基于STC89C52单片机无线充电器设计与实现7900字论文

基于STC89C52单片机无线充电器设计与实现 I1绪论 1 1 12系统总体方案 22.1系统框图 22.2STC89C52单片机功能介绍 22.3XKT412充电模块功能 52.4LCD1602功能介绍 52.5TP4056锂电池功能简介 62.6USB-5V升压器的电路设计 7 83硬件系统设计 93.1单片机最小系统 93.2XKT412无线充电模块 3.3LCD1602模块电路 3.5TP4056锂电池的充放电模块电路 3.7本章小结 4系统软件设计 4.1系统整体流程图 4.2核心模块流程图 4.3本章小结 5系统调试 5.1系统硬件调试 5.2系统软件调试 6总结与展望 6.1总结 6.2存在的不足与展望 11绪论据IHSiSuppli的数据显示，无线充电器在2011年时的销售增长了616%。该公司2011年的市场规模约为8.858亿美元，较上年同期增加了7倍。(功率接收机，便携装置)之间建立一个统一的通讯和传送方式，该联盟的会员有很多大的电子通讯公司，例如三星，飞利浦，以及芯片生产商德州仪器。联盟于2010对175kHz左右AC信号的电路模型、发送模块和接收模块的双向通讯的具体内线充电联盟的QI标准，小型便携装置的无线充电器仅需要需要更高的无线充电效率，并且它的逆变器电路所产生的交流系统操作频率在110KHz至205千赫之间。我想在不久的将来，中国的无线充电市场会更好。22系统总体方案本次毕业设计框图如图2-1所示。该系统只要由无线充电模块、充电电路、无线充电接口无线充电接口充电管理电单片机最小系统LCD1602液晶模块<图2-1系统框图本产品使用8K位可编程Flash存储器，功耗低，8位CMOS8位微控制器。STC89C52的内核是传统的MCS-51,但是它做了很多的改进，使得它的性能能够和51MCS-51相媲美。STC89C52单片芯片，灵活的8位CPU,可编程Flash,止逻辑低于0Hz,并能提供两种节能方式，CPU会在闲置时间之内暂停运行。被储存，振荡器被冻结，MCU的全部工作会在下次中工作频率是35MHz。(1)采用8051单片机，可选择6个时钟/机循环和12个机循环；3(2)额定电压：5V~3.3V,3.8V~2.0V;(4)使用者的应用程式空间是8K位元组；(5)片上集成512字节RAM;(6)32个通用I/O端口，在重置后P1/P2/P3是准双向/弱拉拔，PO端口是(7)ISP(可以在系统中进行编程)/IAP(可以在应用程序中进行编程),(8)具备函数EEPROM的功能；(9)三个16比特计时器。TO,T1,T2;(10)外部件中断4路，使边沿中断或低电平触发，并可由外部中断低电平(11)在UART中，多个UART也可以通过计时器软件来实现；(12)工作温度范围：工业级-40~+85℃/商用级0-75℃;(13)封装使用PDIP形式。如图2-2所示为C52引脚图。4aa123456789图2-2:C52引脚图(1)40脚是供电电压。(2)20脚为接地端。(3)10脚(串行入口)(4)11脚(串行出口)(5)13脚(外部中断0)(6)14脚(外部中断1)(7)15脚(从外部输入的计时器0)(8)16脚(从计时器1的外部输入)(9)17脚(外部存储写入选择)(10)18脚(外部存储读取)(11)RST:比特输入。在振荡器重置设备时，使RST管脚的两个机械循环保持5式记忆体中工作2次。(14)/EA:在/EA为低位的情况下，不管是否存在内部程序(0000H-FFFH)。注意/EA在密码方式1中把它的内部锁定为RESET;这里的内部程式中有/EA端保持高时。该插头也用于FLASH程序中的12V电源的使用。收端通过接收端的电磁信号来给电池充电。目前产品的发射、接收有效射程为1-20mm。XKT412充电模块模型如图2-3所示。图2-3:XKT412充电模块模型产成本，都会在面板上直接生产芯片。LCD1602液晶显示原件如图2-4所示。6图2-4;LCD1602实物图LCD显示屏可以分成字段显示和字显示两种类型。与LED显示屏相同，字符。本系统使用了文本的形式。LCD1602是一种显示设备，它是一种信息的输出设备。2.5TP4056锂电池功能简介TP4056是是一款SOP8/MSOP8的底层散热设计。它的外设数目较少，是一PMOSFET的内部结构，加上一个反倒装器，所以不需要外绝缘二极管。在高功片温度的目的。充电电压为4.2伏特时，可以使用一种电阻器设置充电电流。当输入电压(交流适配器或USB电源)之后，会自动进入低电流状态，将漏电流TP4056的其他特点还包括：电池温度探测、低电压锁定、自动重充、两个显示充电和终止的LED插头。本模块具有简单的周边线路、良好的保护和较高的充电精度。如图2-5所示为为TP4056锂电池的物理模型。图2-5;TP4056锂电池的物理模型TP4056芯片特点(1)高达1000毫安可编程充电(2)不需要MOSFET,探测电阻或绝缘二极管7(3)用于锂离子电池、集成SOP集成(4)恒流/恒压运算，并且可以在没有过热的情况下(5)处于危险境地热调整以达到最大的带电速度TP4056芯片功能(1)准确度4.2V的预置充电电压达±1%(2)用于电池电量监测装置的输出(3)自动再充电(4)充电状态双输出、无电池和故障状态显示(6)备用方式下的电源电流是55uA(7)2.9伏涓流充电器(8)软启动限制了浪涌电流(9)电池温度监测功能(9)采用8针，PP/PP包装。(1)输入电源电压(VCC):-0.3V-8V(7)BAT引脚电流：1200mA(9)最大结温：145℃(10)工作环境温度范围：-40℃-85℃(11)贮存温度范围：-65℃-125℃(12)引脚温度(焊接时间10秒):260℃2.6USB-5V升压器的电路设计本USB-5V升压模组为DC-DC升压模组(0.9~5V)5V600MA模组，模组为8频率恒定，PWM控制。本装置具有0.9V的低电压起动，转换效率高达94%,在中频使用时，其输出电压为600毫安、5伏、3.3伏，经常场合。本设计选用直流-直流升压模块，可将3.7V的锂电池进行升压至5V。如图2-6所示为USB-5V升压器实物图。图2-6;USB-5V升压器实物(1)该模块使用了高性能的进口晶片，具有比普通模组更好的性能。(2)在0.9~5V的直流电压下，可以稳定地输出5V的DC电压，单节AA型电池可以输出200~300MA的电流，的电流。(3)工业级温度范围：-40℃到+85℃。(4)转换效率高，最高达96%。(5)带USB母座，用途广泛。(6)体积极小(25毫米*18毫米的PCB板),用于各种小型装置。(7)带工作指示灯。(3)USB母口输出5VDC93硬件系统设计STC89C52电路由复位、时钟和电源这三种电路构成，利用以上三个部件构成的电路可以提高单片机的性能。以下图3-1是MCU最小型系统原理图。图3-1:MCU最小系统原理图P1.0P2.21234567893下载口JY1(1)MCU供电，VCC、GND是MCU的电(2)该重置电路包括按键S1、电解电容EC1及电阻器R1。当系统上电复位键接口接收到两个高阶信号后，进行人工复位，即不能实现键的复位；在系统所探测的电压从低至高时，系统会自动将高电平下降，由高电平变为低电平。(3)此时钟电路由晶振器件Y1、陶瓷电容器C1、C2构成。TIME是用一种带控制芯片的电路来辅助完成的，因此需要采用时钟电路对控制芯片进行计时。一般情况下，用于使控制芯片工作的时钟信号叫做“拍”,从而使整个控制系统正常工作，因此，我们一般采用11.0592MHZ的晶体振荡器和30PF的电容，使其(4)JD1为单片机的下载接口。以下三张图分别可以清晰地了解该模块。如图3-2所示为XKT412无线充电图3-2:XKT412无线充电模块的发射端如图3-3所示为XKT412无线充电模块的接收端，是用来接收发射端的所发图3-3:XKT412无线充电模块的接收端5V输出端通常与1N5819串联，起到单向传导的作用，对无线充电组件进行保护。如图3-4所示为XKT412无线充电模块原理图。无线接收接口3.3LCD1602模块电路LCDILCD1LCDILCD13~3.4充电检测电路在这个设计中，用7805晶片稳压或风机经二极管稳压，若输出电压大于4V,则视为未充电。如图3-6所示为充电检测电路原理图。图3-6:充电检测电路原理图3.5TP4056锂电池的充放电模块电路如图3-7所示为TP4056锂电池的充电模块电路原理图。43o222311图3-7:TP4056锂电池的充电模块电路原理图3.6USB-5V增压器电路此模组USB母端口输出5VDC,若需外部接5V电源，则可将USB母口可使3.3伏锂电池的电压上升到5V,通过滤波电容的设计，提高了输出电压的稳定性。如图3-8所示为USB-5V增压器电路原理图。32?—锂电池接口3.7V锂电池423图3-8:USB-5V增压器电路原理图3.7本章小结本章主要是了解各个核心模块的电路设计和原理图。为了在实物组装完成之后，如果在调试的过程之中出现故障的话，可以根据万用表去测量相对应的核心模块电路，判断故障的位置更好有助于故障排除。无线充电器系统整体是由TP4056锂电池充电保护TP4056以及升压稳压这几个部分构成的。核心电路原理图为了了解每个核心电路的工作原理，目的都是为了让实验效果达到令人满意的4系统软件设计开始开始按键判断有电流?Y复位液晶屏有无字符断开开关结束图4-1:系统整体运行流程图4.2核心模块流程图写指令NY图4-2:LCD1602模块电路流程图4.3本章小结式的错误。语句形式选择的错误等等。编写好了的程序通过Keil这个开发环境，将Text文件格式转换为Hex程序文件形式导出，输入到单片机里。借此来完成这个毕业设计的核心部分。5系统调试本次论文撰写完成之后，在理论基础上设计出一个单片机无线充电器的实物。如图5-1所示为实物未上电状态的图。图5-1:实物未上电状态的图如图5-2所示为实物上电状态的图。图5-2:实物上电状态的图然后把代码放进了MCU,然后发现AD的时间顺序不对，最后根据说明书进行5.2系统软件调试使用Keil软件时，您需要使用WIN98、NT、WIN2000、WINXP。Keil是您使真和调试。即使不使用C也能使用汇编语言，该软件的特点：FieEVwoetfunDebugPeigh中siycineludasragf2.b//包含头文件，一般情况不回要故动，头文件hiecharPis-D1-0.//充电sigpedloogtim_20mm-0://定时器wnigmedlongegTin100ms=0:pedcharcTim_b.eTi_.Tim_s.i_://充电时阅uidlangti20u-9://定时器计数初始儒可tda⁷lag0//定时温示weidfnit_Tissroweidi://eD_Iaiec1/初egTiaTin100m/10是//0.prnti0,"?:024:4024:edLnieTi,(cneLnt)egtisinigetLnt)eaTi_s,(unieD_Wite_string10,0,d0://温示_rite_Stringi0,1,":turgig":/示图5-3:Keil的开发界面与使用汇编语言相比，使用C语言等先进的51系列MCU有以下优势：(1)无需理解处理器的一组指令或内存结构。(3)使用变数的组合来指定动作，可以改善程式的易读性。(4)可以使用更接近人类思想的关键词和运算功能。(5)相对于汇编语言，可以极大地减少程序的开发和调试。(7)通过C语言，可以将已写好的软件加入到新的软件中。(8)C语言具有良好的移植性和广泛性，并且C语言的编译器可以6总结与展望发送给接收方，并在此基础上，采用了充电管理电路、MCU最小系统电路、6.2存在的不足与展望[1]黎宇洲.基于电磁感应技术的手机无线充电器设计与实现[D].成都理工大学，[2]张杰梁.无线充电技术的原理与特点[J].仪表技术，2018,(05):15-18+21.[3]徐雪慧.无线充电器异物探测方法研究[J].轻工科技，2019,(03):57-58+60.[4]孟庆奎.手机无线充电技术的研究[D].北京：北京邮电大学，2020:27-38.[5]陈新，张桂香.电磁感应无线充电的联合仿真研究[J].电子测量与仪器学报，2019:434-438.子器件，202