【正文】 （審）人 意 見 簽字： 年 月 日 專 業(yè) 指導(dǎo)委員會 意 見 負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日 備 注 注：此表一份，與該生畢業(yè)設(shè)計（論文）一起定裝。系統(tǒng)中的管理電路還具有保護(hù)功能，可防止電池的過充和過放對電池造成。 second section describes the process flow and implementation process. The main idea of this writing is the software and hardware bination with hardwarebased, for the preparation of the functional modules. Keywords: microcontroller、 smart、 charger 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 IV 目 錄 摘 要 ............................................................... II Abstract ............................................................ III 第一章 緒論 .......................................................... 1 ........................................................... 1 常見充電電池特性及其充電方 式 ...................................... 2 ..................................................... 3 液晶顯示模塊的選擇 ................................................ 5 第二章 硬件電路設(shè)計 .................................................. 6 ............................. 6 .................................................. 8 LCD 液晶顯示 ...................................................... 10 LCD 的顯示原理 .................................................. 10 液晶顯示控制驅(qū)動器 ............................................. 12 液晶顯示模塊的特點(diǎn) ............................................. 12 硬件電路設(shè)計 ..................................................... 15 充電電路的設(shè)計 ................................................. 16 控制電路的設(shè)計 ................................................. 17 智能充電器的信 息顯示 ............................................ 18 第三章 PROTEL99 的應(yīng)用簡介 ............................................ 20 第四章 軟件設(shè)計 ...................................................... 22 C 語言開發(fā)單片機(jī)的優(yōu)勢 ......................................... 22 .......................................... 23 LCD 模塊的指令說明 ................................................ 24 液晶顯示界面 .................................................... 26 系統(tǒng)程序流程圖 ................................................... 27 智能充電器的軟件設(shè)計 ............................................. 30 第五章 畢業(yè)設(shè)計總結(jié) .................................................. 32 .......................................................... 32 經(jīng)驗總結(jié)和感謝 ................................................... 32 參考文獻(xiàn) ............................................................. 34 附錄一 ............................................................... 35 附錄二 ............................................................... 36 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 1 第一章 緒論 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。設(shè)計充電器時要仔細(xì)了解這些特性以防止過度充電而損壞電。最大充電電流往往以電池容量的數(shù)值來表示。在快速充電時這將使電池快速升溫，若不及時停止充電就會造成電池的損壞。典型的 NiCd 電池可以充電 1000 次。由于過充電會造成 NiMH 電池的失效，在充電過程中進(jìn)行精確地測量以在合適的時間停止是非常重要的。 主要芯片的選擇 硬件電路的核心器件選用 ATMEL 公司的 AT89C51 芯片， AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 可編程串行通道 在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 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 液晶顯示器每一個點(diǎn)在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，因此液晶顯示器畫質(zhì)高而且不會閃爍。電位器用于顯示對比度的調(diào)節(jié)。 1 AT89C51 主要引 腳功能： （ 1） .管腳說明 ： VCC：供電電壓。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。因此它可用作對外部輸 出的脈沖或用于定時目的。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。根據(jù) LCD顯示原理的不同，常見和常用的 LCD可以分為字符型 LCD和點(diǎn)陣型 LCD兩種。它們都是以二維數(shù)組的格式存放在 ROM 中。則 ()就可以定義出這個字在屏上的實(shí)際位置。其特點(diǎn)如下： 1．內(nèi)藏 64*64=4096位顯示 RAM， RAM中每位數(shù)據(jù)對應(yīng) LCD屏上的一個點(diǎn)的亮、暗狀態(tài)。 (4) 接口形式：與控制器采用 8位數(shù)據(jù)總線和 8位控制線相連。這里選擇 bq2054 集成電路作為恒壓、恒流源模塊來對電池進(jìn)行充電。 24 V 電源是充電電路的外部輸入電源，可用來提供充電電流。SDA 和 SCL 是 AT89C51 的異步串行通訊總線的數(shù)據(jù)線和時鐘線，它們和顯示電路中AT89C51 的 SDA 和 SCL 相連接，以使 AT89C51 作為從機(jī)和 AT89C51 進(jìn)行通訊，從而把電池的各種信息 (結(jié)構(gòu)參數(shù)和實(shí)時參數(shù) )傳輸?shù)?AT89C51 上，再由液晶顯示器進(jìn)行顯示。其中，工作環(huán)境設(shè)置是使用 Design/Options 和 Tool和 Preferences 菜單進(jìn)行的，畫原理圖環(huán)境的設(shè)置主要包括圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格 、模板設(shè)置等。 本次設(shè)計所用的主要元件屬性如下： 表 31主要元件表 說明 編號 封裝 元件名稱 單片機(jī) U1 DIP40 AT89C51 LCD J2 DIP20 LCD 模塊 電阻 R RES2 電容 C CAP 鎖存器 U5 DIP20 74LS245 NPN 三極管 Q TO46 2N2222A 晶體 X XTAL1 XTAL 通用運(yùn)放 U2A， U2B DIP8 LM358 (5) 檢查原理圖。 (3)使用 Design/Netlist 菜單，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表。焊接通常要求：①焊點(diǎn)接觸良好，尤其避免虛焊的產(chǎn)生；②焊點(diǎn)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以保證被焊點(diǎn)不致滑落；③焊點(diǎn)表面應(yīng)美觀，有光澤。其優(yōu)勢如下： (1) 可以大幅度加快開發(fā)進(jìn)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(shí)現(xiàn)中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場保護(hù)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(diǎn)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(diǎn)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)。 KS0108B 及其兼容控制驅(qū)動器 ( HD61202 )的指令系統(tǒng)比較簡單，一共只有 7條指令，從作用上可分為兩類。 ON/OFF=1 表示關(guān)顯示狀態(tài)； ON/OFF=0 表示開顯示狀態(tài)。當(dāng) D=1 為開顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器正常工作，顯示屏上呈現(xiàn)所需的顯示效果。 5. 列地址設(shè)置指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 顯示列地址 ( 0~63 ) 該指令設(shè)置了 Y 地址計數(shù)器的內(nèi)容， C5~C0=0~3FH( 1~64 )代表了某一頁面上的某一個單元地址，隨后的一次讀或?qū)憯?shù)據(jù)將在這個單元上進(jìn)行。 液晶顯示的第一行為“智能型充電器”，由左起第四列開始顯示，這樣正好左右平均分配。此時電路將判斷接上充電機(jī)還是接上負(fù)載，以進(jìn)行相應(yīng)的充電和放電。結(jié)合本次的設(shè)計，我也需了解控制芯片 AT89C51 的相關(guān)知識，特別是它的智力指令系統(tǒng)，而之前我們只學(xué)習(xí)過 51 系列單片機(jī)，所以對于這一部分也是相當(dāng)?shù)闹匾? 。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。若電池電壓已經(jīng)到達(dá)充電終止電壓，則等待負(fù)載的接入進(jìn)行放電；同樣若電池電壓己經(jīng)達(dá)到是 是 否 檢查電池是否正常 放電終止電壓（電池電壓）充電終止電壓？ 接上充電器 報警 /關(guān)閉電路 放電終止電壓 ? 接上充電器 接上負(fù)載 否 否 初始化 否 否 是 是 是 否 開始 恒流恒壓充電 接上負(fù)載 充電完成 放電 放電完成 是 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 31 放電終止電壓，則等待充電機(jī)的接入以進(jìn)行充電。 智能型充電器 電池： 電壓： V 節(jié)數(shù)； 電流： A 狀態(tài)： 溫度： ℃ 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 27 系統(tǒng)程序流程圖 首先畫出了程序流程圖，后面根據(jù)次流程圖具體設(shè)計程序，現(xiàn)具體分析如下： (一 )主程序流程 : （ 1） 圖 42 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 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 28 (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(jìn)行寫指令代碼、寫顯示數(shù)據(jù)和讀顯示數(shù)據(jù)