论文总字数：23539字

摘 要

随着智能手机以及其他智能产品例如ipad的兴起，人们越来越离不开智能产品。智能产品成为了人们不可替代的物品。智能产品的兴起同时与wifi以及4G通信网络的迅速发展是分不开的。但是在使用wifi或4G网络的时候，手机对电量的消耗大大提升，在外出时，对我们的生活带来了极大的不便。手机电池的续航制约了智能手机的发展。而移动电源则是针对智能移动产品的续航问题，提出的解决方案。

针对移动电源，本设计分为了硬件部分和软件部分。硬件部分以意法半导体的ARM（STM32F103）为控制器；采取TP4056为电源管理IC对移动电源实现充电管理功能（包括充电功能，充电过程中的过冲保护以及温度检测）；采取TPS6123X系列作为电源放电升压核心IC。软件部分采用Keil作为编译环境，并通过J-LINK仿真器对软件功能进行在线仿真以及下载程序。

关键词：移动电源 电源管理IC STM32F103 DC-DC升压器

The design of portable charger

Abstract

With the rise of smart phones and other intelligent products such as ipad, people are increasingly inseparable from intelligent products. Intelligent products become irreplaceable items. The rise of smart products and wifi and 4G communication network at the same time the rapid development is inseparable. But in the use of wifi or 4G network when the phone on the power consumption greatly improved, when going out, on our lives has brought great inconvenience. Mobile phone battery life restricts the development of smart phones. While the mobile power is the proposed solution for the life of smart mobile products.

For portable charger, this design is divided into hardware and software part.Hardware part of the STMicroelectronics ARM (STM32F103) as a controller;Hardware part of the STMicroelectronics ARM (STM32F103) for the controller; to take TP4056 for the power management IC to achieve the power management of mobile power management functions (including charging function, charging process of overshoot protection and temperature detection); take TPS6123X series as a power Discharge boost core IC.The software part uses Keil as the compilation environment, and through the J-LINK simulator software on-line simulation and download the program.

Key words: portable charger; Power management IC; STM32F103; DC-DC booster

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 移动电源系统组成 2

1.3 研究内容 3

第二章 系统方案设计 5

2.1 系统需求分析 5

2.2 系统方案 5

2.3 系统硬件选择 6

第三章 系统硬件电路设计 8

3.1 硬件电路原理图层次式母图 8

3.2 充电模块设计 9

3.3 放电模块设计 11

3.4 控制模块设计 12

3.4.1 控制模块供电管理系统 12

3.4.2 控制系统 13

3.4.3 采样系统 14

3.5 显示模块设计 15

3.6 硬件元件清单 16

第四章 系统软件设计 18

4.1 主程序设计 18

4.2 GPIO配置 20

4.3 AD采样 21

4.4 中断配置 22

4.5 显示电量 23

第五章 系统仿真和硬件调试 25

5.1 硬件调试结果 25

5.2 结果分析 25

5.3 优化问题 26

参考文献 27

致 谢 29

附 录 30

附录1 总硬件原理图 30

附录2 各模块原理图 31

附录3 硬件PCB 33

附录4 系统源程序 34

第一章 绪论

1.1 概述

当今时代，移动产品功能日益强大，但内置电池的容量有限，充电方式则是利用交流电补充电量，因此会出现需要用电但电量不足而又不方便补充电量的尴尬处境。为了解决这一问题，提高移动产品的使用时间，方便出行避免电量不足的尴尬，移动电源这一概念便被提出，并迅速发展。

在2003年ces展览中，一个不起眼的展位上出现了一款展品，这款展品就是移动电源的雏形。这款展品很粗糙，很简陋，就是几节AA电池加一个控制电路搭建而成。当时吸引了很多人，后来甚至去跟风研制这款产品。但是当时的情况并不乐观，电源管理IC并不成熟，电路设计不合理登种种技术问题使得这个产业并未如预料般迅速发展，在一段时间内陷入低谷。

后来在2012年，随着移动产品数码产品的发展以及丰富，移动电源再次成为一个理想的发展目标。移动电源，其拥有这些特性：方便，易携带，以及大容量。这些特性是移动电源独一无二的优点，因此移动电源迅速在市场上站稳脚步。如今，移动电源的发展趋于成熟，其解决了移动产品供电不足的问题，并可为多种移动产品提供充电的功能。

毫无疑问的，移动电源拥有良好的发展前景，移动电源的市场潜力极大，一方面，移动电源的技术发展较快，趋于成熟；另一方面，智能手机等数码产品的迅速发展，刺激了移动电源的市场需求。尽管智能手机登数码产品的电池容量随之增大，但是其耗电量同样增加不少，这样，人们在外出时，很容易就会遇到电量低的问题，而移动电源无疑是一个低成本且方便的解决办法，因此，移动电源市场具有极大的发展潜力和投资价值。

移动电源拥有充电以及放电的功能，可以方便的为手机等移动设备充电。一般的，移动电源采用锂电池作为储能元件。移动电源体积小，易携带，且容量较大，安全性高。使用移动电源可以随时随地为移动设备数码设备充电。

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