单片机基础入门：单片机电源电路设计，搞定电源不求人

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前边的文章《单片机技巧：快速入门有诀窍，先从最小系统开始入手，事半功倍》里讲解了单片机最小系统的组成，其最小系统包括，电源电路、晶振电路、下载电路、复位电路等，其中文章《单片机基础入门：什么是上电复位，复位电路怎么设计》已经讲解了复位电路的工作原理，今天来详细讲解一下电源电路。

电子产品要想工作都离不开电源，电源是必须的电路。现在的单片机工作电压一般为DC5V或者DC3.3V，对于压差不太大的情况，一般使用降压芯片来实现电压的转化。下面介绍3.3V和5V常用的转换芯片。

3.3V电源系统

对于3.3V的单片机而言，需要一颗转3.3V的电源芯片。比较常用的是LM1117芯片。该芯片有多种固定输出的规格和可调输出，以固定3.3V输出为例，其电压输入范围为(2.6-15)V，最大输出电流800mA，常用的封装形式有：SOT-223,TO-220,TO-252,TO-263等。外围电路简单，如下图所示。

3.3V电源电路图

从上图可以看出只需要几个电容滤波即可，无需其他器件，方便实用。

5V电源系统

5V也是单片机常用的供电电源，尤其以51单片机居多。对于5V电源而言，大家比较熟悉的芯片是7805，但是7805转换效率比较低，对于电压差比较大的情况需要加装散热片，增大了板子的体积，所以这里不推荐7805，推荐LM2596。

LM2596是一款DC/DC芯片，输入电压最大可达45V，输出电流最大3A，LM2596的电路图如下所示。

5V电源电路图

从图上可以看出需要一颗功率电感和一个肖特基二极管。LM2596具有使能端，第5引脚接低电平芯片工作，接高电平芯片停止工作。LM2596的输出计算公式为：

Vout = 1.23×(1+R65/R64),所以通过调节R65/R64的比例即可实现调节电压输出的目的，假设R65=3K,R64=1K,则输出Vout=4.92V。

AD采样参考电源

单片机除了要供电外，可能还需要一个参考电源，用作AD采样的基准电压。引脚较少的单片机没有单独的AD电压基准引脚，但是引脚较多的单片机基本都有。单片机基准电压不需要消耗较多的电流，所以对芯片的带载能力要求较低。

这种基准芯片有很多，从成本及体积考虑，本文推荐TL431。TL431的典型电路如下图所示。

参考电源电路图

只需要几个电阻即可实现功能，输出电压Vout=1.25×（1+R67/R66),通过调节R67和R66的比值即可实现输出电压的调节。值得注意的是电阻R68，该电阻有要求，TL431要想正常工作需要的阴极电流要大于1mA。

假设给阴极提供2mA的电流，输入为5V，输出为3.3V，则R68=(5-3.3)V/2mA=850欧姆。

以上就是对单片机电源的简单方案介绍，如果觉得本文对你有所帮助，请点赞，并关注本头条号。感谢支持。

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锂电池充电详解及设计参考

本文介绍内容如下：

锂电池充电要求单节线性锂电池充电芯片TP4057单节开关型锂电池充电芯片ME4059

锂电池充电要求

锂电池在使用中随着电量的释放，电压下降，电池的化学活性也会降低。为了更好的保护锂电池的性能，锂电池一般会要求充电过程按涓流充电(低压预充)、恒流充电、恒压充电以及充电终止四个阶段，进行管控。

一般锂电池标称电压是3.7V，放电终止电压的2.75V，充电终止电压是4.20V。

给锂电池充电时需要的基本要求就是各个阶段特定的充电电压和充电电流，有的增加些其他的辅助功能都是为了改善电池的寿命。

市面上有很多专业的管理锂电池充电的芯片，他们大多都是采用限压恒流的方式控制电源给电池充电。典型的充电过程是：

检测待充电电池的电压，如果电压低于3V预充电电压，先要进行预充电，充电电流要求不大于0.1C，一般为0.05C左右，待电压升到3V后，进入标准充电过程，标准充电过程如下：以设定的电流进行恒流充电，一般电流设置为0.2C~1C（比如一个1000mAh的电池就设置在100mA~1000mA）之间，充到电池电压升到4.20V时，改为恒压充电，保持充电电压为4.20V此时，充电电流逐渐下降至预充电电流时，充电结束。

锂电池充电曲线如下图：

图中蓝线表示充电电流，红色虚线表示锂电池电压，从图中可以看出四个充电过程。

通过上面的了解，锂电池正确的充电过程是一个有点复杂的过程，我们实际中都是采用市场上专业的锂电池充电管理芯片来对锂电池进行充电。

单节线性锂电池充电芯片TP4057

下面就介绍一款常用锂电池充电芯片TP4057，实际应用中可以根据自己需求选择其他型号的充电IC，原理都是大同小异。我们先看一下TP4057对锂电池的充电曲线图吧。

可以看出这个充电曲线和前面介绍的几乎完全一样。

我们再来看下TP4057内部框图

TP4057引脚图及引脚描述如下：

典型应用电路图如下：

恒流充电阶段时的充电电流计算：

Rprog=1000/IBAT(IBAT<=0.3A)

实际应用中根据需求选择合适的Rprog。Rprog与充电电流的关系确定可参考下表：

我们可以根据这个TP4057典型应用电路自己搭建一个锂电池充电电路，这样锂电池的充电安全放心，寿命也不会减少太快。

单节开关型锂电池充电芯片ME4059

上面介绍的TP4057是500mA单节线性锂电池充电IC，当然你也可以根据你实际需求选择其他类型的充电芯片，下面再介绍一款开关型充电芯片ME4059。

设计中遇到一些对于需要一些大电流充电的时候，上面介绍的线性锂电池充电方案就不是很十分满足大电流充电需求，因为过大的电流流过有压降的线性锂电池充电芯片时，会导致线性锂电池过热，导致电路不稳定，而且很多线性充电IC内部有过温保护功能，这些都会影响锂电池正常充电，使用开关型锂电池充电芯片就不会存在这个问题，而且会提供充电效率。

ME4059引脚信息如下：