【正文】 取得的研究成果。電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步也要求更復(fù)雜的充電算法以實(shí)現(xiàn)快速、安全的充電。 目前，市場(chǎng)上賣(mài)得最多的是旅行充電器，但是嚴(yán)格從充電電路上分析，只有很少部分充電器才能 真正意義上被稱(chēng)為智能充電器，隨著越來(lái)越多的手持式電器的出現(xiàn)，對(duì)高性能、小尺寸、輕重量的電池充電器的需求也越來(lái)越大。而其他方案為了達(dá)到此目的，可能需要外部的 ADC，不但占用 PCB 空間，也提高了系統(tǒng)成本。若涓流充電時(shí)電流為 C/40，則充電電流即為電池容量除以 40。 現(xiàn)代消費(fèi)類(lèi)電器主要使用如下四種電池： ? 密封鉛酸電池 (SLA) ? 鎳鎘電池 (NiCd) ? 鎳氫電池 (NiMH) ? 鋰電池 (LiIon) 在正確選擇電池和充電算法時(shí)需要了解這些電池的背景知識(shí)。在電池包里第一個(gè)被完全放電的單元會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)。 NiMH 電池的自放電率大概為 20%/ 月。由于 8051 本身結(jié)構(gòu)的先天性不足和近年來(lái)各種采用新型結(jié)構(gòu)和新技術(shù)的單片機(jī)的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)在的單片機(jī)市 場(chǎng)是百花齊放。在其他的 CISC 以及類(lèi)似的 RISC 結(jié)構(gòu)的單片機(jī)中，外部振蕩器的時(shí)鐘被分頻降低到傳統(tǒng)的內(nèi)部指令執(zhí)行周期，這種分頻最大達(dá) 12 倍(8051)。其功能特性如下： (1) 8 位 CPU。 (7) 片內(nèi) / 片外中斷源。AVR 的指令執(zhí)行速度可達(dá) 50ns (20MHz)。 ~,電源抗干擾性能強(qiáng)。 (3)體積小，重量輕 (4)功率消耗小 液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng) IC 上，因此耗電量 比其南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 8 它顯示器要小得多。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，就不得不花大量的時(shí)間在這些基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)上。 最后數(shù)周 寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，完成全部畢業(yè)設(shè)計(jì)。電位器用于顯示對(duì)比度的調(diào)節(jié)。 2 硬件電路主要芯片 ATmega16L 主要引腳說(shuō)明 以下是 ATmega16L的引腳配置： 圖 23 ATmega16L芯片引腳 引腳說(shuō)明： VCC 數(shù)字電路的電源 GND 地 端口 A(PA7～ PA0) 端口 A 作為 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 B 處于高阻狀態(tài)。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。使用 ADC時(shí)應(yīng)通過(guò)一個(gè)低通濾波器與 VCC相連。 Atmega16L的程序存儲(chǔ)器為 13位， 因此可以尋址 8K的存儲(chǔ)器空間。 Atmega16L的時(shí)鐘電路 單片機(jī)的時(shí)鐘用于產(chǎn)生工作所需要的時(shí)序， 其連接電路如下圖： 圖 24 晶體振蕩器連接圖 XTAL1 與 XTAL2 分別為用作片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入和輸出，考慮到其最大頻率不超過(guò) 8MHz， 這里選用的晶振為 ?？撮T(mén)狗計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)晶振的復(fù)位脈沖。不同的顯示原理使得這兩種 LCD的指令系統(tǒng)、接口和功能等是不相同的，各有優(yōu)缺點(diǎn)，但結(jié)合到本次設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，經(jīng)過(guò)比較還是選用點(diǎn)陣型 LCD。向液晶模塊顯示一個(gè)漢字的過(guò)程就是：由液晶屏顯示區(qū)的指定字符行的指定列開(kāi)始，連續(xù)輸出該字符對(duì)應(yīng) 的字符庫(kù)中的 16 個(gè)列數(shù)據(jù)，如果是顯示字符，則輸出 8 個(gè)列數(shù)據(jù)即可。以第一行的“智”字為例，這個(gè)字位于模塊的左區(qū)，則 lr=0； 它位于第一頁(yè)和第二頁(yè)，則 X=0；它位于列地址的 4863 字節(jié)， Y=48，那么“智”就可以通過(guò) ()精確地表示出它的位置。 2． HD61202及其兼容控制器是列驅(qū)動(dòng)器，具有 64路列驅(qū)動(dòng)輸出。 (5) 工作環(huán) 境：－ 10~+50℃。電路中接入電容 C5 用來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和抑止電路引入的干擾， C11 是有極性的電解電南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 21 容，以減小穩(wěn)壓電壓輸出端由輸入電源引入的電平干擾。 在這里主要用它來(lái)繪制電路原理圖和生成印制電路板。包括元件名、參數(shù)、封裝圖等。 對(duì)電路板的設(shè)計(jì)主要分為以下幾個(gè)步驟； (1)使用原理圖編輯器設(shè)計(jì)原理圖，進(jìn)行電氣檢查 (ERC)并生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表。 接下來(lái)是焊接的工作，這部分相對(duì)來(lái)說(shuō)并不陌生，在大二時(shí)曾進(jìn)行過(guò)電子課程的實(shí)習(xí)，主要就是完成收音機(jī)的焊接。 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)單片機(jī)的優(yōu)勢(shì) C語(yǔ)言是一種編譯型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ) 言，具有簡(jiǎn)單的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的處理功能，具有運(yùn)行速度快、編譯效率高，移植性好和可讀性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)便件的直接操作。 (5) 匯編語(yǔ)言的可移植性很差，而 C語(yǔ)言只要將一些與硬件相關(guān)的代碼作適當(dāng)?shù)男薷模涂梢苑奖愕匾浦驳狡渌N類(lèi)的單片機(jī)上。當(dāng)去掉電場(chǎng)后液晶分子又恢復(fù)取扭曲結(jié)構(gòu)。 LCD 模塊的指令說(shuō)明 要完成顯示程序的設(shè)計(jì)，必須了解 LCD 液晶模塊的指令系統(tǒng)。 BUSY=0 表示 HD61202 接口電路已處于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)，等待計(jì)算機(jī)的訪(fǎng)問(wèn)。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 27 2. 顯示開(kāi)關(guān)指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 該指令設(shè)置顯示開(kāi)／關(guān)觸發(fā)器的狀態(tài)，由此控制顯示數(shù)據(jù)鎖存器的工作方式，從而控制顯示屏上的顯示狀態(tài)。 HD61202 將顯示存儲(chǔ)器分成 8 頁(yè)，指令代碼中 P2P0 就是要確定當(dāng)前所要選擇的頁(yè)面地址，取值范圍為07H,代表第 18 頁(yè)。必須注意的是，進(jìn)行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接 著再讀才會(huì)讀出所要讀的單元中的數(shù)據(jù)。完成這 3項(xiàng)工作都必須保證控制器處于不忙的情況下，這就必須有一個(gè)判忙子程序，其流程圖如下： 圖 33 判忙程序流程圖 (三 )顯示程序流程圖 根據(jù)上面采用的方法設(shè)置漢字的初始值 (lr、 X、 Y)，當(dāng)顯示完第一列的 8 字節(jié)以后，跳到第二列又從上往下顯示。 。 基本數(shù)據(jù)類(lèi)型包括字符型 (Unsign Char和 Signed Char)、整型 (Unsigned Int和 SignedInt)、長(zhǎng)整型 (Unsigned Long 和 Signed long)、浮點(diǎn)型 (Float)和雙精度型 (Double〕。這個(gè) 返回的函數(shù)值的數(shù)據(jù)類(lèi)型可以在函數(shù)定義和函數(shù)說(shuō)明中由用戶(hù)指定。 空類(lèi)型也就是 Void 類(lèi)型。 (二 )ICC AVR 支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型 數(shù)據(jù)類(lèi)型就是數(shù)據(jù)的不同表示形式，它們按照被描敘 數(shù)據(jù)的性質(zhì)及其所占存儲(chǔ)空間的大小來(lái)劃分。 ICCAVR 編譯器簡(jiǎn)介 (一 ) ICC AVR 是 ImageCraft 公司針對(duì) AVR 單片機(jī)而開(kāi)發(fā)的一個(gè) C 語(yǔ)言編譯 ,它具有以下幾個(gè)特點(diǎn) : SRAM 的單片機(jī)器件。這里首先畫(huà)出了程序流程圖，后面根據(jù)次流程圖具體設(shè)計(jì)程序，現(xiàn)具體分析如下： (一 )主程序流程圖 這次設(shè)計(jì)課題的主要內(nèi) 容是在充電器的充電過(guò)程中，采集參數(shù)，進(jìn)行電壓、電流、溫度的實(shí)時(shí)顯示。操作完成后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加 1。如果定時(shí)間隔地，等間距地修改 ( 如加 1 或減 1)顯示起始行寄存器的內(nèi)容，則顯示屏將呈現(xiàn)顯示內(nèi)容向上或向下平滑滾動(dòng)的顯示 效果。只有在 BUSY=0時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì) HD61202 的操作才能有效，因此計(jì)算機(jī)在每次對(duì) HD61202 操作之前，都要讀出狀態(tài)字以判斷 BUSY 是不為“ 0”。 BUSY=1 表示 HD61202正在處理計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的指令或數(shù)據(jù)。但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器 (如 HD61202)來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 液晶顯示漢字或字符的原理 LCD 本身不發(fā)光只是調(diào)節(jié)光的亮度，目前市面上的 LCD 顯示器都是利用液晶的扭曲一向列效應(yīng)制成，這是一 種電場(chǎng)效應(yīng)，夾在兩片導(dǎo)電玻璃電極間的液晶經(jīng)過(guò)一定處理，它內(nèi)部的分子呈直角扭曲，當(dāng)線(xiàn)性偏振光透過(guò)其偏振面便會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)直角。 (4) 省去了人工分配單片機(jī)資源的工作，在匯編語(yǔ)言中要為每一個(gè)子程序分配單片機(jī)的資源。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 24 3 軟件設(shè)計(jì) 由于本人主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)軟件部分，而本人之前對(duì) C 語(yǔ)言這門(mén)課的學(xué)習(xí)不是非常的精通，因此在著手本章之前本人對(duì) C語(yǔ)言以及 AVR 單片機(jī)與 C 語(yǔ)言編程方面的書(shū)籍做了認(rèn)真仔細(xì)的回顧、學(xué)習(xí)和再研究，這樣才對(duì)下面設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展打下了基礎(chǔ)。 人工布線(xiàn)是畫(huà)電路板的基礎(chǔ)，但比較耗時(shí)和費(fèi)力，另外由于自身經(jīng)驗(yàn)的不足，只得先采用自動(dòng)布線(xiàn)，在此基礎(chǔ)上作了適當(dāng)?shù)男薷?。所謂網(wǎng)絡(luò)表就是元件名、封裝、參數(shù)及元件之間的連接表，通過(guò)該表可以確認(rèn)各個(gè)元件和它們之間的關(guān)系。 (4) 編輯和調(diào)整。 LCD 的 EN、 D/I、 CS CSR/W 分別連接到 PA3~PA7 上，其詳細(xì)的接法見(jiàn)下圖 圖 210 硬件接線(xiàn)圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 22 6 PROTEL99 的應(yīng)用簡(jiǎn)介 經(jīng)過(guò)前面的努力，智能充電器硬件電路的設(shè)計(jì)在本人及同組人的共同努力下已經(jīng)完成，接下來(lái)便是根據(jù)前面的設(shè)計(jì)用軟件畫(huà)出其原理圖并生成ＰＣＢ板。 5V 電源電路的設(shè)計(jì) 加圖 圖 29 5V 的電源電路設(shè)計(jì)原理圖 上圖是 LM78作為輸出電壓固定的典型電路圖，正常 工作時(shí)，輸入、輸出電壓差為 38V。 (3) 指令形式：七種指令。之所以稱(chēng)它們?yōu)樘准且驗(yàn)?HD61203和 HD61202必須配套使用，通常有 12864和19264兩種規(guī)格。 X 表示頁(yè)面， Y 表示列地址。 在本模塊中，每個(gè)漢字的大小是 16 16 點(diǎn)陣，而每個(gè)字符的大小是 8 16點(diǎn)陣，即字符的寬度為漢字的 1/2。隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展， LCD顯示器的規(guī)格眾多，其專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片也相 互配套，使 LCD在控制和儀表系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用提供了極大的方便。 Vcc RESET Vrst TIMEOUT tTOUT INTERNAL RESET 圖 27 外部復(fù)位時(shí)序圖 (3) 看門(mén)狗復(fù)位。 EEPROM 的壽 命至少為 100,000 次擦除周期。用戶(hù)程序的安全性要根據(jù)Flash程序存儲(chǔ)器的兩個(gè)區(qū)： 引導(dǎo) (Boot) 程序區(qū)和應(yīng)用程序區(qū)，分開(kāi)來(lái)考慮 。 AVCC AVCC是端口 A與 A/D轉(zhuǎn)換器的電源。 端口 D((PD7～ PD0) 端口 D 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。電位器用于顯示對(duì)比度的調(diào)節(jié)。 (一 ) 直接訪(fǎng)問(wèn)方式 數(shù)據(jù)總線(xiàn) GND +5V 電位器 負(fù)電源 1 3 2 74LS00 A11 A10 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 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 11 A9 A8 MPU 圖 21 直接訪(fǎng)問(wèn)方式電路圖 LCM 接口 直接訪(fǎng)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(xiàn)上，單片機(jī)以訪(fǎng)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。 2. 編寫(xiě)顯示程序。在大一時(shí)就曾接觸過(guò) C 語(yǔ)言，由于時(shí)間較短，重視程度不夠，后來(lái)又一直沒(méi)用過(guò)，只能對(duì)它有 一個(gè)大概的了解。 在單片機(jī)系統(tǒng)中使用液晶顯示模塊作為輸出器件有以下優(yōu)點(diǎn) : (1)顯示質(zhì)量高 液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，因此液晶顯示器畫(huà)質(zhì)高而且不會(huì)閃爍。具有 32 個(gè)通用作寄存器 (相當(dāng)于 8051 中的 32 個(gè)累加器 )，克服了單一累加器數(shù)據(jù)處理造成的瓶須現(xiàn)象， 128~4K 字節(jié) SRAM 可靈活使用指令計(jì)算，并可用功 能很強(qiáng)的 C語(yǔ)言編程，易學(xué)、