【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的形式有些失真，但控制簡(jiǎn)單，使用方便?！?】方案二：12864液晶顯示器具有液體的流動(dòng)性和晶體的某些光學(xué)特性，它本身不發(fā)光，而只是調(diào)制環(huán)境光，越是亮的地方顯示越清晰，黑暗中不能顯示。通過編程，可以清晰地顯示各種字符和漢字。由于前兩種方案所選擇的顯示器屬于數(shù)碼管顯示器，無法進(jìn)行漢字的顯示而能作為字選擇方案二。第三章 硬件電路輸入為220V交流電,經(jīng)變壓器降壓后通過整流橋進(jìn)行整流，整流橋采用1N4007,再經(jīng)過電容濾波穩(wěn)壓后輸入到降壓芯片7815降壓，再通過降壓芯片7805進(jìn)行降壓得到5V電壓。圖31電源電路 PIC16F877主要技術(shù)參數(shù)介紹1)PIC單片機(jī)選用依據(jù)PIC16F877是由Microchip公司所生產(chǎn)開發(fā)的新產(chǎn)品，屬于PICmicro系列單片微機(jī)，具有Flash program程序內(nèi)存功能，可以重復(fù)燒錄程序，適合教學(xué)、開發(fā)新產(chǎn)品等用途；而其內(nèi)建ICD(In Circuit Debug)功能，可以讓使用者直接在單片機(jī)電路或產(chǎn)品上，進(jìn)行如暫停微處理器執(zhí)行、觀看緩存器內(nèi)容等，讓使用者能快速地進(jìn)行程序除錯(cuò)與開發(fā)。【6】目前，單片機(jī)品種多樣，但在所有的單片機(jī)品種中，PIC單片機(jī)由于具有以下優(yōu)越之處，因而最適合本課題使用。(1)用哈佛體系結(jié)構(gòu)和哈佛總線結(jié)構(gòu)PIC單片機(jī)既采用了采用哈佛體系結(jié)構(gòu)，又采用了哈佛總線結(jié)構(gòu)。而不同于其他單片機(jī)，僅單純地采用普林斯頓體系結(jié)構(gòu)或哈佛體系結(jié)構(gòu)。普林斯頓體系結(jié)構(gòu):單片機(jī)的ROM和RAM存儲(chǔ)器位于同一個(gè)邏輯空間中，這種架構(gòu)的微控制器、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器或者微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，稱為普林斯頓體系結(jié)構(gòu)。哈佛體系結(jié)構(gòu):單片機(jī)的ROM和RAM存儲(chǔ)器位于不同邏輯空間中，這種架構(gòu)的微控制器、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器或者微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，稱為哈佛體系結(jié)構(gòu)。哈佛總線結(jié)構(gòu):就是在芯片內(nèi)部將數(shù)據(jù)總線和指令總線分離，并且采用不同的寬度。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，不僅可以確保數(shù)據(jù)的安全性，而且便于實(shí)現(xiàn)指令提取的流水作業(yè)，也就是在執(zhí)行一條指令的同時(shí)對(duì)下一條指令進(jìn)行取指操作；便于實(shí)現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化、單周期化，從而有利于提高CPU執(zhí)行指令的速度?！?】(2)表31 PDIP40引腳的PIC16F877單片機(jī)其引腳功能說明引腳名稱引腳序號(hào)引腳類型功能說明OSC1/CLKIN13I時(shí)鐘振蕩器晶體連接端/外部時(shí)鐘源端輸入端OSC2/CLK140時(shí)鐘振蕩器晶體連接端/時(shí)鐘信號(hào)端輸出端VCLR /VP1I/P人工復(fù)位輸入端（低電平有效）/編程電壓輸入端基本功能：RA是一個(gè)輸入/輸出可編程的雙向端口。此外還有第3功能引腳名稱引腳序號(hào)引腳類型功能說明RA0/AN02I/ORA0還是第0路模擬信號(hào)輸入端RA1/AN13I/ORA1還是第1路模擬信號(hào)輸入端RA2/AN2/VREF4I/ORA2還是第2路模擬信號(hào)輸入端和負(fù)參考電壓端RA3/AN3/ VREF+5I/ORA3還是3路模擬信號(hào)輸入端和正參考電壓端RA4/TOCK16I/ORA4還是定時(shí)器時(shí)鐘輸入端RA5/AN4SS7I/ORA5還是第4路模擬信號(hào)輸入端，以及同步串口選擇端基本功能：RB是一個(gè)輸入/輸出可編程的雙向端口，作輸入時(shí)內(nèi)部有可編程的弱上拉電路，此外還有第2,3功能RB0/INT21I/ORBO還可以作為外部中斷輸入端RB122I/ORB223I/ORB3/PRG24I/ORB3還可作為低電壓編程輸入端RB425I/O還具有電平變化中斷功能RB526I/O還具有電平變化中斷功能RB7/PGD28I/O還具有電平變化中斷功能，兼在線調(diào)試輸入端和串行編程時(shí)鐘輸入端基本功能：RC是一個(gè)輸入/輸出可編程的雙向端口，財(cái)務(wù)還有第2,3功能RC0/T10S0/T1CK115I/ORC0還可作為定時(shí)器1的振蕩器輸入端或時(shí)鐘輸出端RC1/T10S/16I/ORC1還可作為定時(shí)器1的震蕩輸出端或捕捉器2輸入端或比較器2輸入端或脈寬調(diào)制器PWM2的輸出端RC2/CCP117I/ORC2還可作為捕捉器1輸入端或比較器1輸入端或脈寬調(diào)制器PWM1的輸出端RC3/SCK/SCL18I/ORC3還可作為SPI和IC串口的數(shù)據(jù)輸入端和IC串口的輸入/輸出端RC4/SDI/SDA23I/ORC4還可作為SPI串口的數(shù)據(jù)輸入端和IC串口的輸入/輸出端RC5/SD024I/ORC5還可作為SPI串口的數(shù)據(jù)輸入端RC6/TX/CK25I/ORC6還可作為通用同步/異步收發(fā)器USART的全雙工異步發(fā)送腳或半雙工同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)腳RC7/RX/DT26I/ORC7還可作為通用同步/異步收發(fā)器USART的全雙工異步發(fā)送腳或半雙工同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)腳基本功能：RD是一個(gè)輸入/輸出可編程的雙向端口，此外還有第2功能RD0 ~ RD719~22I/O可作為從動(dòng)并行接口與其它微處理器總線連接PSP0~PSP727~30I/O可作為從動(dòng)并行端口與其它微處理器總線的連接基本功能：RE是一個(gè)輸入/輸出可編程的雙向3線端口，此外還有第2,3功能RD0/ RD /AN58I/ORE0還可作為并口讀出控制線或者第5路模擬信號(hào)輸入端RE1/WR /AN6910I/ORE2還可作為并口片選控制線或者第5路模擬信號(hào)輸入端VSS131P接地端VDD11/32P正電源端說明：引腳類型中I、O、P分別表示輸入、輸出和電源。PIC16F877單片機(jī)的程序計(jì)數(shù)器PC為13位寬，可尋址8K14位。PIC16F877單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器以2K14位為單位。PIC16F877單片機(jī)采用硬件堆棧方式，具有8層13位的獨(dú)立空間，不占用存儲(chǔ)器空間，無需專用堆棧操作指令。當(dāng)執(zhí)行調(diào)用指令CALL或者CPU〔響應(yīng)中斷而發(fā)生程序跳轉(zhuǎn)時(shí)，將CP值自動(dòng)壓入堆棧。當(dāng)執(zhí)行返回指令RETURN、RETFIE或RETLW時(shí)，自動(dòng)出棧，并遵循“后進(jìn)先出”的規(guī)則。 AD574的使用在本設(shè)計(jì)中，選擇了AD574轉(zhuǎn)換器，它可以將多路轉(zhuǎn)換器輸入的模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。而且是一個(gè)12位的ADC。由于本系統(tǒng)要求的溫度范圍是0℃—1300℃，精度為1℃，所以必須選擇一個(gè)10位以上的ADC。文中選擇的AD574完全滿足系統(tǒng)的要求【8】。AD574是美國(guó)Analog Device公司生產(chǎn)的12位逐次逼近式模擬量—數(shù)字量轉(zhuǎn)換器，其主要特點(diǎn)是：有參考基準(zhǔn)電壓和時(shí)鐘電路，不需外部時(shí)鐘就可以工作；轉(zhuǎn)換速率高，12位轉(zhuǎn)換25μs，8位轉(zhuǎn)換16μs；8位或16位微處理器接口，自帶三態(tài)輸出緩沖電路，可直接與各種典型的8位或16位的微處理器相連而無須附加邏輯接口電路，切能與CMOS與TTL兼容；溫度適應(yīng)范圍大，在55℃—+125℃范圍內(nèi)滿足線性要求。是我國(guó)目前應(yīng)用最廣，價(jià)格較穩(wěn)定ADC，加之內(nèi)部含有三態(tài)輸入緩沖電路，可直接與各種微處理器連接，且無須附加邏輯接口電路，內(nèi)部設(shè)置的高精度參考電壓源和時(shí)鐘電路，使它不需要任何外部電路和時(shí)鐘信號(hào)，就能完成A/D轉(zhuǎn)換功能，應(yīng)用十分廣泛?！?】1) AD574簡(jiǎn)介AD574為28管腳雙列直插式封裝，其管腳排列如圖32所示AC：模擬地；DC：數(shù)字地；：片選信號(hào)，低電平有效；CE：片使能，高電平有效；R/：讀/啟動(dòng)信號(hào)，高電平讀數(shù)據(jù)，低轉(zhuǎn)換；12/：數(shù)據(jù)格式選擇，高電平12位數(shù)據(jù)同時(shí)有效，低電平時(shí)第一次輸出高8位，第二次輸出低4位有效，中4位為0；圖32 AD574管腳A0：字節(jié)選擇控制線。在轉(zhuǎn)換期間：A0=0時(shí)，AD574進(jìn)行全12位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs；當(dāng)A0=1μs時(shí)，進(jìn)行8位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間為16μs。在讀出期間，當(dāng)A0=0時(shí)，高8位數(shù)據(jù)有效；A0=1時(shí)，低4位數(shù)據(jù)有效。STS：工作狀態(tài)輸出端。轉(zhuǎn)換開始時(shí)，STS達(dá)到高電平，轉(zhuǎn)換過程中保持高電平，轉(zhuǎn)換完成時(shí)，返回低電平STS可以作為狀態(tài)信息被CPU查詢，也可以用它的下降沿向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)，通知A/D轉(zhuǎn)換已完成，CPU可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。BIP OEF：雙極性補(bǔ)償。此引腳適當(dāng)連接，可實(shí)現(xiàn)單極性或雙極性。控制引腳配合方式AD574模擬量輸入電路外部連接AD574通過外部適當(dāng)連線可以實(shí)現(xiàn)單極性輸入，也可以實(shí)現(xiàn)雙極性輸入。AD574的狀態(tài)由CE、R/、12/、A0五個(gè)控制信號(hào)決定。所以，當(dāng)CE=1，=0時(shí)同時(shí)滿足時(shí)，AD574才能處于工作狀態(tài)。當(dāng)AD574處于工作狀態(tài)時(shí)，R/=0時(shí)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換；=1表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。經(jīng)過一次轉(zhuǎn)換周期TC后STS跳回低電平，表示A/D轉(zhuǎn)換完畢，可以從數(shù)據(jù)輸出端讀取新的數(shù)據(jù)【10】。注意：只有在CE=1和=1時(shí)才可啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，在啟動(dòng)信號(hào)有效前，R/必須為低電平，否則將產(chǎn)生讀取數(shù)據(jù)的操作。AD574的單極性和雙極性輸入特性：通過改變AD574引腳12的外接電路，可使AD574進(jìn)行單極性和雙極性模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為單極性轉(zhuǎn)換電路，可實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)010V或020V的轉(zhuǎn)換。圖33 AD574與89C51單片機(jī)的接口電路圖33是AD574與PIC16F877單片機(jī)的接口電路，由于AD574片內(nèi)有時(shí)鐘，故無須外加時(shí)鐘信號(hào)。該電路采用單極性輸入，可對(duì)010V或020V模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)果的高8位從DB11DB4輸出，低4位從DB3DB0輸出，并直接和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連。若遵循左對(duì)齊原則，DB3DB0應(yīng)接單片機(jī)數(shù)據(jù)總線的高半字節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀出，AD574的片選信號(hào)由地址總低位提供。在讀寫時(shí)，A1設(shè)置為低電平；AD574的CE信號(hào)由單片機(jī)和A7經(jīng)一級(jí)或非門產(chǎn)生，可見在讀寫時(shí)，A7也應(yīng)為低電平。，以判斷A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。12/端接地，AD574的A0端由地址總線最低位A0控制，以實(shí)現(xiàn)A/D全12位轉(zhuǎn)換，并將12位數(shù)據(jù)分為兩次送至數(shù)據(jù)總線上。【11】AD574應(yīng)用系統(tǒng)全部調(diào)試完畢后，在模擬輸入端輸入一穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓。啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)也應(yīng)穩(wěn)定。如果變化較大，說明穩(wěn)定性差，則要從電源及接地布線等方面查找原因。AD574得到電源電壓要有較好的穩(wěn)定性和較小的噪聲。噪聲大的電源會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的輸出代碼。在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，AD574電源要進(jìn)行濾波調(diào)整，還要避開高頻噪聲源，這對(duì)AD574來說是非常重要的。為了取得12位精度，除非是進(jìn)行很好的濾波，否則最好不要用開關(guān)電源。因?yàn)閹缀练碾娫丛肼暰蜁?huì)引起12位A/D轉(zhuǎn)換幾位的誤差所以在應(yīng)用過程中應(yīng)特別注意電源的濾波和穩(wěn)壓。在印制板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)讓模擬量輸入電路和數(shù)字電路應(yīng)盡量分開；芯片的數(shù)字地和模擬地就近接在一起。在發(fā)熱量較大的應(yīng)用場(chǎng)合，還應(yīng)采取一定的散熱措施。我們采用以上方法抗干擾設(shè)計(jì)后發(fā)現(xiàn)AD574的工作十分穩(wěn)定可靠。在充電過程中,充電器通過控制電壓或者電流來實(shí)現(xiàn)不同的充電策略。設(shè)計(jì)采用容易控制的、效率高的BUCK變換器。BUCK變換器是用PWM信號(hào)控制的通過控制PWM的占空比來控制BUCK變換器輸出電壓或者電流。BUCK變換電路如圖34所示。圖34 PUCK變換電路其中PWM由單片機(jī)提供，Vi是輸入電壓,Vo表示輸出電壓，D是二極管。BUCK變換器運(yùn)行遵循規(guī)則：當(dāng)PWM輸出高電平時(shí)，電流通過晶體管和電感到電池。在這一階段，電感吸收能量，電容被充電。當(dāng)PWM輸出低時(shí)，電感兩端的電壓反向，電流由二極管提供。電感和電容作為濾波器輸出電壓和電流。對(duì)于給定輸入電壓和輸出電壓,電感的峰峰值幅度是個(gè)的恒量。當(dāng)負(fù)載電流上升或者下降，整個(gè)鋸齒波同樣上升或者下降。為了抑制BUCK變換電路輸出級(jí)中的紋波，設(shè)計(jì)中采用濾波電路如圖35所示。圖35濾波器 充電信息采集1）電流取樣如圖36所示,為了濾除高頻噪聲干擾,電池電壓先通過一個(gè)由R7和C12構(gòu)成的RC低通濾波器。通過濾波器后,經(jīng)過多路選擇開關(guān)CD4051分路進(jìn)行采集，再通過電壓跟隨器LM258D輸入到AD574進(jìn)行采樣，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后輸入到單片機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行相應(yīng)處理。圖36 采樣電路為了降低成本,設(shè)計(jì)中對(duì)于電流采集不外加傳感器。設(shè)計(jì)中通過一個(gè)傳感電阻R4把流過電池的電流轉(zhuǎn)換成電壓再進(jìn)