基于單片機的智能手機電池充電器設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 信息進行相應的處理。實際上液晶顯示模塊只接受單片機的控制和訪問。由于DS2762與單片機進行數據通信時僅用一根數據線，因此，必須嚴格按照芯片的讀寫時序來編寫程序，這樣才能保證數據的正確讀寫。 充電器軟件設計 對于任何一個測試與控制系統來說，軟件包括系統軟件和應用軟件，而系統軟件在整個系統中的作用已越來越重要。系統軟件是為提高計算機使用效率、擴大功能，為用戶使用、維護、管理計算機提供方便的程序的總稱。應用軟件是為用戶完成特定功能而編寫的各種程序的總稱。應用軟件除了控制生產過程外，還對生產過程進行管理。在計算機測控系統中隊應用軟件的要求是：。該單片機控制系統實現的功能包括：1）鍵盤掃描子程序。當按下開關或時，系統將開始工作。但有時是由于人的主觀愿望意外的原因致使按鈕動作，如不小心觸動按鈕，其他生物或非生物的原因致使按鈕動作，這種動作是我們不需要的。鍵盤掃描子程序的作用，就是防止這些誤動作使系統工作。2）數據采樣子程序。采集的模擬量有電壓、單溜、并完成轉換和采樣。數據量化子程序。將采樣的數據同系統設定值進行比較，量化得出脈寬值。 3）脈寬調制輸出程序。實現對控制系統的控制，即根據手機的充電曲線，由單片機脈寬調制輸出不同脈寬的信號，從而控制控制電路和開關來實現對手機電池的合理充電。 顯示子程序。包括： ，當系統出現故障時報警。，當系統正在給手機電池充電時顯示。 ，當電池充電完成時顯示。性能需求： 、穩定性要好。從發出請求到響應時間間隔不應太長，以保證控制實時性。具有良好的人機界面，操作簡單、美觀，便于維護和擴充。在滿足功能的前提下，盡量減少成本，降低價格。 圖9 軟件系統的總體結構根據需求分析，做出軟件系統的總體結構流程框圖，見圖9所示。系統的軟件應具有以下基本功能： ，保證系統按設定的充電曲線和數值給電池充電。 初始化子程序初始化子程序為單片機軟件的運行設置初始的環境。主要完成以下工作：1）片內每次單片機加電時都將引起單片機的上電復位操作。復位操作完成后，單片機的寄存器會被置以不同的值，這些值中有相當一部分是未知的值。這些未知的值在單片機復位完成，正式運行以后，會產生無法讓程序設計人員掌握的后果，甚至會造成系統的損壞。因此，在單片機加電運行后，首先要清0，使之置初始參數設定，便于程序設計人員掌握，以利系統的工作。2）設置系統運行所需的各個參數。3）定時器設定。因為單片機有個定時器，需為程序選定適合的定時器并根據系統要求，結構不同，而且功能也有異。為此，需為定時器設置適當的參數。4）看門狗設定。單片機系統的可靠性是設計人員非常重視的一個問題，但是，單片機系統運行失常仍然難以避免。為了讓失控的系統盡快恢復正常工作狀態，避免造成更大的損失，單片機設置了看門狗定時器，當定時器溢出時，將使單片機復位；但是，如果系統在運行中復位，可能會造成意外的損壞；所以，需要對看門狗定時器進行周期性清0設定。 圖 10 初始化程序結構流程圖5）中斷設定。設定相應的特殊功能寄存器的值。其結構流程圖見圖10所示。 讀鍵盤子程序 讀鍵盤子程序用于探測開關是否處在有效的開關狀態，以決定是否啟動系統運轉。 與存儲器中的原值進行比較看是否有鍵動作；其主要目的，一是為了確定是否有開關信號動作，二是排除鍵抖引起的誤動作。在本程序中，當有鍵按下時， 相應的緩沖寄存器置值，并進一步判斷該鍵是否連續導通，連續導通沒有超過的，視為鍵抖，系統不動作。如圖11所示。 圖 11 讀鍵盤子程序結構流程圖 采樣子程序采樣或稱為抽樣，是利用采樣脈沖序列，從連續時間信號中抽取一系列離散樣值，使之成為采樣信號的過程下，稱為采樣間隔，或采樣周期、采樣頻率。由于后續的量化過程需要一定的時間，對于隨時間變化的模擬輸入信號，要求瞬時采樣值在時間下保持不變，這樣才能保證轉換的正確性和轉換精度，這個過程就是采樣保持。正是有了采樣保持，實際上采樣后的信號時階梯形的連續函數。采樣子程序用于采集從轉換電路采集的模擬信號，并轉換為數字量，存入相應的緩沖器，供量化子程序量化之用。啟動轉換。給相應的特殊功能寄存器置值，啟動轉換。讀轉換結構寫入緩沖區。通道計數器。因為系統共路轉換系統，子程序每次掃描一路，故用計數器控制掃描順序。 量化子程序量化又稱幅值量化，把采樣信號經過舍入或截尾的方法變為只有有限個有效數字的數，這一過程稱為量化，若取信號可能出現的最大值，令其分為數個間隔，則每個間隔長度為二，稱為量化增量。當采樣信號落在某一小間隔內，經過舍入或截尾方法而變為有限值時，則產生量化誤差。圖 12 量化子程序流程圖量化子程序的作用，是將系統設定值與緩沖區中的值進行比較，計算出輸出信號的脈寬值，并置入相應的寄存器，為輸出信號做準備。根據矯正參數，計算出輸出信號的脈寬值，置入相應寄存器。量化子程序結構圖見圖12所示。將取樣緩沖器中的值與設定值進行比較，計算出矯正參數。根據手機電池的充電特性，當充電電壓達到電池的額定充電電壓時，電流將會變大到幾百毫安，而在此電壓以上或以下，充電電流都將很小。為此，系統設定值為毫安，并從開始為電池充電。 脈寬調制輸出子程序圖 13 脈寬調制輸出子程序結構圖脈寬調制輸出子程序結構框圖見圖13所示。脈寬調制輸出子程序的作用，是將量化的值調制成相應的腳脈寬信號輸出，并控制控制電路的開關，向電池充電。脈寬調制技術是常用于穩定和調節電壓及進行波形變換的一種重要技術。通過改變輸出脈沖的寬度，可以達到改變輸出電壓大小的目的。本程序為中斷子程序。進入中斷子程序后，將值入棧，保護現場。，看是否允許輸出。，開始周期計時，設置合適的周期。，并延時。從控制端口輸出信號，向電池充電。輸出信號完成后，清中斷標志位，為下一中斷做好準備。 系統軟件實現及流程圖1）工作方式的檢測若要檢測鋰離子電池在使用過程中處于何種工作方式，可利用DS2762中電流寄存器的值來進行判斷。單片機每隔88ms檢測一次鋰離子電池的電壓，并將IS1和IS2兩端的壓差（）轉換成電流并存入電流寄存器。若為正值，則表明鋰離子電池正在充電；反之，鋰離子電池正在放電。工作方式的檢測流程如圖14所示。2）電壓和溫度的測量DS2762芯片內部集成了A/D轉換器和數字溫度傳感器，因此，要獲得鋰離子電池的電壓、溫度等參數時，監測系統通過單片機對DS2762發出采集鋰離子電池的電壓與溫度的控制命令，并待其采樣完畢后自動將鋰離子電池的電壓、溫度的測量值存入相對應的寄存器中，最后再由單片機讀取寄存器的內容，最后送液晶顯示模塊顯示。3）剩余電量的檢測DS2762可利用片內電流累加寄存器中的值來計算鋰離子電池的剩余容量。電流累加寄存器的值是由DS2762實時自動測量鋰離子電池的電流后得到的，因而無須對其進行控制。通常在鋰離子電池充電時，該值增加；而在放電時，該值減小。這樣，通過單片機讀取此值即可獲得鋰離子電池的剩余電量。剩余電量檢測的流程圖見圖15。而為了滿足監測的實時性，單片機采用定時中斷的方式訪問DS2762進行電池參數采集。首先設置單片機的計數器為定時方式，開啟定時器，定時長度可隨需要靈活設定；然后單片機運行其他程序，等待定時中斷的到來，定時中斷發生之后進行中斷服務程序，對數據進行采集、處理和顯示；最后重新初始化定時中斷，返回。圖16是系統總體流程圖，而圖17是中斷服務流程圖，總電路圖如圖18。 圖14 鋰離子電池工作方式檢測流程圖 圖15 剩余電量的檢測流程圖圖 16 系統總體流程圖圖 17 中斷服務程序流程圖在單片機需要對DS2762進行任意存儲命令操作時，每個命令發出之前都必須按照DS2762的復位時序要求先發出復位信號，并等待DS2762的應答（以