【正文】 狀態(tài)：（此時電壓 ） 其工作原理如下，單片機在軟件程序控制下，控制著各個部分硬件電路有序工作，把從模數(shù)轉(zhuǎn)換器得到的蓄電池的電壓值，用 1602 液晶去顯示，同時綠燈亮起表示系統(tǒng)正在充電。 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 D0D1D2D3D4D5D6D7RSR/WENENR / WRSCS A Db e e pD0D1D2D3D4D5D6D7L E D 2L E D 1ADWRRDCS A DP W MF UZ A IK2K1S C KS D ARX DT X DL E D 2L E D 1L E Db e e pK1ADK2L E DP W MRX DT X DRDWRS D AS C KF UZ A IX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1 S TC 8 9 C 5 2C12 2 p FC23 0 p FC31 0 u FX11 2 MR11 0 k234567891R P 1D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1602RV 21 0 kV I N+6V I N7V RE F / 29CLK I N4A G ND8RD2WR3I NT 。 由于利用 C 語言開發(fā)單片機與匯編語言相比，具有易于操作、規(guī)范性好、適合模塊化處理且容易移植的優(yōu)點，所以本設(shè)計采用 C 語言作為編程語言。 系統(tǒng)共三種狀態(tài)：正常充電、過充、過放。 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 和自己當(dāng)初預(yù)料的一樣，在剛開始仿真時，遇到了許多的問題，如 1602 液晶不顯示，系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈指示狀態(tài)不正確等等，調(diào)試很久找不到關(guān)鍵所在。通過編寫和調(diào)試程序，深深的體會到了程序編寫的不易和艱辛，同時積累了很多的經(jīng)驗，收益匪淺。 //創(chuàng)建目標(biāo) 39。當(dāng)然在編寫程序進行軟件實現(xiàn)過程中，遇到的第一個問題就是：程序的調(diào)試。由于單片機的處理速度很快，因此很容易實現(xiàn)循環(huán)檢測，做到對蓄電池狀態(tài)的實時監(jiān)控。 delay1()。 delay1()。 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 開 始初 始 化 設(shè) 置讀 取 A D 轉(zhuǎn) 換 模 塊 處 理 結(jié)果 ， 得 到 實 際 電 壓 值分 離 出 十 位 、 個 位 和 十分 位 ， 送 給 1 6 0 2 液 晶具 體 位 置 顯 示調(diào) 用 寫 命 令 函 數(shù) ， 定 位第 一 行 顯 示 的 數(shù) 據(jù) 指 針調(diào) 用 寫 數(shù) 據(jù) 函 數(shù) ， 進 行第 一 行 數(shù) 據(jù) 顯 示調(diào) 用 寫 命 令 函 數(shù) ， 定 位第 二 行 顯 示 的 數(shù) 據(jù) 指 針調(diào) 用 寫 數(shù) 據(jù) 函 數(shù) ， 進 行第 二 行 數(shù) 據(jù) 顯 示移 屏 顯 示結(jié) 束 圖 45 電壓顯示流程圖 S C LS D A啟 動 信 號 S 4 u s 4 . 7 u sS C LS D A 4 u s 4 . 7 u s終 止 信 號 P4 u sS C LS D A應(yīng) 答 信 號S C LS D A初 始 化 信 號 圖 46 CI2 總線模擬時序圖 按照時序圖，設(shè)計中為了模擬 CI2 總線通信，寫出了幾個關(guān)鍵部分的程序：總線初始化、啟動信號、應(yīng)答信號、停止信號等。本設(shè)計用常見E2PROM 器件 AT24C02 作為存儲器對數(shù)據(jù)進行保存記錄。 關(guān)于時序圖中的各個延時，不同廠家生產(chǎn)的液晶延時不同，不過大多數(shù)基本為納秒級，而單片機操作最小單位為微秒級，因此在寫程序是可不做延時，不過為了使液晶運行穩(wěn)定 ，最好做簡短延時即可。寫數(shù)據(jù)是指要顯示什么內(nèi)容。//寫一個字符后地址指針加 1 write_(0x01)。首先關(guān)閉使能，防止開始時顯示亂碼，同時為以后高脈沖寫入數(shù)據(jù)做準備。 開 始C S 置 低片 選 芯 片W R 置 低啟 動 A D 轉(zhuǎn) 換NN轉(zhuǎn) 換 完 成 ？Y延 時 等 待N結(jié) 束R D 置 低 電 平讀 使 能讀 取 A D轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果轉(zhuǎn) 換 成實 際 電 壓 值 圖 43 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 顯示模塊 1602 液晶寫操作時序圖 通過電壓采集轉(zhuǎn)換子程序，通過單片機處理就可以得到蓄電池的實際電壓值，本設(shè)計用液晶 1602 作顯示器來進行顯示。 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 芯片的時序 圖是對芯片的操作的關(guān)鍵依據(jù)。時序圖如圖 42 所 示。 系統(tǒng)主程序設(shè)計 系統(tǒng) 主程序流程圖如圖 41 所示 。第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 第四章 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計采用 C 語言來實現(xiàn)，受 C 語言模塊化編程設(shè)計思想的啟發(fā)， 本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計思路，即整個控制軟件由許多獨立的 子 程序 （子函數(shù)） 模塊組成，它們之間通過 函數(shù)調(diào)用實現(xiàn) 連接。 CAP 1+1RRIN28CAP6CAP 25CAP 13CAP +2CAP 2+4RTOUT27ROUT29TIN210TIN111ROUT112RRIN113RTOUT114GND15VCC16U6MAX232C12CapC11CapC14CapC13CapVCC(+5v)TXDRXD162738495J1DB9C10Cap 圖 314 串口通信電路 設(shè)計中 T1IN 連接 CMOS 電平的單片機的串行發(fā)送端； T1OUT 連接電腦的RS232C 串口的接收端 PCRXD；同理， R1IN 連接電腦的 RS232C 串口的發(fā)送端 PCTXD； R1OUT 連接 CMOS 電平的單片機的串行接收端。 TTL/CMOS 電平從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 電平從 T1OUT、 T2OUT送到電腦 DB9 插頭； DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。其引腳圖如圖 313 所示。而且系統(tǒng)采用易于實現(xiàn)的異步串行通信方式，用最簡單也最實用的奇偶校驗作為串行通信錯誤校驗方式。通信有并行和串行兩種方式。所有接到 I2C 總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù) SDA 都接到總線的 SDA 上，各設(shè)備的時鐘線 SCL 接到總線的 SCL 上。 AT24C02 內(nèi)部 有一個 8 字節(jié)頁寫 入數(shù)據(jù) 緩沖器。若采用普通存儲器，在掉 電時需要備用電池供電，并需要在硬件上增加掉電檢測電路，但存在電池不可靠及擴展芯片占用單片機過多口線的缺點。 EN 使能端接單片機的 引腳，用來實現(xiàn)片選； RS 接單片機 引腳，進行數(shù)據(jù)和命令選擇； R/W 接單片機 引腳，進行讀寫控制； 為防止直接加 5V 電壓燒壞背光燈，在 15 腳串接一個 10 的電阻用于限流。 表 31 1602 的主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量 16? 2 個字符 芯片工作電壓 ~ 工作電流 （ ） 模塊最佳工作電壓 第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 字符尺寸 ? （ W? H） mm 顯然， 1602 液晶可以滿足要求，接下來介紹其各個 引腳的功能，為后面設(shè)計電壓顯示電路做準備。 CS1RD2WR3CLOCK4INTR5IN6IN7AGND8VREF/29DGND10D711D612D513D414D315D216D117D018CLKR19VCC20U5AD0804VCC10kR1710KR1910KR20VCCCSADRDWRC9CapP10P11P12P13P14P15P16P17ADIN 圖 312 A/D 轉(zhuǎn)換電路 LCD 顯示電路 液晶具有體積小、功耗低，顯示清晰的優(yōu)點，所以比較適合作顯示使用。由分壓公式得出采集的電壓為 ADIN，當(dāng)蓄電池充滿電時電 壓大概為 ，計算出采集到的電壓為，符合 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的 ADC0804 的輸入值。 圖 38 ADC0804 引腳圖 CLK IN— 時鐘信號輸入端 第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 CLK R：內(nèi)部時鐘發(fā)生器的外接電阻端，與 CLK 配合可有芯片自身產(chǎn)生時鐘脈沖，其振蕩頻率為 1/（ ） INTR — 中斷請求信號輸出 ,端，低地平動作 .，表明本次轉(zhuǎn)換已完成。 ADC0804 引腳 圖如圖 38 所示，其各個引腳的 功能 ： CS — 芯片片 選信號輸入端，低電平有效，一旦 CS 有效，表明 A/D 轉(zhuǎn)換器別選中，可啟動工作。 ADC0804 的簡介 AD 轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換， 顧名思義，就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 1243U2Q817Q3NPN805010KR7500R610KR8200R9VCC(5V)PWMPV+K11243U3Q817Q4NPN805010KR11500R1010KR12200R13VCC(5V)FUZAIBAT+K2 圖 37 光耦驅(qū)動電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 本系統(tǒng)設(shè)計的 STC89C52 單片機沒有內(nèi)置的 A/D 轉(zhuǎn)換模塊，因此 需要先 采集 蓄電池 的電壓 ，然后 經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換才可接入單片機。光耦驅(qū)動電路如圖 37 所示。當(dāng)用戶將蓄電池反接至控制器時，續(xù)流二極管 D3 可以進行續(xù)流，從而保護控制器不被毀壞。 當(dāng)光耦 U2 斷開 時，由于 Q1 的 G 極電壓 接近蓄電池電壓 ， S 極是接地，使得 Vgs0，當(dāng) G 極電壓達到一定值時， Q1 導(dǎo)通 。 分析可知， 通過控制 MOSFET 管 閉合和 斷開 的時間（即 PWM—脈沖寬度調(diào)制），就可以控制輸出電壓。 在對蓄電池電壓 實時監(jiān)測的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)檢測 電壓 值連續(xù)超出閾值范圍，便啟動自身報警電路，即當(dāng) 電壓 超過 程序 設(shè)定的最高 值 或最低 值 時， 單片機的 引腳 (beep 端 )輸出低電平， 三極管 隨之 導(dǎo)通， 驅(qū)動 蜂鳴器發(fā)出報警信號。工作狀態(tài)指示燈電路如圖 34 所示。 復(fù)位電路雖然簡單，但其作用非常重要。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動。時鐘電路如圖 32 所示。 單片機的最小系統(tǒng)及擴展電路 單片機是系統(tǒng)的主控芯片，為了使整個電路得到很好的控制，首先必須構(gòu)建最小系統(tǒng)是單片機可以工作起來。 （ 4） EA /VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。否則， ALE 將被微弱拉高。在 flash 編程時，此引腳 (PROG )也用作編程輸入脈沖?？撮T狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。 （ 3） I/O 口引腳。 按其功能類別將它們分為三類： （ 1）電源和時