【正文】 ............................................................................. 30 系統(tǒng)程序流程圖 ............................................................................. 31 第四章 系統(tǒng)調(diào)試過程 ............................................................................ 35 系統(tǒng)調(diào)試軟件介紹 .......................................................................... 35 ICCAVR 編譯器簡介 ............................................................. 35 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 IV ICCAVR 的設(shè)置 ..................................................................... 36 調(diào)試過程 .......................................................................................... 39 結(jié)論 ............................................................................................................... 44 第一節(jié) 主要成果 ................................................................................... 44 第二節(jié) 經(jīng)驗總結(jié)和感謝 ....................................................................... 44 致謝 ............................................................................................................... 45 參考文獻 ..................................................................................................... 46 附錄 1 部分源代碼 ................................................................................... 47 附錄 2 硬件原理圖 ................................................................................... 71 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 1 第一章 概述 課題背景 如今，隨著越來越多的手持式電器的出現(xiàn)，對高性能、小尺寸、重量輕的電池充電器的需求也越來越大。在本文中，首先描述了系統(tǒng)硬件原理圖并且介紹了單片機微處理器的發(fā)展史，論述 了本次畢業(yè)設(shè)計所運用的各種硬件接技術(shù)和各個接口模塊功能以及工作過程。 大連理工大學(xué)城市學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 學(xué) 院： 電子與自動化學(xué)院 專 業(yè)： 自動化 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2021 年 5 月 20 日 大 連理工大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 總計 畢業(yè)設(shè)計（論文） 71 頁 表格 8 個 插圖 24 幅 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 I 摘 要 隨著越來越多的手持式電器的出現(xiàn)，對高性能、小尺寸、重量輕的電池充電器的需求也越來越大。描述了 805 8279 及 SED1520 外接電路接口的軟、硬件調(diào)試。電池技術(shù)的持續(xù)進步也要求更復(fù)雜的充電算法以實現(xiàn)快速、安全的充電。 目前，市場上賣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為智能充電器，隨著越來越多的手持式電器的出現(xiàn)，對高性能、小尺寸、輕重量的電池充電器的需求也越來越大。而其他方案為了達到此目的，可能需要 外部的 ADC，不但占用 PCB 空間，也提高了系統(tǒng)成本。因此，電池的總能量等于容量乘以電池電壓，單位為瓦時。降低內(nèi)阻可獲得更大電流。 C (41176。 充電方式 ： 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。為了防止損壞電池包，需要不間斷地監(jiān)控電壓。為避免使用不當(dāng)造成電池?fù)p壞，在鋰離子電池內(nèi)設(shè)有 3 種安全機構(gòu)： (1)正溫度系數(shù)元件 (PTC)。采用 1C 電流充電至 時，充電器應(yīng)立即轉(zhuǎn)入恒壓充電，充電電流逐漸減小，當(dāng)電池充足電后，進入涓流充電過程。是世界上高級半導(dǎo)體產(chǎn)品設(shè)計、制造和行銷的領(lǐng)先者，產(chǎn)品包括了微處理器、可編程邏輯器件、非易失性存儲器、安全芯片、混合信號及 RF 射頻集成電路。片內(nèi)含有128B~4KB SRAM 可靈活使用指令運算，適合使用功能很強的 C 語言編程，易學(xué)、易寫、易移植。 ，具有六種休眠模式，能夠從休眠模式立即喚醒。越來越多的設(shè)計人員把目光轉(zhuǎn)向了 AVR 單片機。 512 字節(jié)的 EEPROM，可連續(xù)擦寫 100,000 次。 速度等級： 0－ 8MHz。 直接訪問方式就是將液晶顯示模塊的接口作為存儲器或 I/O 設(shè)備直接掛在單片 機總線上，單片機以訪問存儲器或 I/O 設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。電位器用于顯示對比度的調(diào)節(jié)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 12 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。 AVCC AVCC是端口 A與 A/D轉(zhuǎn)換器的電源。 EEPROM 數(shù)據(jù)存儲器也是以 8 位為一個存儲單元，對其的讀寫操作都以字節(jié)為單位。 （ 3） EEPROM 數(shù)據(jù)存儲器 ATmega16 包含 512B 的 EEPROM 數(shù)據(jù)存 儲器。引腳 RESET上的低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度時 MCU復(fù)位。 LCD 液晶顯示 LCD 的顯示原理 LCD 由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約 1mm，其間由包含有液晶材料的 5μm均勻間隔隔開。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，但結(jié)合到本次設(shè)計的實際要求，經(jīng)過比較還是選用點陣型 LCD。向液晶模塊顯示一個漢字的過程就是：由液晶屏顯示區(qū)的指定字符行 的指定列開始，連續(xù)輸出該字符對應(yīng)的字符庫中的 16個列數(shù)據(jù)，如果是顯示字符，則輸出 8個列數(shù)據(jù)即可。以第一行的“智”字為例，這個字位于模塊的左區(qū)，則 lr=0；它位于第一頁和第二頁，則 X=0；它位于列地址的 4863 字節(jié)， Y=48，那么“智”就可以通過 ()精確地表示出它的位置。 2． HD61202及其兼容控制器是列驅(qū)動器，具有 64路列驅(qū)動輸出。 (5) 工作環(huán)境：－ 10~+50℃。 LCD 的 EN、 D/I、 CS CS R/W 分別連接到 PA3~PA7 上，其詳細(xì)的接法見下圖 圖 28 硬件接線圖 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 22 電源電路的設(shè)計 在本次的設(shè)計中，要供電給 ATmega16 和 LCD 顯示模塊兩部分，而一個 LM7805的輸出電流不足，所以打算將 mega16和顯示模塊分別供電，所以實際電路中用到了兩片 7805。 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 23 在這里主要用它來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。 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 24 圖 210 主要元件屬性圖 對電路板的設(shè)計主要分為以下幾個步驟； (1)使用原理圖編輯器設(shè)計原理圖，進行電氣檢查 (ERC)并生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表。其優(yōu)勢如下： (1) 可以大幅度加快開發(fā)進度，程序量越大，用 C 語言就越有優(yōu)勢。C 編譯器能夠自動實現(xiàn)中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場保護和恢復(fù)， 并且提供常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫，供用戶使用。結(jié)合以上知識具體顯示原理如下： ( 1 ) 線段的顯示 點陣圖形式液晶由 M*N個顯示單元組成，假設(shè) LCD顯示屏有 64行，每行有 128列，每 8列對應(yīng) 1字節(jié)的 8位，即每行由 16字節(jié)，共 16*8=128個點組成，屏上 64*16個顯示單元與顯示 RAM區(qū) 1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。同理一個 24 24的漢字則需 72 個字節(jié)，存放方式如表 1，其他規(guī)格的漢字存放方式以此類推。 BUSY=1 表示HD61202 正在處理計算機發(fā)來的指令或數(shù)據(jù)。只有在BUSY=0 時，計算機對 HD61202 的操作才能有效，因此計算機在每次對HD61202 操作之前，都要讀出狀態(tài)字以判斷 BUSY 是不為“ 0”。如果定時間隔地，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的顯示效果。操作完成后列地址計數(shù)器自動加 1。其主流程圖設(shè)計如下： 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 32 圖 33 主程序流程圖 按 鍵 調(diào) 節(jié) 采樣 V、 A、 T 顯示 V、 A、 T 充滿？ 結(jié) 束 Y N 初 始 化 采 集 電 池 電 壓 ＞ 0 開 始 Y 有 電 池 無 電 池 等 待 掃 描 按 鍵 有鍵按下？ Y N N 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 33 (二 )控制程序流程圖 要想在液晶模塊上顯示一個字符或漢字，首先必須得對控制字進行寫指令代碼、寫顯示數(shù)據(jù)和讀顯示數(shù)據(jù) 3項操作。 AVR 采用了工程的組織形式。構(gòu)造數(shù)據(jù)類型由若干個基本數(shù)據(jù)類型采用構(gòu)造的方法成，因此，每個構(gòu)造數(shù)據(jù)類烈都可以分解成若干個基本數(shù)招類型。這種轉(zhuǎn)換可自動進行，也可以人工強制轉(zhuǎn)換。這里選中“ Enable external memory” 和 “ Wait states” 的復(fù)選框。 智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 40 一個最簡單的單片機系統(tǒng)的開發(fā)也需要電路設(shè)計、單片機器件選擇和程序編寫 3 個步驟。接通電源 (5V),用萬用表測 B0 口壓降，測得電壓 +5V，可知系統(tǒng)正常。其它按上面的設(shè)置，進入到 IDE 環(huán)境。 for(i=1。i++) 。只要進行主函數(shù)的編寫就可以了。 發(fā)光二極管是由于其兩端的電壓差超出其導(dǎo)通壓降時開始工作，它的壓降通常為 。單片機的最簡單系統(tǒng)是指單片機能正常工作所必須的外圍元件，主要由單片機、晶振電路和復(fù)位電路組成。在這里選中“ Use timer0” 和“ Overflow interrupt” 的復(fù)選框。 ICCAVR 的設(shè)置 點擊菜單中 “Tools” 欄中的 “Application Builder” 命令，打開應(yīng)用構(gòu)筑向?qū)υ捒颍淇驁D如 41 所示。指針的處理具有較高的靈活性，使用 它可以有效地表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有效地使用內(nèi)存空間，方便地處理數(shù)組，因此，它是C 語言中一種非常重要的數(shù)據(jù)類型。工程管理器最后還能生成 HEX 格式的燒錄文件和 COFF 格式的仿真文件。由于一個漢字每一列有16 字節(jié)，則當(dāng)一頁的 16 列顯示完，只相當(dāng)于顯示的漢字的上半部分，則再次跳到下一頁的初始位，進行漢字下半部分的顯示，值到 16 列顯示完成，才表示一個漢字全部顯示結(jié)束。必須注意的是，進行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的數(shù)據(jù)。 HD61202 將顯示存儲器分成 8 頁，指令代碼中 P2P0 就是要確定當(dāng)前所要選擇的頁面地址，取值范圍為 07H,代表第 18 頁。 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1