【正文】 設 LCD顯示屏有 64行，每行有128列，每 8列對應 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，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。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。 (3)使用 Design/Netlist 菜單，調入網絡表。其中，工作環(huán)境設置是使用 Design/Options和 Tool 和 Preferences 菜單進行的，畫原理圖環(huán)境的設置主要包括南京工程學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 29 圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格、模板設置等。 (7) 本次選用的模塊是雙電源供電（ VDD/V0），需要提供一個液晶驅動電壓，用以調節(jié)對比度，接在液晶模塊的 V0引腳上，由于液晶的對比度會隨著溫度的變化而相應變化，所以其液晶顯示驅動電壓值應隨著溫度作相應的調整，這里采用了一 個 電位器，調整電壓值。因此，第二行的“電”就應該表示為 ()，其它字符依此設計即可。 要想在液晶模塊上顯示一個漢字或字符，需要 3 個最基本的控制操作：分別向 3 個控制器寫指令代碼、寫顯示數據和讀顯示數據。電源電壓低于上電復位門限 Vpot時， MCU復位。 Atmega16L的存儲器 AVR結構有兩個主要的存儲空間：數據存儲器 空間和程序存儲器空間，此外，Atmega16L還有一個 EEPROM存儲器以保存數據。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性， 可以輸出和吸收大電流。單片機通過對這些接口的操作，以達到對液晶顯示模塊的控制。 第 3~8 周 1. 自學這次課題所涉及的相關內容，包括 C 語言基礎知識， AVR單片機（主要是 Atmega16L 芯片）和 ICCAVR 編譯器的使用以及液晶顯示 的相關內容。 8位和 16 位的計數器定時器 (C/T)，可作比較器、計數器、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 單片機采用了 Harvard 結構，所以它的程序存儲器和數據存儲器是分開組織和尋址的。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書 (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 電池以恒定電壓進行充電，輔以電流限制以避免在充電過程的初期電池過熱。 常見充電電池特性及其充電方式 電池充電是通過逆向化學反應將能量存儲到化學系統里實現的，由于使用的化學物質的不同，電池的特性也不同，其充電的方式也不大一樣。 與此同時，對充電電池的性能和工作壽命的要求也不斷 地提高。最后對我所開發(fā)的用單片機實現 LCD液晶顯示器控制原理的設計思想和軟、硬件調試作了詳細的論述。本 系統是以單片機的基本語言匯編語言來進行軟件設計，指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或 學歷而使用過的材料。正文中首先簡單描述系統硬件工作原理，且附以系統硬件設計框圖，并介紹了單片機微處理器的發(fā)展史，論述了本次畢業(yè)設計所應用的各硬件接口技術和各個接口模塊的功能及工作過程 , 并描述了 805 8279及 SED1520外接電路接口的軟、硬件調試。因此需要對充電過程進行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時間、達到最大的電池容量，并防止電池損壞。 電池充電是通過逆向化學反應將能量存儲到化學系統里實現的。 最大充電電流 最大充電電流與電池容量 (C) 有關。它的優(yōu)點是相對便宜，易于使用；缺點是自放電率比較高。過充電將造成電池損壞，甚至爆炸。 AVR 主要有單片機有 ATtiny、 AT90 和 ATmega 三種系列，其結構和基本原理南京工程學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 13 都相類似。由于 AVR 采用 16 位的指令，所以一個程序存儲器的存儲單元為 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，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制 ，有電就顯示黑色，這樣即可顯示出圖形。 第 9~12 周 1. 設計 LCD顯示電路， 電源電路， 用 Protel99 繪制原理圖，和同學一起完成整個充電電路原理圖，并繪制印制電路板。在圖中以 P1口作為數據口， 為 CSA， 為 CSB， 為使能端， 為 R/W 和 為 D/I 信號。如果 JTAG接口使能，即使復位出現引腳 PC5(TDI)、 PC3(TMS)與 PC2(TCK)的上拉電阻被激活。因為 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)時間大于最小脈沖寬度時 MCU復位。具體到軟件設計時，則需設計一判忙程序，在判斷 BUSY=0 后，再往下進行操作。 HD61203和 HD61202就是這類液晶顯示驅動控制器套件。下面就一個電源電路給出設計方案，另一個同樣原理。元件一旦放置在原理圖上，不需要用導線將元件連接起來，連接時一定要符合電氣規(guī)則。自動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性都很好。 ( 2 ) 字符的顯示 用 LCD顯示一個字符時比 較復雜，因為一個字符由 6*8或 8*8點陣組成，既要找到和顯示屏上某幾個位置對應的顯示 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”的點亮，為“ 0”的不亮，這樣一來就組成某個字符。把這樣的液晶南京工程學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 32 置于兩個偏振片之間，改變偏振片相對位置就可以得到白底黑子或黑底白字的顯示形式。用 C語言來編寫目標系統軟件，可以大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而開發(fā)出大規(guī)模、高性能的應用系統。 (2)進入電路板 (PCB)環(huán)境，使用電路向導確定電路板的層數 、尺寸等電路板參數。原理圖的設計步驟如下： (1) 設置原理圖設計環(huán)境。 (6) 模塊應用有三種電源：邏輯電源、液晶驅動電壓、背光電壓。這里要注意的是每個漢字占用的行地址是兩頁，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就點陣型 LCD的顯示原理、模塊特點等做一簡要介紹。 Atmega16L的系統復位 Atmega16L有五個復位源： (1) 上電復位。 AREF A/D 的模擬基準輸入引腳。 端口 C(PC7～ PC0) 端口 C 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。 (二 )間接控制方式 10K 負電源 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通過自身的或系統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課題，特列出了如下計劃： 表 11 畢業(yè)設計進度表 起止時間 工 作 內 容 第 1~2 周 熟悉課題的基本要求，查閱相關資料，初步擬定設計的整體方案，完成開題報告。 單片機還在片內集成了可擦寫 100000 次的 2E PROM 數據存儲器，等于又增加了一個芯片，可用于保存系統的設定參數、固定表格和掉電后的數 據，既方便了使用，減小了系統的空間，又大大提高了系統的保密性。 (8) 具有一個 10位的 AD轉換器，能對來自端口 A的 8位單端輸入電壓進行采樣。 AVR單片機是用一個時 鐘周期執(zhí)行一條指令的，它是在 8 位單片機中第一個真正的 RISC 結構的單片機。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合，如 UPS和報警系統的備份電池。 AVR 是目前唯一的針對象 “C” 這樣的高級語言而設計的 8 位微處理器。因此需要對充電過程進行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時間、達到最大的電池容量，并防止電池損壞。本文撰寫的主導思想是軟、硬件相結合，以硬件為基礎，來進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。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。其次闡述了程序的流程和實現過程。 AVR 已經在競爭中領先了一步，被證明是下一代充電器的完美控制芯片。由于使用的化學物質的不同，電池有自己的特性。最大充電電流往往以電池容量的數值來表示。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高性能、低功耗、非易失性存儲器和各種數字模擬 IC 芯片的半導體制造公司。本次設計所用到的 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 的數據存儲器還是以 8 個 Bit(位 )為一個單元，因此 AVR還是屬于 8位單片機。 在單片機系統中使用液晶顯示模塊作為輸出器件有以下優(yōu)點 : (1)顯示質量高 液晶顯示器每一個點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高而且不會閃爍。 2. 編寫顯示程序。電位器用于顯示對比度的調節(jié)。 端口 D((PD7～ PD0) 端口 D 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。用戶程序的安全性要根據Flash程序存儲器的兩個區(qū)： 引導 (Boot) 程序區(qū)和應用程序區(qū)，分開來考慮 。 Vcc RESET Vrst TIMEOUT tTOUT INTERNAL RESET 圖 27 外部復位時序圖 (3) 看門狗復位。 在本模塊中，每個漢字的大小是 16 16 點陣，而每個字符的大小是 8 16點陣，即字符的寬度為漢字的 1/2。之所以稱它們?yōu)樘准且驗?HD61203和 HD61202必須配套使用，通常有 12864和19264兩種規(guī)格。 5V電源電路的設計 加圖 圖 29 5V 的電源電路設計原理圖 上圖是 LM78作為輸出電壓固定的典型電路圖，正常工作時 ，輸入、輸出電壓差為 38V。 (4) 編輯和調整。 人工布線是畫電路板的基礎，但比較耗時和費力，另外由于自身經驗的不足，南京工程學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 30 只得先采用自動布線，在此基礎上作了適當的修改。 (4) 省去了人工分配單片機資源的工作，在匯編語言中要為每一個子程序 分配單片機的資源。但對于內帶字符發(fā)生器的控制器 (如 HD61202)來說，顯示字符就比較簡單了，可讓控制器工作在文本方式，根據在 LCD上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示 RAM對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。當去掉電場后液晶分子又恢復取扭曲結構。 C 語言開發(fā)單片機的優(yōu)勢 南京工程學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 31 C語言是一種編譯型的結構化程序設計語言，具有簡單的語法結構和強大的處理功能，具有運行速度快、編譯效率高，移植性好和 可讀性強等多種優(yōu)點，可以實現對系統便件的直接操作。 對電路板的設計主要分為以下幾個步驟； (1)使用原理圖編輯器設計原理圖，進行電氣檢查 (ERC)并生成原理圖的網絡表。 在這里主要用它來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。不同的顯示原理使得這兩種 LCD的指令系統、接口和功能等是不相同的，各有優(yōu)缺點，但結合到本次設計的實際要求，經過比較還是選用點陣型 LCD。 Atmega16L的時鐘電路 單片機的時鐘用于產生工作所需要的時序， 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 8MHz， 這里選用的晶振為 。使用 ADC時應通過一個低通濾波器與 VCC相連。在復位過程中，即使系統時鐘還未起振，端口 B 處于高阻狀態(tài)。電位器用于顯示對比度的調節(jié)。這次畢業(yè)設計，就不得不花大量的時間在這些基礎知識的學習上。 ~,電源抗干擾性能強。 (7) 片內 / 片外中斷源。在其他的 CISC 以及類似的 RISC 結構的單片機中，外部振蕩器的時鐘被分頻降低到傳統的內部指令執(zhí)行周期，這種分頻最大達 12 倍(8051)。 NiMH 電池的自放電率大概為 20%/ 月。 現代消費類電器主