《基于單片機的無線手機充電器設(shè)計》10000字（論文）

PAGEPAGE32基于單片機的無線手機充電器設(shè)計TOC\o"1-3"\h\u971摘要 131709第一章緒論 3306421.1項目背景 3122781.2國內(nèi)外技術(shù)概括及發(fā)展趨勢 316871.3本課題研究的意義 415452第二章系統(tǒng)總體設(shè)計思路 516022.1總體設(shè)計思路 5241562.2.單片機選擇 636792.3充電性能的因素 821332.4直流供電電路設(shè)計 891242.5發(fā)送部分電路設(shè)計 9102152.6接收部分電路圖 11272672.7單片機部分電路 12235662.8LCD1602液晶顯示器選擇 1325328第三章軟件分析 15274873.1總體程序設(shè)計 153814第五章軟件調(diào)試 1748315.1.軟件選擇 17237735.2編程過程 1848225.3仿真過程 1813314第六章總結(jié)與展望 194070參考文獻 20摘要：在科技發(fā)展進入數(shù)字信息化的現(xiàn)代社會，智能手機是人們生活中及其重要的一部分，手機充電器的重要性不言而喻，深切影響著人們的生活。有線手機充電器依舊占據(jù)我國的大部分市場，雖然市面上有一部分無線手機充電器，但依然不是主流，無線手機充電器仍然有然有較好的市場前景。設(shè)計一款基于單片機的無線手機充電器，可以更好的解決有線充電的局限性。本次設(shè)計的充電器原理是電流流經(jīng)降壓模塊經(jīng)過電能發(fā)送模塊，通過電磁耦合原理發(fā)射出去后，電流的接收部分經(jīng)過線圈接收能量后,通過整流變?yōu)橹绷麟娔転槭謾C充電，給充電帶來空間上的解放。利用單片機STC89051可以更好的實現(xiàn)充電過程的智能控制，通過液晶顯示模塊更清晰的顯示充電過程。關(guān)鍵詞：無線充電電能發(fā)送和接收電路電路單片機智能控制第一章緒論1.1項目背景在科技步入信息化的現(xiàn)代社會,智能手機對人們生活有著非常重要的意義。出門手機電池空電或者低電,,會造成手機無法使用的情況出現(xiàn)，一旦手機出現(xiàn)問題，就會造成各種各樣的損失。這時一款性能良好的手機充電器就有很大的意義。此外，由于普通手機充電線丟失,手機充電線因為纏繞,不正確的充電姿勢,容易造成充電線接口的斷折、損傷等,大大影響了手機的充電體驗。一個好用的無線手機充電器成為了優(yōu)質(zhì)的解決方法。無線手機充電器是解決手機充電問題的好方式。相較于傳統(tǒng)的充電方式,無線充電技術(shù)的最大優(yōu)點在于其避免了充電線的使用,這樣能解決手機充電線帶來的空間上的限制。另一個優(yōu)點是不同的手機可以采用統(tǒng)一的無線充電標準,無線手機充電器可以解決不同手機充電接口不一的問題，生活中常常會出現(xiàn)帶錯某一種充電接口的充電器而無法充電的尷尬情況,而無線手機充電器就可以很好的解決這一個問題。對手機而言,非接觸的充電方式更加安全，也更加方便于放置于各種場景。另一個影響手機充電的原因是價格,市面上普通的手機充電線的價格是10-30元左右,但是在手機使用的過程中,總會有各種各樣的原因?qū)е滦枰鼡Q手機充電線,這是一筆不小的開銷,還有因為換手機導(dǎo)致的手機充電線不匹配的原因,很容易導(dǎo)致額外的經(jīng)濟支出。而無線手機充電器就可以很好的解決這部分問題。1.2國內(nèi)外技術(shù)概括及發(fā)展趨勢目前而言,市場上手機充電器種類繁多,質(zhì)量參差不一?，F(xiàn)代社會智能手機較為普及。大部分的手機充電器都是有線手機充電器,智能手機原配的充電器使用比較多,但是丟失后再次購買也容易購買到假冒偽劣的不合格產(chǎn)品。普通的手機充電器的主要問題出現(xiàn)在以下幾點,例如與交流電網(wǎng)電源的連接不匹配、充電電壓過高等幾個方面。這些基于質(zhì)量的問題會影響到手機的日常使用,還會影響手機的使用壽命,發(fā)生事故，嚴重時還可能傷害消費者。電子產(chǎn)品迭代迅速,自從蘋果公司推出了ipone8、iponeX支持無線充電功能開始,無線充電器開始呈現(xiàn)欣欣向榮的景象,具有良好的發(fā)展前景。據(jù)調(diào)查顯示,目前主流的無線充電器是執(zhí)行無線充電聯(lián)盟(WPC,2008年成立)推出的Qi標準。Qi標準是無線充電聯(lián)盟推出的無線充電標準,這一充電標準大大提高了無線充電市場的規(guī)范性。無線充電聯(lián)盟做為全球首個推動無線充電技術(shù)的標準化組織,，其大大提高了無線充的實際應(yīng)用效果。據(jù)統(tǒng)計2017年2月,蘋果加入WPC，截至2018年7月份,WPC會員已經(jīng)超過400家。相較于其他的手機充電方式,無線式手機充電器優(yōu)點有很多，一是充電模塊與手機沒有接觸,與一般有線手機充電器相比,減少了插拔的過程,同時也很好的避免了手機的接口不統(tǒng)一，接觸不良等有線充的局限性。二是通用范圍廣，使用的場合多，只要使用相同的無線充電標準,即使不同廠商的不同設(shè)備均可進行無線充電,不止包括手機,平板電腦等亦可。三是多用性:一臺充電器合理利用可以對多個手機進行充電。隨后就是安全性比較高。無線充電器的缺點也有很多,例如無線充電器充電傳輸距離相較于傳統(tǒng)有線充電器短,有效傳輸距離通常在10cm以內(nèi),還有就是功率比較低,無線充電器給手機充電的速度較慢等問題。目前國內(nèi)的無限手機充電器的發(fā)展起步較晚,例如美創(chuàng)這樣的比較好的品牌，主要經(jīng)營方向有無線充電類、移動電源類產(chǎn)品的開發(fā)與銷售等。無線手機充電器雖然具備較好的發(fā)展前景,但依舊發(fā)展較為緩慢。需要注入新的活力圖1.2無線充電器品牌排行榜1.3本課題研究的意義無線手機充電器在全球范圍已在不斷開發(fā)進步,其中,最重要也是最困難的一個問題是"無線充電"問題,主要是指沒有接觸的無線充電器充電模式的效率和距離。在中國,無線手機充電器的進一步發(fā)展已是大勢所趨,因而充電器及充電技術(shù)的發(fā)展依舊十分關(guān)鍵。一個性能優(yōu)良且可靠的的智能無線充電器要解決一些的問題，如減少充電過程中的損耗問題,保障充電過程的安全問題等等。目前由于傳統(tǒng)的充電器無法在充電過程中給予空間上的解放,很容易造成充電線的折斷,磨損,甚至劣質(zhì)的充電器對手機有損害等問題。一個好用的無線就可以很好的解決這些問題。我們生活中大部分手機都是利用USB接口進行充電,但是不同廠家生產(chǎn)的USB線的接口不一,這就為充電接口的互用制造了麻煩。充電過程容易產(chǎn)生各種各樣的問題。針對這一問題，設(shè)計一款實用的無線手機充電器十分必要?，F(xiàn)代社會單片機的發(fā)展已經(jīng)是欣欣向榮，單片機應(yīng)用于各種各樣的產(chǎn)品中，有利于產(chǎn)品更科學可靠的應(yīng)用于社會的方方面面。智能控制更是單片機的一大優(yōu)點。基于以上優(yōu)點,更好的充分利用無線充電器的優(yōu)勢及利用單片機的智能控制,對手機電池的充電過程進行智能化，便捷化的充電,可以最大限度提高手機充電的便捷性和安全性,基于以上設(shè)計一款無線手機充電器，可以使充電流程更為可靠與智能。無線手機充電器的電能接收部分和手機連接，后期可以固定在手機上面，當正常充電時，充電過程無意外可正常進行。充電過程出現(xiàn)問題時，該充電器可自動實現(xiàn)斷電及保護功能。創(chuàng)新點為由單片機智能控制的充電過程，可實現(xiàn)充無線充電的安全可控性，有利于解決有線充電的局限性。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計思路2.1總體設(shè)計思路本次設(shè)計的總體框圖2.1如下圖所示圖2.1總體框圖無線手機充電器的核心原理是電磁感應(yīng)原理,應(yīng)用這一原理可以實現(xiàn)手機無線充電的能量傳輸。簡言之就是通過線圈耦合，通過線圈進行能量之間交換的無線充電系統(tǒng)。這種充電系統(tǒng)具有較好的實用性普遍應(yīng)用于無線充電系統(tǒng)中,其主要由電能的發(fā)送部分和電能的接收兩部分電路來組成.這兩部分是本次設(shè)計的重中之重。電能的發(fā)送就是電壓轉(zhuǎn)換模塊,首先經(jīng)過直流電源降壓模塊，該模塊可將家用220v交流電轉(zhuǎn)化為直流電源，之后經(jīng)過波形發(fā)射電路通過線圈將電能發(fā)送出去。電能的接收部分由和發(fā)射電路相同的諧振電路模塊組成然后經(jīng)由濾波電容和穩(wěn)壓管降壓后，給手機充電，這個部分負責對能量的接收轉(zhuǎn)換,整個過程由單片機進行智能控制，并通過液晶顯示器顯現(xiàn)出來，保護整個充電過程的安全可靠性。無線手機充電器需具備無線充電控制系統(tǒng)，可以使用電磁感應(yīng)，磁耦合諧振等方式進行無線電能傳輸，需要有電能發(fā)射端和電能接收端的硬件設(shè)計，還應(yīng)具備單片機采集和控制充電功能。單片機采集信號并能通過顯示器顯示充電電量相關(guān)參數(shù)、充電時間的顯示以及充電滿和充電過程的顯示，應(yīng)具備故障時的報警和顯示。目前無線充電的傳輸方式有兩種，本次選用的是諧振式電能傳輸。該方式相較于感應(yīng)式電能傳輸，更為高效，更適用于本次設(shè)計自"無線電能傳輸"的概念被提出以來,無線充電一直走在時代發(fā)展的前沿,推動著社會某一方面的發(fā)展,由于世界很多科研組織對其進行了較深入的研究,所以該該技術(shù)也得到了一定的發(fā)展。一直發(fā)展到現(xiàn)在,在該項技術(shù)已經(jīng)逐漸開始運用于各種各樣與時俱進的商業(yè)產(chǎn)品,無線手機充電器就是其中非常重要的一環(huán)。2.2.單片機選擇本次設(shè)計使用STC98C51RC單片機本次設(shè)計的智能控制電路采用單片機進行控制,因為單片機具有很高的實際應(yīng)用水平和能力,其具有強大的功能,可以進行一些設(shè)定的操作。單片機具有很多的優(yōu)點,在現(xiàn)代社會已經(jīng)擁有了廣泛地實際應(yīng)用,單片機性能強大、速度快捷、體積較為小巧,價格比較低廉,穩(wěn)定性可靠強大,,通用性泛用性也比較強。單片機采用的指令系統(tǒng)在實時控制方面有著極為強大的表現(xiàn)。單片機的輸入輸出(I/0)端口引腳功能齊全,其通常設(shè)計有很多種功作用各不相同,將多項功能合并到一條引腳上即可達成使用一條引腳達成許多的功能。選用引腳的哪一-種功能取決于用戶的選擇,具有較強的隨意性,使用靈活,功能強大。基于這些原因,本設(shè)計決定選用單片機作為智能控制模塊的控制器。本次設(shè)計所需單片機選用的STC89C51進行控制。其具有比較低的價格,運算速度高速,可靠性強,抗干擾。STC89C51RC不但具有一般MCS-51單片機的所有特性,而且還擁有一些本身所有獨特的優(yōu)點,這些特點這使其效率大大增加,更為靈活;,而且其能夠完全與標準的MCS-51指令系統(tǒng)兼容,其還采用了多加密技術(shù)使得無法解密,保密性極強等大量優(yōu)點,這些優(yōu)點使其能輕松滿足能夠滿足無線手機充電器應(yīng)用要求。STC89C51RC單片機共有40個引腳,其功能強大，實用性高。其引腳分布如圖2.5所示。STC89C51RC將8位微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起,并且其有極強的重復(fù)擦寫能力,可以使程序設(shè)計和收錄變得更簡單和方便,從而降低了整個系統(tǒng)的成本，提高了效率。由此STC89C51RC單片機本次項目中解決方案的理想選擇。下圖是單片機引腳圖。圖2.2.1單片機引腳圖51系列單片機的結(jié)構(gòu)大部分相同,因為其并不能算作當前最先進的單片機,所以設(shè)計時有所考慮已經(jīng)足夠完成所需操作,所以選用。STC89C51RC采用的8051核的ISP在系統(tǒng)可編程芯片,通過查閱資料可知其最高工作時鐘頻率為80MHz,已經(jīng)滿足絕該設(shè)計全部的工作需求,STC89C51RC是高速,低功耗的新一代8051單片機,適用范圍廣,應(yīng)用性好,適合作為本次的設(shè)計。關(guān)于常用操作按鍵復(fù)位鍵：復(fù)位鍵的作用主要是通過復(fù)位電路，使系統(tǒng)恢復(fù)到系統(tǒng)初始狀態(tài)。避免遇到程序卡死和錯誤的情況，遇到上述情況時，我們通過人為操作按下按鍵連通復(fù)位電路。除此之外，還有上電自動定時器復(fù)位、看門狗定時器的復(fù)位等功能。復(fù)位原理圖如下所示：圖2.2.2復(fù)位電路原理圖2.3充電性能的因素無線手機充電器需要研究無線充電的性能，也就是充電效率，效率對一個充電系統(tǒng)來說十分關(guān)鍵，效率是一個產(chǎn)品的好壞是非常重要的因素。影響充電性能的因素多種多樣。線圈效率是線圈設(shè)計的關(guān)鍵,通過分析可以知道,提高線圈效率可以先優(yōu)化線圈耦合系數(shù)以及提高他們的的品質(zhì)因數(shù)入手。通過調(diào)節(jié)這些參數(shù)實現(xiàn)充電效率的提升。線圈的選擇也要考慮其成本，綜合價格等各方因素進行選擇。線圈的材質(zhì)也是線圈設(shè)計必須要考慮的重要因素,通過分析得到了更好的材質(zhì)有利于提高無限充電的效率,但應(yīng)注意與實際市場相結(jié)合,選擇更為合適充電器的材料尤為關(guān)鍵。這次設(shè)計線圈主要選用的是銅材質(zhì)線圈，以圓形進行多次的纏繞。本次設(shè)計為了能使發(fā)出端和接收端線圈的性能達到合理且實用的標準，需要認真設(shè)計發(fā)射電路，接收電路和線圈?？梢酝ㄟ^改進完善電路的設(shè)計方案來降低發(fā)射電路的損耗，對于接收電路，也可以進行一定的改進優(yōu)化。不同的線圈的擺放位置對充電性能也有很大影響?？梢酝ㄟ^查閱資料和對比的方式選擇最優(yōu)解，提高整個系統(tǒng)的充電效率。2.4直流供電電路設(shè)計直流供電模塊電路設(shè)計圖如下圖2.4直流供電電路本電源模塊主要是將交流220V的交流電變?yōu)楣┰O(shè)備用的12V的直流電。用10:1變壓器T1將220V的電變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)過四個二極管組成的整流橋D1將變壓器變小的電流進行整流，采用220v的家用直流電路，經(jīng)過變壓器再進行橋式整流，測量可以知道電容C1端電壓為30v，再通過LM317可形成直流穩(wěn)壓源，R2為可調(diào)電阻，通過調(diào)節(jié)R2使電壓輸出為12v穩(wěn)定的直流電源。LM317是一種應(yīng)用很廣泛的電源集成電路,應(yīng)用各種各樣的設(shè)備中，LM317具有固定式三端穩(wěn)壓電路的形式,這種形式是最為簡單的形式，此外，它還具備有輸出電壓可調(diào)等優(yōu)點,適用范圍非常廣泛,所以此次設(shè)計中使用了LM317。2.5發(fā)送部分電路設(shè)計電路圖如下圖2.5發(fā)送部分電路將經(jīng)由直流供電模塊的12v直流電輸入電壓，經(jīng)過開關(guān)到達穩(wěn)壓模LM2596，經(jīng)降壓模塊降到5v，供給NE555工作,12V供給線圈L1線圈L1和電容C3C4形成諧振電路，電阻R2和二極管D5組成電源指示燈，TRF540由NE555驅(qū)動，剩余部分構(gòu)成NE555的波形發(fā)生器，IRF540形成方波驅(qū)動線圈電路，使線圈形成高頻信號，形成諧振發(fā)送電能。本次設(shè)計主要是采用由NE555構(gòu)成的頻率振蕩電路。組成的信號發(fā)生器發(fā)出的的頻率約為是510KHZ，用來給功放電路提供一個觸發(fā)信號。LM2596穩(wěn)壓模塊是實用范圍較為廣泛的模塊。LM2596模塊適用于各種小型電子設(shè)備等諸多供配電設(shè)備中的穩(wěn)壓需求。M2596系列是電流輸出降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片，它功能較為強大，它內(nèi)含固定頻率振蕩器和基準穩(wěn)壓器，其保護電路及電流限制還有其他部分十分完善。利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。、圖2.5.1 LM2596IRF540模塊具熱敏比較低，開關(guān)迅速，內(nèi)阻導(dǎo)通低的特性。該模塊經(jīng)常應(yīng)用到DC到DC的轉(zhuǎn)換器裝置以及各種類顯示器的電源中。用場效應(yīng)管的集成電路，可有和TTL相同的邏輯功能，代表的有4000系列，現(xiàn)在已經(jīng)采用場效電路。具有功耗低的特點。為提高TTL電路性能，74HC系列就用場效應(yīng)管技術(shù)，大大降低了功耗，并擴寬了電壓范圍。圖2.5.2管腳圖NE555選擇2.5.3NE555 表2.5.4引腳功能表引腳編號功能描述1GND接地2Trigger觸發(fā)輸入端3Output輸出端4Reset復(fù)位端5ControlVoltage電壓控制端6Threshold閾值端7Discharge放電端8VCC電源端當比較器A1輸出高電平給RS觸發(fā)器的R端，也就是RS觸發(fā)器的復(fù)位端接收高電平，從而使RS觸發(fā)器輸出一個低電平，因此3管腳最后輸出的就是低電平。2.6接收部分電路圖接收部分電路圖2.6接收部分電路接收電路C5C6與線圈l2組成與發(fā)送部分相同的諧振電路，接收諧振過的電能，經(jīng)由全波整流，經(jīng)由濾波電容和穩(wěn)壓管，將電壓降為5v，供給單片機和其他部分工作。2.7單片機部分電路2.7單片機部分電路單片機部分由單片機復(fù)位電路，電流控制電路，液晶顯示器等構(gòu)成，圖中U4單片機控制TLC5696輸出模擬信號，范圍為0~5U6ADC用來測量經(jīng)電流放大器放大的R12端電壓。通過顯示屏顯示充電狀態(tài)的實施情況,外部電路用來保護單片機STC89C51RC的正常運行和使用。單片機STC89C51RC是本次設(shè)計的主要控制芯,所有的外圍電路都需單片機進行控制操作,保證執(zhí)行機構(gòu)的正常工作。當外部電壓出現(xiàn)問題時,可及時通過單片機進行反應(yīng),更好的保護充電器的使用及安全。TLC5615模塊 對TLC5616模塊進行分析。當cs表現(xiàn)為低電平，所有的SCS為低電平時,所有的SCLK時鐘的上升沿將DIN的一位數(shù)據(jù)移入16位移位寄存器。接著,CS的上升沿將16位移位寄存器的10位有效數(shù)據(jù)鎖存于10位DAC寄存器,供DAC電路進行轉(zhuǎn)換;當片選CS為高電平時,串行輸入數(shù)據(jù)不能被移入16位移位寄存器。2.8LCD1602液晶顯示器選擇液晶顯示器液晶顯示器原理圖如下2.8液晶顯示器原理圖前端是液晶屏顯示的亮度控制，可以控制液晶顯示屏的亮度，適應(yīng)不同的環(huán)境。接下來對液晶顯示器圖形，字符，漢字的的顯示原理進行分析。首先是圖形的額線段原理，液晶屏的顯示尤若干個顯示單元組成，先設(shè)顯示屏有64行，128列，每8列來對應(yīng)一個字節(jié)的8位。就是每一行有16個字節(jié)，這樣顯示單元與顯示區(qū)的1024字節(jié)對應(yīng)。字節(jié)內(nèi)容和顯示屏的相應(yīng)位置亮暗相互對應(yīng)，就可以顯示圖形線段。字模數(shù)據(jù)是以字節(jié)為單位，表示每行像素點是否需要顯示。一個字節(jié)表示8個像素點的狀態(tài)。英文字符一個字節(jié)就是一行數(shù)據(jù)的狀態(tài)。相比于漢字字模，英文字符較為簡單。漢字字模一行數(shù)據(jù)的狀態(tài)用所取字模的寬度/8這么多字節(jié)來表示。在顯示的時候，因為漢字一行有兩個字節(jié)，所以要把兩個字節(jié)合成一個完整的十六位數(shù)據(jù)進行顯示。圖片字模也是以字節(jié)為單位，表示每個像素點的顏色值。兩個字節(jié)表示一個像素點的顏色值。所以在使用畫點顯示的時候要把兩個字節(jié)數(shù)據(jù)合成一個完整的顏色值來顯示一個像素點[12]。一行數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)=圖片寬度*16/8個字節(jié)。漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼每個漢字占32B，分左右兩半，各占16B，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。下面是對LCD1602引腳的說明2.8.1引腳表表1引腳接口說明表第1腳:VSS為地電源。第2腳:VDD接5V正電源。第3腳:VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳:RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳:R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。第6腳:E端為使能端，第7～14腳:DO～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳:背光源正極。第16腳:背光源負極。第三章軟件分析3.1總體程序設(shè)計程序流程圖 4.1程序流程圖程序開始后液晶屏初始化，區(qū)分是否有按鍵動作，若執(zhí)行按鍵動作，進行按鍵處理；當沒有按鍵動作時，跳過按鍵執(zhí)行，執(zhí)行下一步動作。程序DAC進行數(shù)據(jù)處理，處理后采集ADC數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理，檢測電壓，當電壓低于2.5v或高于4.2v時，顯示無電池，斷開充電，當電壓在2.5v~4.2v中間時，顯示有電池，進行充電，由液晶顯示屏進行顯示處理后進行顯示。該充電器需要可靠性強、穩(wěn)定性高的特點。在無線手機充電的過程中,既要保持充電過程的穩(wěn)定,又要在出現(xiàn)問題時進行及時的響應(yīng),這一點是非常有必要的,避免發(fā)生在人離開充電器時發(fā)生各種各樣的意外情況,當人無法及時處理是,就需要程序的及時相應(yīng),這樣才能盡可能的減少問題的發(fā)生及給使用者帶來的不好的影響,響應(yīng)速度要快。從發(fā)出請求到響應(yīng)的時間間隔不應(yīng)太長,如果太長就容易產(chǎn)生無法及時改變的情況,快速的反應(yīng)以保證控制的實時性。再有一點是實用性好。良好的實用性是具備市場競爭力的基礎(chǔ),具有良好的實用性才能更好的適應(yīng)市場的競爭要求,之后是具有良好的人機界面,操作簡單,美觀,這一點是目前市場發(fā)展的主流趨勢,而且可以更好的應(yīng)用于全年齡段的使用者,更有利于無限手機充電器推廣,良好的人機界面有利于維護和進一步發(fā)展擴充。更好的科技意味著更好的市場,時代總是在不斷的進步發(fā)展,需要有一定的進步空間,不斷進步,改正一個個缺點和不足。有利于進一步的發(fā)展完善,更好更快的迭代發(fā)展。在手機電池充電器硬件設(shè)計中,采用了電子設(shè)備可靠性設(shè)計方法。電子可靠性算法可以更好的解決電子器件的問題,可以更好的選擇合適的元器件。從而更好的進行無線充電器的設(shè)計。線圈負責整個系統(tǒng)的能量傳輸，是紐帶一般的作用，因此，設(shè)計一個合理的結(jié)構(gòu)十分有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一個合理的設(shè)計可以減少設(shè)計過程中出現(xiàn)的各種各樣的問題，大大提升整個系統(tǒng)的效率。這次設(shè)計的無線手機充電器，對效率有一定的需求，需要支持穩(wěn)定快捷的無線手機充電方式。線圈的選材取決于線圈的材質(zhì)，還有線圈的耦合系數(shù)等其他方面，這次設(shè)計不對此進行討論。本文設(shè)計無線手機充電器會有滿足Qi協(xié)議固定范圍的工作頻率來，在這一頻率進行一定的調(diào)整。電感中的感應(yīng)電動勢也會隨著工作頻率以及功率的變化而產(chǎn)生一定變化,這些變換會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生一定的不好影響，需要通過合理的設(shè)計來消除影響，減少能量損失LCD1602模塊的運行圖4.1.1LCD顯示屏模塊流程圖由上圖LCD顯示屏模塊工作的原理圖可知，LCD屏幕上電之后經(jīng)過初始化即處于待機狀態(tài)，由數(shù)據(jù)線向LCD控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)過打點函數(shù)的處理，將數(shù)據(jù)內(nèi)容表現(xiàn)到屏幕上。本次項目中，LCD屏幕與攝像頭相關(guān)聯(lián)，作為攝像頭的圖像顯示設(shè)備，同時也用作圖像處理過程的直觀展示窗口，也可用作顯示文字信息，作為下位機的顯示屏。通過調(diào)試最大的降低延時，使整個圖像傳輸過程的速率達到最大，圖像刷新率基本保存在25幀以上。在進行檢測的瞬間，將屏幕獲取到的那一幀圖像作為檢測圖像，并對該圖像進行分析，在調(diào)試過程中對這一幀的圖像獲取進行短暫的循環(huán)獲取，以求獲得穩(wěn)定清晰的圖像。軟件調(diào)試5.1.軟件選擇要想使得無線手機充電器能夠根據(jù)要求的功能正常工作,軟件設(shè)計是非常重要的,硬件決定本次設(shè)計的下限,而好的軟件可以決定系統(tǒng)的上限。經(jīng)過思考和查找,決定選用單片機C語言在KeilC51uVision2IDE集成開發(fā)環(huán)境下來無線手機充電器的軟件程序開發(fā)。,這款軟件功能較為強大,適合該次設(shè)計的應(yīng)用。其中,C語言比匯編語言功能更強大,結(jié)構(gòu)相對于其他的編程軟件更為簡單,用戶更易讀懂,而且也相對更容易梳理了解。目前就現(xiàn)在而言,C編譯工具可以附加靈活的控制選項，也在產(chǎn)生代碼的準確性和效率方面已經(jīng)取得了比較高的研究水平,所以是軟件編程非常好的選擇。此次的軟件設(shè)計程序為KeiluVision2進行調(diào)試的，這是一款實用且專業(yè)的軟件開發(fā)工具，根據(jù)預(yù)先設(shè)計好的方案和思路，滿足各項功能所需的要求，選擇合適的單片機芯片型號，為keil寫入對應(yīng)的驅(qū)動和庫文件信息，搭建工程模板，對照原理圖和元器件的功能手冊，逐步實現(xiàn)各項功能[13]。，在KEY按鍵的控制下進行各項功能的測試，從而了解芯片的引腳功能，再此之后引入串口助手作為調(diào)試工具。編寫單片機，液晶顯示器等等。最后整合具有系統(tǒng)化的應(yīng)用程序，寫入單片機，完成對各項模塊的調(diào)試和控制在保證安全和較低成本的前提下，對供電、降壓、顯示等模塊進行軟件KeilC51uVision2界面如圖5.3所示圖5.35.2編程過程首先初始化子程序,初始化子程序即單片機軟件的運行設(shè)置初始的環(huán)境。這個過程主要完成以下工作,在單片機加電運行后,首先清除RAM,,這是最開始的步驟,便于程序設(shè)計人員掌握使用,。然后進行初始參數(shù)的設(shè)定。開始設(shè)定設(shè)置系統(tǒng)運行所需的各個參數(shù)。之后的步驟是為程序選定適用的定時器,設(shè)置適當?shù)膮?shù)。設(shè)定看門狗設(shè)定和設(shè)定A/D端口。然后進行中斷設(shè)定。設(shè)定相應(yīng)的特殊功能寄存器的值。接下來是讀鍵盤子程序,探測開關(guān)是否處在有效的開關(guān)狀態(tài),以決定是否啟動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。然后進行采樣子程序,這是系統(tǒng)非常重要的一步,有利于接下來系統(tǒng)的進一步動作。采樣或稱為抽樣,對采樣周期進行選擇。接下來在進行系統(tǒng)調(diào)試，系統(tǒng)調(diào)試主要分為三步，首先進行硬件調(diào)試，選擇在制作硬件電路的同時進行調(diào)試。這樣更容易隨時發(fā)現(xiàn)問題并進行解決，保證最后連接能不出現(xiàn)問題，節(jié)約大量的調(diào)試時間。之后進行軟件的軟件調(diào)試，一步一步的進行每一個模塊程序的以確保每一個程序功能能夠?qū)崿F(xiàn)不出現(xiàn)問題，最后進行綜合調(diào)試，以確保不會出現(xiàn)問題。5.3仿真過程首先根據(jù)設(shè)計的項目功能，購買對應(yīng)的電子元器件，進行初步的調(diào)試和評測，更換挑選更適合本次項目需要的器件。本次選用的單片機項目板常用引腳均已經(jīng)引出，結(jié)構(gòu)清晰，且已經(jīng)對常用的模塊進行引腳功能整合。只需要通過杜邦線將引腳進行連接，在排線的好處是保證了圖像信息傳輸速度和同步性。在引腳接線的時候，不僅僅要注意引腳的功能，在保證引腳功能正確的前提下，應(yīng)保證接線清晰合理第六章總結(jié)與展望近年來，隨著科技的迅速發(fā)展，新興科技產(chǎn)品步入人們的日常生活，滲透到人們生活的方方面面，大到火箭衛(wèi)星，小到日常生活常用的平板，電腦和家用電器等，各種工廠也應(yīng)用了許許多多的科技產(chǎn)品，極大的方便了人們的生活，促進了科技進步和社會發(fā)展。從蒸汽時代到現(xiàn)在的電氣社會，數(shù)字化，信息化的生活對人們的認知產(chǎn)生了巨大的沖擊。這些方面都離不開電能的驅(qū)動，都需要電力行業(yè)來支持。因為需要電，不同充電方式就出現(xiàn)了，拿手機而言，從一開始的有線電話，到萬能充給手機電池充電到現(xiàn)在的智能手機充電線，科技在進步，時代在發(fā)展。我們經(jīng)常會因雜亂不堪的充電線帶來生活上的困擾，出門在外也會因為充電線占用空間帶來不方便，充電線也進一步增加了充電成本。因此，無線充電的發(fā)展是順應(yīng)時代而來。自從無線電能傳輸技術(shù)的構(gòu)想被提出后,人們就出現(xiàn)了無線充電技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于生活各處的的夢想,時光如梭,這多年來,隨著科技的發(fā)展,無線充電技術(shù)也失去了他原本的神秘性逐漸被人們所了解,漸漸融入人們的生活,引領(lǐng)著科技發(fā)