【正文】 。 而且其程序采用 C 語(yǔ)言編程，具有匯編語(yǔ)言編程所不可比擬的優(yōu)勢(shì)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。結(jié)合本次的設(shè)計(jì)，我也需了解控制芯片 AT89C51 的相關(guān)知識(shí)，特別是它的智力指令系統(tǒng)，而之前我們只學(xué)習(xí)過 51 系列單片機(jī)，所以對(duì)于這一部分也是相當(dāng)?shù)闹匾? 此次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是“ 基于 AT89C51 單片機(jī)智能充電器 電源和顯示設(shè)計(jì) ”， 一開始拿到這個(gè)課題確實(shí)也是一頭的霧水，不知道該如何的下手，也就在畢業(yè)設(shè)計(jì)的開始階段， 朱 老師為我們指出了此課題的大概方向和需要查閱的相關(guān)書籍以及在后面會(huì)遇到的主要問題，當(dāng)時(shí)可謂受益頗多。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 32 第 五 章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在自己的努力，同學(xué)的幫助，老師的指點(diǎn)下已全部完成，結(jié)果重要，過程也很珍貴，因?yàn)楹玫慕Y(jié)果必然得經(jīng)過一個(gè)艱辛的過程，而從這個(gè)堅(jiān)信的過程中我獲得了珍貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，仔細(xì)認(rèn)真的總結(jié)將對(duì)自己是個(gè)質(zhì)的提升。若電池電壓已經(jīng)到達(dá)充電終止電壓，則等待負(fù)載的接入進(jìn)行放電；同樣若電池電壓己經(jīng)達(dá)到是 是 否 檢查電池是否正常 放電終止電壓（電池電壓）充電終止電壓？ 接上充電器 報(bào)警 /關(guān)閉電路 放電終止電壓 ? 接上充電器 接上負(fù)載 否 否 初始化 否 否 是 是 是 否 開始 恒流恒壓充電 接上負(fù)載 充電完成 放電 放電完成 是 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 31 放電終止電壓，則等待充電機(jī)的接入以進(jìn)行充電。此時(shí)電路將判斷接上充電機(jī)還是接上負(fù)載，以進(jìn)行相應(yīng)的充電和放電。如正常則進(jìn)入下一步，否則報(bào)警并關(guān)閉電路。由于一個(gè)漢字每一列有 16 字節(jié)，則當(dāng)一頁(yè)的 16 列顯示完，只相當(dāng)于顯示的漢字的上半部分，則再次跳到下一頁(yè)的初始位，進(jìn)行漢 字下半部分的顯示，值到 16 列顯示完成，才表示一個(gè)漢字全部顯示結(jié)束。 智能型充電器 電池： 電壓： V 節(jié)數(shù)； 電流： A 狀態(tài)： 溫度： ℃ 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 27 系統(tǒng)程序流程圖 首先畫出了程序流程圖，后面根據(jù)次流程圖具體設(shè)計(jì)程序，現(xiàn)具體分析如下： (一 )主程序流程 : （ 1） 圖 42 主程序流程圖 按 鍵 調(diào) 節(jié) 采樣 V、 A、 T 顯示 V、 A、 T 充滿？ 結(jié) 束 Y N 初 始 化 采 集 電 池 電 壓 ＞ 0 開 始 Y 有 電 池 無 電 池 等 待 掃 描 按 鍵 有鍵按下？ Y N N 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 28 (二 )控制程序流程圖 要想在液晶模塊上顯示一個(gè) 字符或漢字，首先必須得對(duì)控制字進(jìn)行寫指令代碼、寫顯示數(shù)據(jù)和讀顯示數(shù)據(jù) 3項(xiàng)操作。 液晶顯示的第一行為“智能型充電器”，由左起第四列開始顯示，這樣正好左右平均分配。必須注意的是，進(jìn)行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會(huì)讀出所要讀的 單元中的數(shù)據(jù)。操作完成后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加 1。 頁(yè)面地址的設(shè)置和列地址的設(shè)置將顯示存儲(chǔ)器單元唯一的確定下來，為后來的顯示數(shù)據(jù)的讀／寫作了地址的選通。 5. 列地址設(shè)置指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 顯示列地址 ( 0~63 ) 該指令設(shè)置了 Y 地址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容， C5~C0=0~3FH( 1~64 )代表了某一頁(yè)面上的某一個(gè)單元地址，隨后的一次讀或?qū)憯?shù)據(jù)將在這個(gè)單元上進(jìn)行。 HD61202 將顯示存儲(chǔ)器分成8 頁(yè)，指令代碼中 P2P0 就是要確定當(dāng)前所要選擇的頁(yè)面地址，取值范圍為 07H,代表第 18 頁(yè)。如果定時(shí)間隔地，等間距地修改( 如加 1 或減 1)顯示起始行寄存器的內(nèi)容，則顯示屏將呈現(xiàn)顯示內(nèi)容向上或向下平滑滾動(dòng)的顯示效果。 3. 顯示起始行設(shè)置指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 1 顯示起始行 ( 063 ) 該指令設(shè)置了顯示起始行寄存器的內(nèi)容。當(dāng) D=1 為開顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器正常工作，顯示屏上呈現(xiàn)所需的顯示效果。 2. 顯示開關(guān)指令 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 25 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 該指令設(shè)置顯示開／關(guān)觸發(fā)器的狀態(tài)，由此控制顯示數(shù)據(jù)鎖存器的工作方式，從而控制顯示屏上的顯示狀態(tài)。只有在 BUSY=0 時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì) HD61202 的操作才能有效，因此計(jì)算機(jī)在每次對(duì) HD61202 操作之前，都要讀出狀態(tài)字以判斷 BUSY 是不為“ 0”。當(dāng) RST為低電平狀態(tài)時(shí)， HD61202 處于復(fù)位工作狀態(tài)， RESET=1；當(dāng) RST 為高電平狀態(tài)時(shí)， HD61202 為正常工作狀態(tài)， RESET=0。 ON/OFF=1 表示關(guān)顯示狀態(tài)； ON/OFF=0 表示開顯示狀態(tài)。 BUSY=0 表示 HD61202 接口電路已處于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)，等待計(jì)算機(jī)的訪問。 BUSY=1 表示 HD61202 正在處理計(jì)算機(jī)發(fā)來的指令或數(shù)據(jù)。下面是各個(gè)指令的功能： 1. 讀狀態(tài)指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 BUSY 0 ON/OFF REST 0 0 0 0 狀態(tài)字是計(jì)算機(jī)了解 HD61202 及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器 當(dāng)前狀態(tài)，或是 HD61202及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器向計(jì)算機(jī)提供其內(nèi)部狀態(tài)的唯一的信息渠道。 KS0108B 及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器 ( HD61202 )的指令系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，一共只有 7條指令，從作用上可分為兩類。 LCD 模塊的指令說明 要完成顯示程序的設(shè)計(jì)，必須了解 LCD 液晶模塊的指令系統(tǒng)。但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器 (如 HD61202)來說，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。這就是 LCD顯示的基本 原理。結(jié)合以上知識(shí)具體顯示原理如下： ( 1 ) 線段的顯示 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M*N個(gè)顯示單元組成，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)。當(dāng)去掉電場(chǎng)后液晶分子又恢復(fù)取扭曲結(jié)構(gòu)。 LCD 本身不發(fā)光只是調(diào)節(jié)光的亮度，目前市面上的 LCD 顯示器都是利用液晶的扭曲一向列效應(yīng)制成，這是一種電場(chǎng)效應(yīng)，夾在兩片導(dǎo) 電玻璃電極間的液晶經(jīng)過一定處理，它內(nèi)部的分子呈直角扭曲，當(dāng)線性偏振光透過其偏振面便會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)直角。 (7) 對(duì)于一些復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)，可以通過移植 (或 C編譯器提供 )的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 23 來實(shí)現(xiàn)。 C 編譯器能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和恢復(fù)，并且提供常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)，供用戶使用。 (5) 匯編語(yǔ)言的可移植性很差，而 C語(yǔ)言只要將一些與硬件相關(guān)的代碼作適當(dāng)?shù)男薷?，就可以方便地移植到其它種類的單片機(jī)上。 (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。 (3) 可以實(shí)現(xiàn)軟件的結(jié)構(gòu)化編程，使得軟件的邏輯結(jié)構(gòu)變得清晰、有條理、便于開發(fā)小組計(jì)劃任務(wù)、分工合作。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)。 C 語(yǔ)言開發(fā)單片機(jī)的優(yōu)勢(shì) 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。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 22 第 四 章 軟件設(shè)計(jì) 由于本人主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)軟件部分，而本人之前對(duì) C語(yǔ)言這門課的學(xué)習(xí)不是非常的精通，因此在著手本章之前本人對(duì) C語(yǔ)言以及 AT89C51 單片機(jī)與 C語(yǔ)言編程方面的書籍做了認(rèn)真仔細(xì)的回顧、學(xué)習(xí)和再研究，這樣才對(duì)下面設(shè)計(jì)工作的開展打下了基礎(chǔ)。從焊下來的結(jié)果來看，焊點(diǎn)還可以，也算比較美觀，最關(guān)鍵的是沒有短路的情況發(fā)生。焊接通常要求：①焊點(diǎn)接觸良好，尤其避免虛焊的產(chǎn)生；②焊點(diǎn)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以保證被焊點(diǎn)不致滑落；③焊點(diǎn)表面應(yīng)美觀，有光澤。 接下來是焊接的工作，這 部分相對(duì)來說并不陌生，在大二時(shí)曾進(jìn)行過電子課程的實(shí)習(xí)，主要就是完成收音機(jī)的焊接。 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，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)布置元件，就是將元件合理地分布在電路板上。 (3)使用 Design/Netlist 菜單，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表。 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。所謂網(wǎng)絡(luò)表就是元件名、封裝、參數(shù)及元件之間的連接表，遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 21 通過該表可以確認(rèn)各個(gè)元件和它們之間的關(guān)系。給出檢查報(bào)告，若有錯(cuò)誤則要根據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行改正。 本次設(shè)計(jì)所用的主要元件屬性如下： 表 31主要元件表 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 單片機(jī) U1 DIP40 AT89C51 LCD J2 DIP20 LCD 模塊 電阻 R RES2 電容 C CAP 鎖存器 U5 DIP20 74LS245 NPN 三極管 Q TO46 2N2222A 晶體 X XTAL1 XTAL 通用運(yùn)放 U2A， U2B DIP8 LM358 (5) 檢查原理圖。包括元件名、參數(shù)、封裝圖等。 (4) 編輯和調(diào)整。 (3) 原理圖布線。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)置主要包括圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格 、模板設(shè)置等。 在這里主要用它來繪制電路原理圖和生成印制電路板。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 19 5 .1 k 5 .1 K5 .1 K 6 8K5 .1 KL M 3 241 04GND5 .1 k 5 .1 K5 .1 K 6 8K5 .1 KL M 3 241 04GNDE A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10A T 89 C 5 1CCSDCS5 .1 k 5 .1 K5 .1 K 6 8K5 .1 KA R ?O P A M P1 04GNDY1GNDS1S2 GND遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 20 第 三 章 PROTEL99 的應(yīng)用簡(jiǎn)介 經(jīng)過 前面的努力，智能充電器硬件電路的設(shè)計(jì)在本人及同組人的共同努力下已經(jīng)完成，接下來便是根據(jù)前面的設(shè)計(jì)用軟件畫出其原理圖并生成ＰＣＢ板。 智能充電器的信息顯示 以 AT89C51 為核心構(gòu)成的信息顯示模塊可通過 I2C總線與 4路充電管理