。图5-6电路实时显示参数值5.2发射端电路测试5.2.1显示模块测试本设计要求在LCD1602液晶显示屏的对应位置上准确显示系统的各项参数，如输入电压值、电流值、工作状态等，同时验证显示的内容是否完整无误。显示模块显示图如图5-7所示。图5-7显示模块显示图通过上图可知，系统的显示模块能够稳定运行，同时显示的参数准确无误。5.2.2主电路模块测试本部分的测试内容主要为单片机输出PWM波的测试以及线圈两端波形的测试。1.单片机输出PWM波测试本设计使用STC12单片机的P3.5口（PWM1）来输出特定频率的PWM波。本测试使用示波器测试PWM能够输出设定频率的PWM波，MOS管能否按照预期打开工作。下图为MOS栅极的驱动信号波形，通过分析可知，单片机能够准确输出占空比可调的PWM波。PWM波形图如图5-8所示。图5-8PWM波形图2.线圈波形测试线圈两端并联了谐振电容，该电容的容值大小为220nf，当电路开始工作后两者处于谐振状态，随着MOS管的开通与关断，电感两端的波形将不断变化，当MOS开通时，电感充电，电容放电；当MOS关端后，电感保持相同电流方向，给电容充电，在实际的测试中会发现，电感线圈两端的波形并非完全对称，其原因是谐振电容与电感值的大小并非与理论值完全一致，因此，波形不完全对称在允许范围内。电感线圈两端的信号波形测试图如图5-9所示。图5-9电感线圈两端的信号波形测试图5.2.3功率调节电路测试本部分的测试内容为调节电位器旋钮，观察液晶显示屏的档位是否跟随变化，同时，随着功率的增加，在输入电压不变的情况下，电路电流也将发生变化。实际操作图如图5-10所示。图5-10实际操作图通过测试可知，当顺时针旋转电位器的旋钮是，档位将逐渐变大，反之逐渐减小，当档位变化到25后将不再变化，此时输出电流将达到最大值并稳定不变。5.2.4电压电流检测电路测试本部分的测试内容应包括对输入电压，输出电流等的测量，但为了增加测试的便捷性，与上文中的仿真验证环节相对应，此外，系统的输出电流检测原理与输入电压的检测原理基本一致，因此本文只测试输入电压来验证ADC采集的可靠性，测试图如图5-11所示。图5-11测试图通过测试可知，当电压在9V~12V的范围内波动时，单片机的测量误差始终在0.2的范围内波动，由本系统选取的采集方案可知，该误差范围在系统设计的允许范围内，该测量精度达到了系统的设计要求。5.3接收端电路测试接收端的测试共分为两项内容，分别为接收端波形测试，接收端输出电压测试。5.3.1接收线圈波形测试接收端的线圈测试步骤与发射端线圈的测试步骤基本一致，由于收线圈的感值为23uh，谐振电容大小为220nf，因此在理论上，两者的波形也应相同，实际测试波形图如图5-12所示。图5-12实际测试波形图通过分析上图可知，接收端线圈两端的波形并非十分理想，但由于电容与电感的充放电过程不对等导致了波形的非对称性，该波形的误差并不会对充电效果带来太大的干扰，因此，通过测试可知，接收端的器件参数选取无误，电路设计能够满足系统要求。5.3.2接收端输出电压测试接收端的输出电压是否稳定将决定系统的整体稳定性，由于在线圈充放电过程时，输出端两端的电压会出现激增现象，因此，为了保证在空载情况下，系统仍然能够输出稳定的5V电压值，本设计在输出端口并联了多个稳压管，提升输出的稳定和安全性。输出电压测试如图5-13所示。图5-13输出电压测试通过测试可知，系统的输出电压稳定在5.2V以下，并且随着线圈间隔在一定范围内变化，系统的输出端口能够输出稳定的工作电压。5总结随着无线充电技术的不断发展，无线充电装置应用的越来越广泛。本设计的基于单片机的无线充电系统，以STC12C2052AD作为系统的主控制器，基于电磁感应式无线充电原理实现电能的无线传输，在此基础上增加了功率调节功能实现PWM频率的自调节；通过电流电压的实时检测实现充电负载识别与充电计时。同时通过仿真实验与实物调试验证了系统的可行性与稳定性。本文的工作内容可总结如下：1.系统调研：本文对目前无线充电技术的作出总结，并详细阐述了各种无线充电技术的基本原理，分析了多种无线充电技术的优缺点，并对其在市场的应用范围作详细的阐述。2.硬件方案设计：硬件方案设计包含器件选型与方案比较、硬件电路设计等内容。首先针对本系统的基本要求设计硬件框架，明确基本的设计方案后确定器件选型，包括主控制器、驱动芯片等的选择。其次，在硬件电路设计上主要分为两部分，即控制电路设计和驱动电路设计，完成了无线主电路控制设计、电压电路反馈控制设计、接收端整流滤波电路设计、频率自调节电路设计以及显示电路设计等，稳定的硬件设计是系统长时高效运行的基础。3.软件方案设计：软件方案设计的主要内容包括软件架构设计、编译平台选择、各子模块程序设计等。其中，子模块设计包含了无线充电驱动程序设计、电流电压采集程序设计、过流过压保护程序设计以及液晶显示程序设计等。4.系统仿真验证：为了对硬件电路的可行性进行验证，本本设计选择在protues仿真软件中搭建仿真模型，在同等参数下，验证电路设计与程序逻辑设计的合理性，在实验验证中可知，系统方案可行有效，满足设计的基本要求。5.系统实物调试：实物调试可分为两部分，即模块功能测试与系统综合测试。模块测试内容包括对电路中的个子模块，如显示模块、驱动模块、参数检测模块、接收端模块等进行硬件测试与程序调试，在此基础上，通过手机充电测试完成整个系统的综合功能测试。通过实验验证与调试可知，本系统的基本要求已全部实现，方案切实可行，但又有一些需要优化的部分，通过减小热量的损耗来增加系统的传输效率，同时在谐振电容与线圈的匹配上应进一步进行理论分析与优化，提高系统的稳定性。参考文献[1]蔡小伟,黄桂萍,陈阳,林华丰.基于Qi标准的无