【正文】 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 D0D1D2D3D4D5D6D7RSR/WENENR / WRSCS A Db e e pD0D1D2D3D4D5D6D7L E D 2L E D 1ADWRRDCS A DP W MF UZ A IK2K1S C KS D ARX DT X DL E D 2L E D 1L E Db e e pK1ADK2L E DP W MRX DT X DRDWRS D AS C KF UZ A IX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1 S TC 8 9 C 5 2C12 2 p FC23 0 p FC31 0 u FX11 2 MR11 0 k234567891R P 1D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1602RV 21 0 kV I N+6V I N7V RE F / 29CLK I N4A G ND8RD2WR3I NT 。 由于利用 C 語言開發(fā)單片機(jī)與匯編語言相比，具有易于操作、規(guī)范性好、適合模塊化處理且容易移植的優(yōu)點，所以本設(shè)計采用 C 語言作為編程語言。 正常工作時的狀態(tài)：（此時電壓 ） 其工作原理如下，單片機(jī)在軟件程序控制下，控制著各個部分硬件電路有序工作，把從模數(shù)轉(zhuǎn)換器得到的蓄電池的電壓值，用 1602 液晶去顯示，同時綠燈亮起表示系統(tǒng)正在充電。 系統(tǒng)共三種狀態(tài)：正常充電、過充、過放。果然加上虛擬電壓表，通過監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)蓄電池兩端電壓表的示數(shù)一直顯示為零，明白是 AD 轉(zhuǎn)換部分出現(xiàn)問題，然后通過修改 AD 轉(zhuǎn)換模塊的子程序，同時調(diào)整硬件引腳部分與軟件相一致，慢慢的調(diào)試，最終蓄電池兩端電壓表有了示數(shù)，液晶 1602 也正確的顯示了。 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 和自己當(dāng)初預(yù)料的一樣，在剛開始仿真時，遇到了許多的問題，如 1602 液晶不顯示，系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈指示狀態(tài)不正確等等，調(diào)試很久找不到關(guān)鍵所在。 程序調(diào)試成功后，下一步就是軟件仿真，是檢驗程序運行是否正確的關(guān)鍵所在，更是優(yōu)化系統(tǒng)所必須的。通過編寫和調(diào)試程序，深深的體會到了程序編寫的不易和艱辛，同時積累了很多的經(jīng)驗，收益匪淺。 piling 控制器移屏 .c... //編譯文件控制器移屏 .c linking... //鏈接 Program Size: data= xdata=0 code=1572 //項目大?。捍鎯臻g RAM 和ROM 的數(shù)據(jù)存儲量 creating hex file from 充放電控制器 ... // 創(chuàng)建了十六進(jìn)制的目標(biāo)文件 充放電控制器 0 Error(s), 0 Warning(s). //工程“充放電控制器”，編譯結(jié)果 ， 0 錯誤， 0 警告 。 //創(chuàng)建目標(biāo) 39。最終在顯示輸出信息窗口出現(xiàn)了一下信息： Build target 39。當(dāng)然在編寫程序進(jìn)行軟件實現(xiàn)過程中，遇到的第一個問題就是：程序的調(diào)試。通過仿真可以看出系統(tǒng)硬件設(shè)計的不合理部分，以方便改善使得系統(tǒng)更加合理；同時更重要的是驗證自己編寫的軟件程序是否已經(jīng)實現(xiàn)其功能，完成了相應(yīng)的設(shè)計要求和設(shè)計任務(wù)。由于單片機(jī)的處理速度很快，因此很容易實現(xiàn)循環(huán)檢測，做到對蓄電池狀態(tài)的實時監(jiān)控。并根據(jù) AT24C02 字節(jié)寫入方式，結(jié)合 CI2 總線時序圖，軟件中實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)存儲的流程圖如圖 48 所示。 delay1()。 delay1()。 delay1()。 啟動信號的程序如下：在 SCL 為高電平期間， SDA 一個下降沿為啟動信號。 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 開 始初 始 化 設(shè) 置讀 取 A D 轉(zhuǎn) 換 模 塊 處 理 結(jié)果 ， 得 到 實 際 電 壓 值分 離 出 十 位 、 個 位 和 十分 位 ， 送 給 1 6 0 2 液 晶具 體 位 置 顯 示調(diào) 用 寫 命 令 函 數(shù) ， 定 位第 一 行 顯 示 的 數(shù) 據(jù) 指 針調(diào) 用 寫 數(shù) 據(jù) 函 數(shù) ， 進(jìn) 行第 一 行 數(shù) 據(jù) 顯 示調(diào) 用 寫 命 令 函 數(shù) ， 定 位第 二 行 顯 示 的 數(shù) 據(jù) 指 針調(diào) 用 寫 數(shù) 據(jù) 函 數(shù) ， 進(jìn) 行第 二 行 數(shù) 據(jù) 顯 示移 屏 顯 示結(jié) 束 圖 45 電壓顯示流程圖 S C LS D A啟 動 信 號 S 4 u s 4 . 7 u sS C LS D A 4 u s 4 . 7 u s終 止 信 號 P4 u sS C LS D A應(yīng) 答 信 號S C LS D A初 始 化 信 號 圖 46 CI2 總線模擬時序圖 按照時序圖，設(shè)計中為了模擬 CI2 總線通信，寫出了幾個關(guān)鍵部分的程序：總線初始化、啟動信號、應(yīng)答信號、停止信號等。 由于 STC89C52 單片機(jī)沒有 CI2 總線接口，所以使用時要先通過軟件模擬CI2 總線的工作時序，正確的調(diào)用函數(shù)就可方便的擴(kuò)展 CI2 總線接口部件。本設(shè)計用常見E2PROM 器件 AT24C02 作為存儲器對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存記錄。 按照 1602 液晶的寫操作時序圖，結(jié)合硬件連接電路，軟件設(shè)計中電壓顯示模塊的流程圖如圖 45 所示。 關(guān)于時序圖中的各個延時，不同廠家生產(chǎn)的液晶延時不同，不過大多數(shù)基本為納秒級，而單片機(jī)操作最小單位為微秒級，因此在寫程序是可不做延時，不過為了使液晶運行穩(wěn)定 ，最好做簡短延時即可。 （ 3）將數(shù)據(jù)或命令送到達(dá)數(shù)據(jù)線上。寫數(shù)據(jù)是指要顯示什么內(nèi)容。 1602 的基本時序如下： 讀狀態(tài) 輸入： RS=L, WR/ =H, E=H 輸出： DO~D7=狀態(tài)字 讀數(shù)據(jù) 輸入： RS=H, WR/ =H, E=H 輸出：無 寫指令 輸入： RS=L, WR/ =L, DO~D7=指令碼， E=H 高脈沖 輸出： DO~D7=狀態(tài)字 寫數(shù)據(jù) 輸入： RS=H, WR/ =L, DO~D7=數(shù)據(jù)， E=H 高脈沖 輸出：無 作為顯示用的芯片，通常對其進(jìn)行寫操作， 1602 液晶寫操作時序圖如圖 44所示。//寫一個字符后地址指針加 1 write_(0x01)。 //設(shè)置 16X2 顯示 ,5X7 點陣 ,8 位數(shù)據(jù)接口 write_(0x0c)。首先關(guān)閉使能，防止開始時顯示亂碼，同時為以后高脈沖寫入數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備。下面就 1602 的初始化指令和操作時序進(jìn)行介紹。 開 始C S 置 低片 選 芯 片W R 置 低啟 動 A D 轉(zhuǎn) 換NN轉(zhuǎn) 換 完 成 ？Y延 時 等 待N結(jié) 束R D 置 低 電 平讀 使 能讀 取 A D轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果轉(zhuǎn) 換 成實 際 電 壓 值 圖 43 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 顯示模塊 1602 液晶寫操作時序圖 通過電壓采集轉(zhuǎn)換子程序，通過單片機(jī)處理就可以得到蓄電池的實際電壓值，本設(shè)計用液晶 1602 作顯示器來進(jìn)行顯示。由于 ADC0804 的轉(zhuǎn)換時間很短，本設(shè)計未用中斷讀取 A/D 的數(shù)據(jù)，而是在啟動 A/D 轉(zhuǎn)換后，稍等一會第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 時間（程序中用延時函數(shù)實現(xiàn)），直接讀取 A/D 的數(shù)字輸出口即可。 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 芯片的時序 圖是對芯片的操作的關(guān)鍵依據(jù)。在 INTR 變?yōu)榈碗娖胶?，?CS、RD 同時來低電平，則數(shù)據(jù)鎖存器的三態(tài)門打開，把數(shù)字信號送出，此時直接讀取數(shù)字端口數(shù)據(jù)，便可得到轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。時序圖如圖 42 所 示。 蓄電池電壓的采集、轉(zhuǎn)換顯示 和 異常數(shù)據(jù)的存儲 都在測控子程序中進(jìn)行 ，第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng) 應(yīng)用 主 程序采用模塊化結(jié)構(gòu) ，首先完成初始化，然后就開始按順序調(diào)用各個模塊子程序，通過系統(tǒng)自檢和控制指令來實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和電路控制，有效的控制蓄電池充放電。 系統(tǒng)主程序設(shè)計 系統(tǒng) 主程序流程圖如圖 41 所示 。系統(tǒng)軟件主要完成 蓄電池電壓 采集 轉(zhuǎn)換 ， PWM 脈沖充電控制、 實時LCD 顯示， 異常 報警 等。第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 第四章 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計采用 C 語言來實現(xiàn)，受 C 語言模塊化編程設(shè)計思想的啟發(fā)， 本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計思路，即整個控制軟件由許多獨立的 子 程序 （子函數(shù)） 模塊組成，它們之間通過 函數(shù)調(diào)用實現(xiàn) 連接。 系統(tǒng) 總機(jī) 電路圖 本章對充放電控制器的原理以及具體的硬件實現(xiàn)電路進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對電路中使用到的芯片也予以描述，使讀者通過閱讀可以清晰的明白控制器的設(shè)計思路和實現(xiàn)過程 。 CAP 1+1RRIN28CAP6CAP 25CAP 13CAP +2CAP 2+4RTOUT27ROUT29TIN210TIN111ROUT112RRIN113RTOUT114GND15VCC16U6MAX232C12CapC11CapC14CapC13CapVCC(+5v)TXDRXD162738495J1DB9C10Cap 圖 314 串口通信電路 設(shè)計中 T1IN 連接 CMOS 電平的單片機(jī)的串行發(fā)送端； T1OUT 連接電腦的RS232C 串口的接收端 PCRXD；同理， R1IN 連接電腦的 RS232C 串口的發(fā)送端 PCTXD； R1OUT 連接 CMOS 電平的單片機(jī)的串行接收端。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v） 圖 313 MAX232 的引腳圖 按照串行通信原理，根據(jù) RS232 串口協(xié)議和 MAX 232 芯片的引腳功能，第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 結(jié)合 STC89C52 單片機(jī)串行中斷方式，本設(shè)計采用串口方式 1（ 10 位數(shù)據(jù)的異步通信）來構(gòu)建串口通信電路。 TTL/CMOS 電平從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 電平從 T1OUT、 T2OUT送到電腦 DB9 插頭； DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 其中 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。其引腳圖如圖 313 所示。 其主要特點： （ 1）符合所有的 RS232C 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ 2）只需要單一 +5V 電源供電 （ 3） 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 電壓 V+、 V （ 4）功耗低，典型供電電流 5mA （ 5）內(nèi)部集成 2 個 RS232C 驅(qū)動器 （ 6）內(nèi)部集成兩個 RS232C 接收器 （ 7） 高集成度，片外最低只需 4 個電容即可工作。而且系統(tǒng)采用易于實現(xiàn)的異步串行通信方式，用最簡單也最實用的奇偶校驗作為串行通信錯誤校驗方式。 本設(shè)計中加入串行通信電路的目的主要有三個：一是方便給單片機(jī)下載程序；二是使控制器具