【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 功能強(qiáng)大的的軟件集成開發(fā)環(huán)境MPLAB,可以通過(guò)網(wǎng)上下載和光盤發(fā)行兩種方式為用戶免費(fèi)提供。使能在自己的微機(jī)系統(tǒng)上對(duì) PIC 系列單片機(jī)進(jìn)行程序的創(chuàng)建，錄入，編輯以及匯編，甚至還能實(shí)現(xiàn)程序的模擬運(yùn)行和動(dòng)態(tài)調(diào)試之類的虛擬實(shí)戰(zhàn)演練，并且調(diào)試的方式可以采 用連續(xù)運(yùn)行，單步運(yùn)行，自動(dòng)單步運(yùn)行，設(shè)置斷點(diǎn)運(yùn)行等多種運(yùn)行方式。 MPLAB的功能非常豐富。 畢業(yè)論文 第 13 頁(yè) 共 66 頁(yè) MPLAB 軟件介紹 MPLAB 是一個(gè)集成了多種單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)工具軟件與一體的，功能完備的軟件包。其中的 5 種工具軟件簡(jiǎn)要介紹如下： （ 1） Project Manager（工程項(xiàng)目管理器） 工程項(xiàng)目管理器是 MPLAB 的核心部分，用于創(chuàng)建和管理工程項(xiàng)目，為開發(fā)人員提供自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便的符號(hào)化（屏幕上的指令，指令地址，常數(shù)，變量，寄存器等均用表義性和可讀性很強(qiáng)的符號(hào)代表和表識(shí)）調(diào)試工作平臺(tái)。 （ 2） MPLAB Editor（源程序編輯器） 源程序編輯器是一個(gè)全屏幕文本編輯器，用于創(chuàng)建和修改匯編語(yǔ)言源程序文件。源程序文件以純文本格式保存，其文件擴(kuò)展名為“ .asm”。 （ 3） MPASM Assembler(匯編器 ) 用于將匯編語(yǔ)言源程序文件（ .asm）匯編成機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)程序文件（ .hex） ,并負(fù)責(zé)查找語(yǔ)法錯(cuò)誤和格式錯(cuò)誤等一些淺層次簡(jiǎn)單錯(cuò)誤。 （ 4） MPLAB—SIM Software Simulator(軟件模擬器 ) 軟件模擬器是一種代替價(jià)格較貴的 Hardware Emulstor（硬件仿真器）的調(diào)試工具，也是一種非實(shí)時(shí)，非在線的純軟件的 調(diào)試工具。借助這個(gè)在微機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的工具軟件，我們可以不需要任何額外的附加硬件，僅用軟件的手段，來(lái)模方 PIC 系列單片機(jī)的指令的執(zhí)行和信號(hào)的輸入 /輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶自編單片機(jī)源程序的模擬運(yùn)行，功能條適合深層次邏輯錯(cuò)誤檢查。因此可以說(shuō)，Microchip 公司為學(xué)習(xí)和應(yīng)用 PIC 系列單片機(jī)的人們提供了一種虛擬的實(shí)戰(zhàn)環(huán)境。對(duì)于單片機(jī)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，不用花錢也可實(shí)現(xiàn)邊學(xué)邊練的夢(mèng)想；對(duì)于單片機(jī)開發(fā)者來(lái)說(shuō)，可以縮短開發(fā)周期和降低開發(fā)成本?？傊?，它是一種許多其它型號(hào)系列單片機(jī)很少配備的，性能價(jià)格比極高的程序調(diào)試工具。不過(guò)他也存 在一定的局限性：一它不能模擬 PIC16F87X 片內(nèi)少數(shù)的功能圖書的外圍模塊；它是不能幫我們查找目標(biāo)板上的電路錯(cuò)誤；三是他執(zhí)行速度慢而只能適合調(diào)試那些實(shí)時(shí)性要求不高的程序。 （ 5） MPLAB—ICD Debugger(在線調(diào)試工具 ICD 的支持程序 ) 這是一種專門與 ICD 配合使用的支持程序。 ICD 是 Microchip 公司專門 畢業(yè)論文 第 14 頁(yè) 共 66 頁(yè) 為 PIC16F87X 攝制的一種廉價(jià)在線調(diào)試工具套件。另外，還包含一些其它軟件。例如：程序模塊連接器，庫(kù)程序管理器， C 語(yǔ)言編譯器，硬件在線仿真器的支持程序，目標(biāo)程序燒錄器的支持程序，運(yùn)行于 DOS 操作系統(tǒng)下的匯編器等等。 MPLAB— ICD 在線調(diào)試工具套件及其應(yīng)用 MPLAB—ICD 是 Microchip 公司針對(duì)其 PIC 系列單片機(jī)中，近期推出的具有片內(nèi) FLASH 程序存儲(chǔ)器的 PIC16F87X 字系列單片機(jī)，所研制的一套廉價(jià)的學(xué)習(xí)和開發(fā)工具套件。 MPLAB—ICD 可以用于試驗(yàn)階段的評(píng)估和輔助調(diào)試。它既是一個(gè)編程器（即程序燒寫器），又是一個(gè)實(shí)時(shí)在線調(diào)試器。用它可以代替在單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)過(guò)程中常用的兩件工具 硬件在線實(shí)時(shí)仿真器和程序燒寫器。他利用了 PIC16F87X 片內(nèi)集成 的再現(xiàn)調(diào)試能力和 Microchip 公司的再線串行編程技術(shù)。 MPLAB—ICD 工作于 MPLAB 集成開發(fā)環(huán)境軟件包之下，其仿真頭直接連接到目標(biāo)電路板上，如同將一片PIC16F78X 插入到目標(biāo)板內(nèi)一樣去運(yùn)行用戶編制的程序。 MPLAB—ICD 的功能特點(diǎn)： （ 1）能以實(shí)時(shí)或單步方式運(yùn)行用戶程序； （ 2）斷點(diǎn)設(shè)置功能 （ 3）在線編程功能； （ 4）工作電壓范圍為： 伏 。 （ 5）可以從目標(biāo)板上獲取工作電源 。 （ 6）工作頻率范圍為 32KHZ—20MHZ。 （ 7） 可對(duì)源程序直接進(jìn)行代碼的調(diào)試； （ 8）可以工 作于 MPLAB 集成開發(fā)環(huán)境下； （ 9）以 RS232 串行接口方式與微機(jī)系統(tǒng)相連。 借助于 MPLAB—ICD 工具套件，用戶可以實(shí)現(xiàn)： 在自己設(shè)計(jì)的 PIC16F87X 的應(yīng)用電路中實(shí)行運(yùn)行和調(diào)試自己的源程序軟件調(diào)試； 用自己編制的程序來(lái)調(diào)試和檢驗(yàn)自制目標(biāo)板上的電路 硬件調(diào)試； 利用在線串行編程技術(shù)將自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)程序燒寫到插在目標(biāo)板上的 畢業(yè)論文 第 15 頁(yè) 共 66 頁(yè) PIC16F87X 單片機(jī)（又稱目標(biāo)單片機(jī)）中， 程序固化。 MPLAB— ICD 套件中包含以下幾種部件： （ 1） MPLAB—ICD 仿真頭； （ 2） MPLAB—ICD 模塊； （ 3） MPLAB—ICD 演示板； （ 4） RS232 串行通信電纜； （ 5）連接插針： 2 條 14 腳插針和 2 條 20 腳插針； （ 6） 20cm長(zhǎng)的 6 芯電纜； （ 7）包含所有 MPLAB 軟件包和文檔資料的光盤； （ 8） 171。MPLAB—ICD 用戶指南 187。的中文翻譯版本； （ 9）直流電源適配器 第 3 章 對(duì)充電器的具體設(shè)計(jì) 關(guān)于干電池的充電器 我們平常所用的可進(jìn)行充電的電池大多都為鎳鉻充電電池，一般認(rèn)為干電池是不可充的。但是只要我們根 據(jù)干電池的特點(diǎn)對(duì)它進(jìn)行必要的控制，干電池也是可重復(fù)進(jìn)行充電的，不僅節(jié)約了資源，也對(duì)環(huán)境的保護(hù)起到一定的作用。 畢業(yè)論文 第 16 頁(yè) 共 66 頁(yè) 堿性干電池的特點(diǎn) 在日常生活中，我們最常用的電池為堿性干電池。在使用過(guò)程中，電池電壓會(huì)逐漸下降，在降低到一定程度后，即使電池容量還有剩余，電池也無(wú)法繼續(xù)使用。因此在電量不足時(shí)，干電池便無(wú)法使用。 可再充干電池的條件 從理論上講，干電池是不可以充電的。但多年的實(shí)驗(yàn)證明，只要掌握以下幾點(diǎn)要素，干電池的充電再循環(huán)使用是完全可行的。 （ 1） 、電池不要太虧電：端電壓不低于 ， 短路電流不低于 300mA，太虧電會(huì)使內(nèi)阻增加，產(chǎn)生熱。 （ 2） 、充電電流控制在 一定的范圍之內(nèi) 。 （ 3） 、選擇正規(guī)廠家做工好的電池， 效果會(huì)更好。 硬件電路設(shè)計(jì) 它的特點(diǎn)是以硬件實(shí)體來(lái)體現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果。如課題要求用單片機(jī)來(lái)控制干電池充電器，這個(gè)充電器就是畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果。 設(shè)計(jì)思想 干電 池的充電器非常簡(jiǎn)單，那些用于鎳基電池的充電控制電路、充電算法、電流調(diào)節(jié)電路和計(jì)時(shí)器都不再需要。 干 電池充電器，不論是線性工作方式還是脈沖工作方式，這個(gè)電路只需要很少的程序代碼，并且可以用簡(jiǎn)單的模擬電路 實(shí)現(xiàn)。 一個(gè)優(yōu)良的 干 電池充電器應(yīng)該是安全的，也就是說(shuō)，充電電源供給充電控制電路的最大電壓不能超出 干 電池的安全電壓范圍。譬如說(shuō)，某個(gè)廠商的 干 電池可以承受的最大連續(xù)過(guò)充電電壓為 ，那么一個(gè)優(yōu)質(zhì)的充電電源就會(huì)將最大輸出電壓限定在 。 本硬件主要由 PIC12F683 單片機(jī)和可調(diào)節(jié)電流的外接電路，電源電路等幾部分外圍電路組成。 它充電過(guò)程的系統(tǒng)框圖如圖（ 1）所示： 畢業(yè)論文 第 17 頁(yè) 共 66 頁(yè) 硬件電路分析 下面所要介紹的這個(gè)充電器可對(duì)堿性干電池進(jìn)行反復(fù)充電，它一次可對(duì)一至三節(jié)的五號(hào)或七號(hào)電池同時(shí)進(jìn)行充電。它的系統(tǒng)硬件框圖如下所示： （ 1）、變壓整流濾波 交流 220V 經(jīng)整流濾波電路變換成 7V12V 交變低電壓， 整流后以脈動(dòng)電流對(duì)電池充電；整流以后在經(jīng)過(guò)一個(gè)三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器 W7805 給單片機(jī)PIC12F683 提供一個(gè)正 5V的電源，此時(shí)發(fā)光二極管 D1處于一直發(fā)光狀態(tài)，而發(fā)光二極管 D2的狀態(tài)顯示了充電器的狀態(tài)，當(dāng)電池沒(méi)充好時(shí)， D2處于一亮一滅不斷閃爍的狀態(tài)；當(dāng)電池充好時(shí)， D2滅。 （ 2），可調(diào)節(jié)電流的外接電路 外接電路的 Q1， Q2， Q3， Q4，及 LC構(gòu)成了電路的主要外圍設(shè)備，它相當(dāng)于 外接電源 被充電池 A/D部分 PWM 控制電路 充電結(jié)束 外接電源 變壓整流濾波 三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器 PWM PIC12F683 A/D 可調(diào)節(jié)電流的外接電路 電池 外接顯示 畢業(yè)論文 第 18 頁(yè) 共 66 頁(yè) 一個(gè)電流調(diào)節(jié)器，可調(diào)節(jié)給定電壓 UA 的大小。 LC濾波電路可讓定頻段的信號(hào)比較順利的通過(guò)，而對(duì)其它頻段的信號(hào)起衰減作用。 Q2， Q3 是一個(gè)跟隨器它使得輸出能夠跟隨輸入的變化而變化。 P溝道的功率 MOS 管的輸入電壓能夠控制輸出電壓。 R4 相當(dāng)于一個(gè)電流檢測(cè)裝置，控制電流的大小。 （ 3）軟件編程部分 充電器充電速度的大小和快慢是由軟件編程來(lái)控制的，當(dāng)電池的給定電壓和端電壓不符和要求 時(shí)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換后，通過(guò)改變 PWM 的參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。 充電器品質(zhì)的高低取決于電壓 A/D 轉(zhuǎn)換的精度和可靠性。 A/D 轉(zhuǎn)換器： 模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊（ A/D）具有 10 位 A/D 通道輸。 PIC12F683 具有 4個(gè)模擬輸入。所有模擬輸入通道共用一個(gè)采樣和保持電路。輸出采樣和保持與輸入轉(zhuǎn)換器相連。轉(zhuǎn)換器經(jīng)由一系列類似產(chǎn)生一個(gè)成雙的效果并將結(jié)果供給一個(gè)10 位寄存器?？捎密浖x擇單片機(jī)的正電壓 VDD或 VREF引腳上的電壓。 A/D 模塊 可利用兩個(gè)寄存器去控制 A/D 模式的功能： ADCONO。 ANSEL ANS3:ANS0 位（ ANSEL3:0）和 TRISIO 位控制著 A/D 口的管腳的運(yùn)行。TRISIO 位和輸出管腳驅(qū)動(dòng)位的復(fù)位一致，同樣， ANSEL 位和數(shù)字輸入的緩沖器復(fù)位一樣。 PIC12F683 有 4 個(gè)模擬通道， AN1 到 AN3 通道的 CHS2:CHS0 位控制與采樣保持電路相連。 畢業(yè)論文 第 19 頁(yè) 共 66 頁(yè) 在 A/D 轉(zhuǎn)換中，對(duì)于電壓參考有兩個(gè)選擇器使用 VDD或提供給 VREF的模擬電壓， VCFG位控制著電壓參考選擇，如果 VCFG置位，那末，電壓 VREF引腳就作為參考電壓，否則， VDD時(shí)參考電壓。 A/D 轉(zhuǎn)換的 TAD周期 A/D 的轉(zhuǎn)換輸出： A/D 轉(zhuǎn)換有兩種格式：左移與右移。 ADFM 控制著輸出。下圖顯示了輸出格式。 A/D 的十位轉(zhuǎn)換結(jié)果格式： PWM 方式 在脈寬調(diào)置方式中， CCP1 引腳可產(chǎn)生一個(gè) 16 位分辨率的 PWM 輸出。相應(yīng)的 TRIS 位必須清零以使 CCP1 引腳成為輸出。下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單 CCP 模式下的PWM 輸出格式。 畢業(yè)論文 第 20 頁(yè) 共 66 頁(yè) 對(duì) CCP1CON 寄存器清零將會(huì)強(qiáng)迫 CCP1PWM 輸出鎖存器為低電平，而不是端口輸入 /輸出數(shù)據(jù)鎖存器得值。 PWM 輸出有一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)（周期）和一個(gè)輸出高電平階段的時(shí)間， PWM的頻率是周期的倒 數(shù)。 PWM 輸出： 在充電過(guò)程中不斷檢測(cè)，不斷改變 PWM 的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到電池充好。 電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低、體積小、攜帶方便。 畢業(yè)論文 第 21 頁(yè) 共 66 頁(yè) 充電過(guò)程分析 電池充電狀態(tài)一般是由充電電流進(jìn)行識(shí)別的，一般認(rèn)為當(dāng)充電電流減小到最大充電電流（恒流）的 10％時(shí)可認(rèn)為電池充滿。 如原理圖所示在使用充電器時(shí)，先要判斷是否有電池放入充電器。如果要看是否有電池放入，須測(cè)量給定電壓 UA。當(dāng) P7 口的輸入電壓等于零時(shí)，即沒(méi)有電流通過(guò) R4，就可判斷出沒(méi)有被充電池放入充電器 。反之，當(dāng) P7 口的輸入電壓不為零時(shí)，即有 電流通過(guò) R4，可只有電池被放入充電器。 當(dāng)電池在被充電的過(guò)程中，主要是通過(guò)用 PIC 單片機(jī)的軟件編程來(lái)對(duì)它進(jìn)行控制。如圖所示， A 點(diǎn)為一個(gè)給定電壓， B 點(diǎn)為被充電池的端電壓。在電池的充電過(guò)程中，須反復(fù)對(duì)干電池的端電壓進(jìn)行測(cè)量，以使它達(dá)到所要充到的電壓值。在充電時(shí)，只要有外接電源， D1總處于發(fā)光狀態(tài)，而 D2在未充滿時(shí)總處于一亮一滅的狀態(tài)，當(dāng)電池充好時(shí)， D2處于一直熄滅狀態(tài)。 電池充電狀態(tài)是由充電電流進(jìn)行識(shí)別的，一般認(rèn)為當(dāng)充電電流減小到最大充電電流（恒流）的 10％時(shí)可認(rèn)為電池充滿。為了檢測(cè)充電電流，在電流回路中竄入一電阻 R3，使流經(jīng) R3 的電流變化轉(zhuǎn)換成電壓變化。電壓