【正文】 示單元組成，假設(shè) LCD顯示屏有 64行，每行有128列，每 8列對(duì)應(yīng) 1字節(jié)的 8位，即每行由 16字節(jié)，共 16*8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上 64*16個(gè)顯示單元與顯示 RAM區(qū) 1024字節(jié)相對(duì)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(duì)應(yīng)。其優(yōu)勢(shì)如下： (1) 可以大幅度加快開發(fā)進(jìn)度，程序量越大，用 C語(yǔ)言就越有優(yōu)勢(shì)。 (3)使用 Design/Netlist 菜單，調(diào)入網(wǎng)絡(luò) 表。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)置主要包括南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 29 圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格、模板設(shè)置等。 (7) 本次選 用的模塊是雙電源供電（ VDD/V0），需要提供一個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓，用以調(diào)節(jié)對(duì)比度，接在液晶模塊的 V0引腳上，由于液晶的對(duì)比度會(huì)隨著溫度的變化而相應(yīng)變化，所以其液晶顯示驅(qū)動(dòng)電壓值應(yīng)隨著溫度作相應(yīng)的調(diào)整，這里采用了一 個(gè) 電位器，調(diào)整電壓值。因此，第二行的“電”就應(yīng)該表示為 ()，其它字符依此設(shè)計(jì)即可。 要想在液晶模塊上顯示一個(gè)漢字或字符，需要 3個(gè)最基本的控制操作：分別向 3 個(gè)控制器寫指令代碼、寫顯示數(shù)據(jù)和讀顯示數(shù)據(jù)。電源電壓低于上電復(fù)位門限 Vpot時(shí)， MCU復(fù)位。 Atmega16L的存儲(chǔ)器 AVR結(jié)構(gòu)有兩個(gè)主要的存儲(chǔ)空間：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間和程序存儲(chǔ)器空間，此外，Atmega16L還有一個(gè) EEPROM存儲(chǔ)器以保存數(shù) 據(jù)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。單片機(jī)通過(guò)對(duì)這些接口的操作，以達(dá)到對(duì)液晶顯示模塊的控制。 第 3~8 周 1. 自學(xué)這次課題所涉及的相關(guān)內(nèi)容，包括 C 語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)， AVR單片機(jī)（主要是 Atmega16L 芯片）和 ICCAVR 編譯器的使用以及液晶顯示的相關(guān)內(nèi)容。 8位和 16 位的計(jì)數(shù)器定時(shí)器 (C/T)，可作比較器、計(jì)數(shù)器、外部中斷和PWM（也可作 D/A ）用于控制輸出。 (9) 工作電壓： － 。 由于 AVR 單片機(jī)采用了 Harvard 結(jié)構(gòu)，所以它的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分開組織和尋址的。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 12 鋰電池 (LiIon) 和本文中所述的其他電池相比，鋰電池具有最高的能量 / 重量比和能量 / 體積比。 SLA 電池以恒定電壓進(jìn)行 充電，輔以電流限制以避免在充電過(guò)程的初期電池過(guò)熱。 常見充電電池特性及其充電方式 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，由于使用的化學(xué)物質(zhì)的不同，電池的特性也不同，其充電的方式也不大一樣。 與此同時(shí)，對(duì)充電電池的性能和工作壽命的要求也不斷地提高。最后對(duì)我所開發(fā)的用單片機(jī)實(shí)現(xiàn) LCD液晶顯示器控制原理的設(shè)計(jì)思想和軟、硬件調(diào)試作了詳細(xì)的論述。本 系統(tǒng)是以單片機(jī)的基本語(yǔ)言匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲(chǔ)空間。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或 學(xué)歷而使用過(guò)的材料。正文中首先簡(jiǎn)單描述系統(tǒng)硬件工作原理，且附以系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖，并介紹了單片機(jī)微處理器的發(fā)展史，論述了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個(gè)接口模塊的功能及工作過(guò)程 , 并描述了 805 8279及 SED1520外接電路接口的軟、硬件調(diào)試。因此需要對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時(shí)間、達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。 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。 最大充電電流 最大充電電流與電池容量 (C) 有關(guān)。它的優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)便宜，易于使用；缺點(diǎn)是自放電率比較高。過(guò)充電將造成電池?fù)p壞，甚至爆炸。 AVR 主要有單片機(jī)有 ATtiny、 AT90 和 ATmega 三種系列，其結(jié)構(gòu)和基本原理南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 13 都相類似。由于 AVR 采用 16位的指令，所以一個(gè)程序存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元為 16 位，即 XXXX*1116(也可理解為 8位，即 2*XXXX*8)。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就顯示黑色，這樣即可顯示出圖形。 第 9~12 周 1. 設(shè)計(jì) LCD顯示電路， 電源電路， 用 Protel99 繪制原理圖，和同學(xué)一起完成整個(gè)充電電路原理圖，并繪制印制電路板。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 D/I 信號(hào)。如果 JTAG接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、 PC3(TMS)與 PC2(TCK)的上拉電阻被激活。因?yàn)?AVR指令為 16位或 32位，故 Flash組織成 8K?16的形式。引腳 RESET上的低電平持續(xù)時(shí)間大于最小脈沖寬度時(shí) MCU復(fù)位。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。 HD61203和 HD61202就是這類液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制器套件。下面就一個(gè)電源電路給出設(shè)計(jì)方案，另一個(gè)同樣原理。元件一旦放置在原理圖上，不需要用導(dǎo)線將元件連接起來(lái)，連接時(shí)一定要符合電氣規(guī)則。自動(dòng)布置元件或人工布置元件，多次布置直到自己滿意為止。源程序的可讀性和可維護(hù)性都很好。 ( 2 ) 字符的顯示 用 LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6*8或 8*8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏上某 幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同的位為“ 1”，其它的為“ 0”，為“ 1”的點(diǎn)亮，為“ 0”的不亮，這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。把這樣的液晶南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 32 置于兩個(gè)偏振片之間，改變偏振片相對(duì)位置就可以得到白底黑子或黑底白字的顯示形式。用 C 語(yǔ)言來(lái)編寫目 標(biāo)系統(tǒng)軟件，可以大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而開發(fā)出大規(guī)模、高性能的應(yīng)用系統(tǒng)。 (2)進(jìn)入電路板 (PCB)環(huán)境，使用電路向?qū)Т_定電路板的層數(shù)、尺寸等電路板參數(shù)。原理圖的設(shè)計(jì)步驟如下： (1) 設(shè)置原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境。 (6) 模塊應(yīng)用有三種電源：邏輯電源、液晶驅(qū)動(dòng)電壓、背光電壓。這里要注意的是每個(gè)漢字占用的行地址是兩頁(yè)，如“智”字占的就是 X0和 X1，即第二行的漢字其 X=2 而不是 1?，F(xiàn)就點(diǎn)陣型 LCD的顯示原理、模塊特點(diǎn)等做一簡(jiǎn)要介紹。 Atmega16L的系統(tǒng)復(fù)位 Atmega16L有五個(gè)復(fù)位源： (1) 上電復(fù)位。 AREF A/D 的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。 端口 C(PC7～ PC0) 端口 C 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 (二 )間接控制方式 10K 負(fù)電源 GND MPU LCM 接口 圖 22 間接控制方式電路圖 間接控制方式是單片機(jī)通過(guò)自身的或系統(tǒng)中的并 行接口與液晶顯示模塊連接。為了更有效地完成這個(gè)課題，特列出了如下計(jì)劃： 表 11 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度表 起止時(shí)間 工 作 內(nèi) 容 第 1~2 周 熟悉課題的基本要求，查閱相關(guān)資料，初步擬定設(shè)計(jì)的整體方案，完成開題報(bào)告。 單片機(jī)還在片內(nèi)集成了可擦寫 100000 次的 2E PROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，等于又增加了一個(gè)芯片，可用于保存系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)、固定表格和掉電后的數(shù)據(jù)，既方便了使用，減小了系統(tǒng)的空間，又大大提高了系統(tǒng)的保密性。 (8) 具有一個(gè) 10位的 AD轉(zhuǎn)換器，能對(duì)來(lái)自端口 A的 8位單端輸入電壓進(jìn)行采樣。 AVR 單片機(jī)是用一個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行一條指令的，它是在 8位單片機(jī)中第一個(gè)真正的 RISC 結(jié)構(gòu)的單片機(jī)。和NiCd 電池一樣， NiMH 電池也為恒定電流充電。 密封鉛酸電池 (SLA) 密封鉛酸電池主要用于成本比空間和重量更重要的場(chǎng)合，如 UPS和報(bào)警系統(tǒng)的備份電池。 AVR 是目前唯一的針對(duì)象 “C” 這樣的高級(jí)語(yǔ)言而設(shè)計(jì)的 8 位微處理器。因此需要對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時(shí)間、達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。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。首先在緒論中介紹了本課題的課題背景、研究意義及完成的功能。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。其次闡述了程序的流程和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 AVR 已經(jīng)在競(jìng)爭(zhēng)中領(lǐng)先了一步，被證明是下一代充電器的完美控制芯片。由于使用的化學(xué)物質(zhì)的不同，電池有自己的特性。最大充電電流往往以電池容量的數(shù)值來(lái)表示。典型的 NiCd 電池可以充電 1000 次。 主要芯片的選擇 ATMEL 公司是世界上有名的生產(chǎn)高性能、低功耗、非易失性存儲(chǔ)器和各種數(shù)字模擬 IC 芯片的半導(dǎo)體制造公司。本次設(shè)計(jì)所用到的 Atmega16L 芯片便是 ATmega 系列中的一種，在這里作為充電器的核心部件。 AVR 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器還是以 8 個(gè) Bit(位 )為一個(gè)單元，因此 AVR還是屬于 8位單片機(jī)。 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，因此液晶顯示器畫質(zhì)高而且不會(huì)閃爍。 2. 編寫顯示程序。電位器用于顯示對(duì)比度的調(diào)節(jié)。 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。用戶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)，分開來(lái)考慮 。 Vcc RESET Vrst TIMEOUT tTOUT INTERNAL RESET 圖 27 外部復(fù)位時(shí)序圖 (3) 看門狗復(fù)位。 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。之 所以稱它們?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。 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。 (4) 編輯和調(diào)整。 人工布線是畫電路板的基礎(chǔ)，但比較耗時(shí)和費(fèi)力，另外由于自身經(jīng)驗(yàn)的不足，南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 30 只得先采用自動(dòng)布線，在此基礎(chǔ)上作了適當(dāng)?shù)男薷摹? (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。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。當(dāng)去掉電場(chǎng)后液晶分子又恢復(fù)取扭曲結(jié)構(gòu)。 C 語(yǔ)言開發(fā)單片機(jī)的優(yōu)勢(shì) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 31 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。 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。 在這里主要用它來(lái)繪制電路原理圖和生成印制電路板。 (5) 工作環(huán)境：－ 10~+50℃。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。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。 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 。使用 ADC時(shí)應(yīng)通過(guò)一個(gè)低通濾波器與 VCC相連。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)。電位器用于顯示對(duì)比度的調(diào)節(jié)。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。 ~,電源抗干擾性能強(qiáng)。 (7) 片內(nèi) / 片外中斷源。在其他的 CISC 以及類似的 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)。 NiMH 電池的自放電率大概為 20%/ 月。 現(xiàn)代消費(fèi)類電器主要使用如