【正文】 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 33 組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器 ?，F(xiàn)先將此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果簡(jiǎn)要匯報(bào)如下： ?完整的電池充電器設(shè)計(jì)方案 ?模塊化的 “ C” 源代碼 ?支持多數(shù)電池類型 ?快速充電算法 ?充電參數(shù)易修改 ?片內(nèi) EEPROM 可用 于存儲(chǔ)電池信息 ?支持在線編程，低成本 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和感謝 當(dāng)畢業(yè)論文寫到這里的時(shí)候，為期 幾 個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)基本要畫上句號(hào)了， 這段時(shí)間可以說(shuō)長(zhǎng)也可以說(shuō)短， 這期間 里，在 朱斌 老師的耐心指導(dǎo)下 ， 畢業(yè)設(shè)計(jì)也較順利圓滿地完成了。 通過(guò)上面的介紹，一個(gè)漢字的顯示流程圖編寫如下： 開(kāi) 始 讀左邊控制器的狀態(tài)字 驅(qū)動(dòng)器忙？ 送 狀 態(tài) 字 返 回 Y N 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 29 圖 44 漢字顯示流程圖 滿 16 列？ N Y 漢顯完成， 繼續(xù)嗎？ N Y 返 回 設(shè) lr、 X、 Y 初始值 lr— 選取控制器 X— 頁(yè)面 值， Y— 列地址值 開(kāi) 始 顯 示 顯示滿 16 列？ N Y X+1 顯示下半部分 開(kāi) 始 初 始 化 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 30 智能充電器的軟件設(shè)計(jì) 下圖 是該智能管理系統(tǒng)的程序流程圖 ： 程序開(kāi)始執(zhí)行后，首先進(jìn)行初始化并檢測(cè)電池電壓、電流、溫度等信息是否正常。 7. 讀數(shù)據(jù)指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 1 讀 顯 示 數(shù) 據(jù) 該操作將 HD61202 接口部的輸出寄存器內(nèi)容讀出，然后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。 4. 頁(yè)面地址設(shè)置指 令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 0 1 1 1 頁(yè)號(hào) ( 0~7 ) 該指令設(shè)置了頁(yè)面地址 —— X 地址寄存器的內(nèi)容。若不為“ 0”，則計(jì)算機(jī)需要等待，直至BUSY=0 為止。此時(shí)接口電路被封鎖，不能 接受除讀狀態(tài) 字以外的任何操作。 ( 3 ) 漢字的顯示 漢字的顯示一 般采用圖形方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼，每個(gè)漢字占 32B，分左右兩半部，各占 16B，左邊為 5? 右邊為 6?根據(jù)在遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 24 LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找到顯示 RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的一字節(jié)，光標(biāo)位置加 1，送第二字節(jié)，按行按列對(duì)齊，送第三字節(jié)??直到 32B顯示完就可在 LCD上得到一個(gè)完整的漢字。當(dāng)在玻璃電極上加上電壓后，在電場(chǎng)作用下，液晶的扭曲結(jié)構(gòu)消失，偏振光便可以直接通過(guò)。在使用 C語(yǔ)言后，只要在代碼中申明一下變量的類型，編譯器就會(huì)自動(dòng)分配相關(guān)資源，根本不需要人工干預(yù)，從而有效地避免了人工分配單片機(jī)資源的差錯(cuò)。在本章里，本人將先介紹 C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)，然后介紹 LCD 的顯示原理、模塊的軟件特性等 ,接下來(lái)便是最主要的整個(gè)程序的設(shè)計(jì)。 (5) 完成修飾等工作，完成整個(gè)電路板的設(shè)計(jì)。 (7) 打印原理圖。編輯元件的屬性。PROTEL99SE 是一個(gè)全 32 位的電路板設(shè)計(jì)軟件，使用該軟件可以容易地設(shè)計(jì)電路原理圖、畫元件圖、設(shè)計(jì)電路板圖、畫元件封裝圖和電路仿真。 XTALl、XTAL2 是 AT89C51 和智能電池之間 虛擬的異步串行通訊總線的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線，AT89C51 的內(nèi)部定時(shí)器 2 可提供模擬異步串行通訊總線的控制時(shí)鐘。數(shù)字電位器 MAX5434 通過(guò)串行數(shù)據(jù)總線和控制電路進(jìn)行通信，以確定電位器的阻值，并改變電池電壓分配網(wǎng)絡(luò)的比值，從而改變 bq2054 中 BAT 腳的輸入電壓，以便 bq2054 根據(jù) BAT 腳電壓的大小來(lái)改變對(duì)電池的充電電壓，最終達(dá)到對(duì)電池進(jìn)行恒流、恒壓充電的目的。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 14 MGLS12864 的邏輯電路圖如下 ： 圖 24 MGLS12864 的邏輯電路圖 MGLS12864 液晶顯示模塊一共有 20個(gè)引腳，它的接口定義如下： 表 22 MGLS12864 的接口電路 序號(hào) 符號(hào) 狀態(tài) 功 能 １ D7 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 ２ D6 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 ３ D5 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 4 D4 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 5 D3 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 6 D2 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 7 D1 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 HD61202 * LCD: VGLS12864 128x64 DOTS 64 HD61202 (1) HD61202 (2) 64 64 VDD VSS V0 /CSA /CSB DB0 DB7 D/I R/W E 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 15 8 D0 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 9 E 輸入 R/W=“ L”， E 的下降沿鎖存數(shù)據(jù)線 R/W=“ H”， E 為“ H”時(shí)，數(shù)據(jù)由控制器輸出至數(shù)據(jù)線 10 R/W 輸入 R/W=“ L”， E=“ H”數(shù)據(jù)由控制器輸出數(shù)據(jù)線 R/W=“ H” ， E 的下降沿，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線輸入到控制器 11 D/I 輸入 D/I=“ L”，表示 DB7~DB0 為顯示數(shù)據(jù) D/I=“ H”，表示 DB7~DB0 為顯示指令 12 V0 — 液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓 13 VCC — 電源正 14 GND — 電源地 15 CS1 輸入 片選信號(hào) 16 CS2 輸入 片選信號(hào) 17 VOUT — LCD 負(fù)壓驅(qū)動(dòng)電壓 18 RET 輸入 復(fù)位信號(hào) 19 LED+ — 顯示模塊背光電源 20 LED — 顯示模塊背光電源 硬件電路設(shè)計(jì) 該電路主要 由充電電路、充放電控制電路、顯示和接口電路組成，圖 1所示是其電路組成框圖。 它的主要技術(shù)參數(shù)及其供電特點(diǎn)如下： (1) 電源： DC+5V，模塊內(nèi)自帶用于 LCD驅(qū)動(dòng)的負(fù)壓電路。許多顯示功能如光標(biāo)、字符庫(kù)、閃爍都需要由軟件編制而成。由于每個(gè)漢字或字符在圖中位置是固定的，只要定義了相應(yīng)的選區(qū)及 X、 Y 地址，就可以顯示出具體的位置。因此在訪問(wèn)控制器之前，一定要判斷控制器的當(dāng)前狀態(tài)。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的 內(nèi)容。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 9 當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。在圖中以 P1口作為數(shù)據(jù)口， 為 CSA， 為 CSB， 為使能端， 為 R/W 和 為 D/I 信號(hào)。如圖 21和圖 22所示，其中左為單片機(jī)，右為液晶顯示模塊。 液晶顯示模塊的選擇 LCD 顯示模塊是一種被動(dòng)顯示器，具有功耗低，顯示信息大，壽命長(zhǎng)和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在低功耗的單片機(jī)系統(tǒng)中得到大 量使用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2應(yīng)不接。32 可編程 I/O 線 (1) 主要特性： 鋰電池以恒定電壓進(jìn)行充電，同時(shí)要有電流限制以避免在充電過(guò)程的初期電池過(guò)熱。 NiCd 電池以恒定電流的方式進(jìn)行充電。只要電池單元電壓不超過(guò)生產(chǎn)商的規(guī)定 ( 典型值為)， SLA 電池可以無(wú)限制地充電。但不是所有的電能都轉(zhuǎn)化為了電池中的化學(xué)能。 (1)電池的安全充電 現(xiàn)代的快速充電器 ( 即電池可以在小于 3 個(gè)小時(shí)的時(shí)間里充滿電，通常是一個(gè)小時(shí) ) 需要能夠?qū)卧妷?、充電電流和電池溫度進(jìn)行精確地測(cè)量，在充滿電的同時(shí)避免由于過(guò)充電造成的損壞。 目前各種電器使用的充電電池主要有鎳鎘電池（ NiCd）、鎳氫電池（ NiMH）、鋰電池（ LiIon） 和密封鉛酸電池（ SLA）四種類型。其次闡述了程序的流程和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 本文介紹一種基于 AT89C51單片機(jī)的智能充電器的設(shè)計(jì)方法。 設(shè)計(jì)成果及具體要求 性能 指標(biāo)，通過(guò)查閱有關(guān)資料，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并設(shè)計(jì)其硬件電路圖 。 ，分析主要模塊的功能 ，完成系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的調(diào)試。該充電器可以實(shí)時(shí)采集電池的電壓和電流，并對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行智能控制。本文撰寫的主導(dǎo)思想是軟、硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來(lái)進(jìn)行各功能模塊的編寫。 電池充電是通過(guò)逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲(chǔ)到化學(xué)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)的。 (2)充電方法 SLA 電池和鋰電池的充電方法為恒定電壓法要限流； NiCd 電池和 NiMH 電池的充電方 法為恒定電流法，且具有幾個(gè)不同的停止充電的判斷方法。一些電能轉(zhuǎn)化成了熱能，對(duì)電池起了加熱的作用。 鎳鎘電池 (NiCd) NiCd 電池目前使用得很普遍。 鎳氫電池 (NiMH) 在輕重量的手持設(shè)備中 如手機(jī)、手持?jǐn)z象機(jī)，等等鎳氫電池是使用最廣的。當(dāng)充電電流下降到 生產(chǎn)商設(shè)定的最小電流時(shí)就要停止充電。 與 MCS51 兼容 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊作為便攜式儀表的通用器件，在單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中也可以作為常用的程序和電路模塊進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。 (一 ) 直接訪問(wèn)方式 數(shù)據(jù)總線 GND +5V 電位器 負(fù)電源 1 3 2 74LS00 A11 A10 A9 A8 MPU 圖 21 直接訪問(wèn)方式電路圖 LCM 接口 PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 RD WE DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 GND VCC V0 E /CSA /CSB R/W D/I 10K 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 7 直接訪問(wèn)方式就是將液晶顯示模塊的接口作為存儲(chǔ)器或 I/O設(shè)備直接掛在單片機(jī)總線上，單片機(jī)以訪問(wèn)存儲(chǔ)器或 I/O 設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。電位器用于顯示對(duì)比度的調(diào)節(jié)。 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器 能接收輸出 4TTL 門電流。 P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 LCD 液晶顯示 LCD 的顯示原理 液晶顯示器是一種功耗極低的顯示器。具體到軟件設(shè)計(jì)時(shí)，則需設(shè)計(jì)一判忙程序，在判斷 BUSY=0 后，再往下進(jìn)行操作。用lr來(lái)表示漢字的區(qū)域，當(dāng) lr=0，表示左區(qū)； lr=1，表示中區(qū)； lr=2，表示右區(qū)。 HD61203和 HD61202就是這類液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制器套件。 (2) 顯示內(nèi)容： 128?64全屏幕點(diǎn)陣。 圖 25 智能充電器的組成原理圖 充電電路 充放電控制電路 充電電路 充放電控制電路 充放電控制電路 充放電控制電路 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 16 充電電路的設(shè)計(jì) 電池充電有恒壓、恒流兩種充電方式，事實(shí)上，恒壓、恒流源電路也是充電電路的主要組成部分。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 17 控制電路的設(shè)計(jì) 圖 3 所示是該充電器的充放電控制電路。 ECHG 是充電