【一个按钮一个LED】用STM32F030单片机实现苹果充电器的定时装置

前言

笔者前几年买苹果手机、IPAD配的适配器是A1443型号，这种5V1A，USB-A口、小功率的适配器，苹果官网上已经不卖了。笔者手里还有2、3个，它们至今仍然发挥作用：可以继续给手机、平板充电；也可以给其他电子设备充电；笔者现在经常用它做嵌入式设备的调试电源。

笔者家中还有一台IPad4，因为系统太老，已经不能畅快地刷剧、购物、打游戏了，现在将它封在相框中，只运行一个音乐播放软件，和相册幻灯片，它已经成为了笔者书柜中一个摆件——可以播放音乐和放照片的电子相框。

即使不怎么用，也有充电需求：

想到这里，笔者想用设计一个定时装置，让适配器给老IPad实现间断充电，让老平板就像从前一样：随用随充，充满了即停止；

一、要实现的功能

笔者这次分享的设计，是一种简单的定时开关电路板，功能简单、制造容易、成本低廉。电路板供电由适配器提供，操作方式是一个轻触开关，一个LED指示灯，由大功率MOS管开关充电回路。这个电路板的具体功能如下：

1、循环定时

循环周期为24小时，可以选择1小时、2小时，或3小时的开启时间，到时后自动关闭开关，第二天同一个时刻重新开启，循环往复；

2、倒计时

开启一段时候后关闭，有三种时间可以选择，1小时、2小时，或3小时，关闭后操作按钮可以重新启动计时；

3、指示灯提示

用一个LED提示当前的工作状态，通过观察闪烁的快慢和次数，确定当前工作模式，既简洁又容易识别；

4、使用场景

1、做间歇充电的时间管理器

如图所示，给IPAD或者陈列展示的电子设备，实现无人值守充电：每天固定充电那么一段时间，让设备总有电用，同时避免不间断充电对电池的损害；

给鱼缸、绿植定时开启光源：有规律的光照可以让鱼儿、绿植生长更加良好，用循环定时功能可以实现让光源每天固定的时候开启和关闭；
氛围灯开关：书柜、书橱一般安装有灯条，如果在傍晚到临睡前这段时间里亮起，氛围最为和谐，可以设定合适的时间段，每天固定时候开启和关闭，能减少操作的麻烦；

2、做一次性的、延时开关的场景

已经给手机、电动车充了电，临出门时忘记拔掉电源，过长的充电时间是危险隐患，可以用倒计时充电的功能，事先设定好开关时间，倒计时结束后自动断电；

如用紫外灯给感光材料做曝光时，曝光时间过长会导致定影失败，用定时器就可以精确把控曝光时间。

二、实现方法

1、使用方法

如图，这是定时器开关实物，使用方法如下：

1、将其与适配器组合，另一头接充电线接到IPAD，若线不够长，可以接USB延长线

2、按动按钮，定时器开关接通，适配器给平板充电，接通后可见红灯亮起。接通时间结束后断开，并在24小时内重复接通，循环往复；

3、按一次，接通1小时、关断23小时；按两次，接通2小时、关断22小时；按三次，接通3小时、关断21小时；从按第四次开始，接通、断开时间组合重复配置；按完按钮即刻开始计时，在计时过程中按按钮，将重新计时；

4、长按按钮，切换为倒计时功能模式，按一次，接通1小时；按两次，接通2小时；按三次，接通3小时；从按第四次开始重复时间配置；按完按钮即刻开始计时，在计时过程中按按钮，将重新计时，时间结束后关闭开关，再长按按钮重新启动开关。

5、黄色指示灯闪烁表示定时模式和计时时间配置组别，闪烁次数表示定时时间；快速闪烁表示当前处于倒计时模式；慢速闪烁表示处于循环定时模式；均匀快速闪烁表示倒计时结束。

视频展示了三个时间的切换动作，和两种模式的切换动作：

源代码和原理图下载：
添加链接描述

2、电路设计

1、单片机U1是STM32F030F4P6，STM家族低端单片机，M0核心，主频48MHz，SSOP-20封装；
2、MOS管Q1是IRF7410，P沟道，用开漏方式即可驱动（实测发现还是需要一个NPN管Q2作为开漏输出才行），漏电流可达14A，对于适配器电源和平板负载，完全足够；
3、LED1是黄色，接单片机，有多种闪烁方式表示工作状态；
LED7是绿色，接电源输入，如果定时器不工作，优先检查电源是否接好；
LED3是红色，接定时器电源输出，亮起说明MOS管导通，熄灭表示MOS管截止；

4、整个电路板用适配器5V供电，用LDO芯片U5获取3.3V电源即可，不必担心用电效率问题；

三、程序代码和成品

程序为单机程序，主要用了定时器资源，源代码和原理图、生产文件请点下载链接：
源代码和原理图下载：
添加链接描述

代码解读如下：

1.定时中断子程序

定时时间1ms，在定时子程序里完成以下功能：

1、按键抖动消除的延时等待，每50ms查询一次按钮状态；
2、SecondCount 秒计数变量，加1000次记为1秒 ；
3、LED闪烁方式，先闪烁几次，然后空白一段。

代码随长，但是跳转为主，没有占用过多资源

 
uint16_t i, KEY1_time_now;
uint8_t KEY1_Count, KEY1_result, k ;
uint32_t millisecond, SecondCount ;
extern uint16_t BlinkNum, BlinkTime, BlinkCycle;
void TIM3_IRQHandler(void)
{
   
    HAL_TIM_IRQHandler(&htim3);
    +