【正文】 Atmega16L的存儲器 AVR結(jié)構(gòu)有兩個主要的存儲空間：數(shù)據(jù)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(shù) 據(jù)。使用 ADC時應(yīng)通過一個低通濾波器與 VCC相連。 AVCC AVCC是端口 A與 A/D轉(zhuǎn)換器的電源。 XTAL1 反向振蕩放大器與片內(nèi)時鐘操作電路的輸入端。 RESET 復(fù)位輸入引腳。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。 端口 D((PD7～ PD0) 端口 D 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口 C 處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口 B 處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過程中， 即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口 A 處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。 第二節(jié) 硬件電路主要芯片 ATmega16L 主要引腳說明 以下是 ATmega16L的引腳配置： 圖 23 ATmega16L 芯片引腳 引腳說明： VCC 數(shù)字電路的電源 GND 地 端口 A(PA7～ PA0) 端口 A 作為 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。電位器用于顯示對比度的調(diào)節(jié)。電路圖如圖 22所示。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。電位器用于顯示對比度的調(diào)節(jié)。 (一 ) 直接訪問方式 數(shù)據(jù)總線 GND +5V 電位器 負電源 1 3 2 74LS00 A11 A10 A9 A8 MPU 圖 21 直接訪問方式電路圖 LCM 接口 直接訪問方式就是將液晶顯示模塊的接口作為存儲器或 I/O設(shè)備直接掛在單PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 RD WE DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 GND VCC V0 E /CSA /CSB R/W D/I 10K 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 18 片機總線上，單片機以訪問存儲器或 I/O 設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。 第一節(jié) 液晶顯示模塊兩種訪問方式接口電路的 選擇 單片機與液晶顯示模塊之間的連接方式分為直接訪問方式和為間接控制方式兩種。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 17 第二章 硬件電路設(shè)計 經(jīng)過前面對充電器原理、液晶模塊、 ATmega16L 等的總體了解和掌握以及對各種元器件和電路圖的分析和比較后，現(xiàn)在就可以開始進入硬件電路的設(shè)計了。 最后數(shù)周 寫畢業(yè)設(shè)計論文，完成全部畢業(yè)設(shè)計。 2. 編寫顯示程序。 2. 熟悉繪圖軟件 Protel99 的使用。 第 3~8 周 1. 自學(xué)這次課題所涉及的相關(guān)內(nèi)容，包括 C 語言基礎(chǔ)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(guān)內(nèi)容。這次畢業(yè)設(shè)計，就不 得不花大量的時間在這些基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)上。在大一時就曾接觸過 C 語言，由于時間較短，重視程度不夠，后來又一直沒用過，只能對它有一個大概的了解。 (4) 手工焊接和 ICCAVR 編譯器的應(yīng)用。 (2) 設(shè)計電源電路。 (3)體積小，重量輕 (4)功率消耗小 液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC 上，因此耗電量 比其南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 15 它顯示器要小得多。 在單片機系統(tǒng)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(zhì)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(zhì)高而且不會閃爍。 液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊作為便攜式儀表的通用器件，在單片機系統(tǒng)的開發(fā)過程中也可以作為常用的程序和電路模塊進行整體設(shè)計。 8位和 16 位的計數(shù)器定時器 (C/T)，可作比較器、計數(shù)器、外部中斷和PWM（也可作 D/A ）用于控制輸出。 ~,電源抗干擾性能強。具有 32 個通用作寄存器 (相當于 8051 中的 32 個累加器 )，克服了單一累加器數(shù)據(jù)處理造成的瓶須現(xiàn)象， 128~4K 字節(jié) SRAM 可靈活使用指令計算，并可用功能很強的 C語言編程，易學(xué)、易寫、易移植?？啥啻尾翆懙?FLASH 具有多重密碼保護鎖死 (LOCK)功能，因此可低成本高速度地完成產(chǎn)品商品化，并且可多次更改程序 (產(chǎn)品升級 )而不必浪費 1C 或電路板，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量及競爭力。當執(zhí)行某一指令時，下一指令被預(yù)先從程序存儲器中取出，這使得指令可 以在每一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行。AVR 的指令執(zhí)行速度可達 50ns (20MHz)。 AVR 的數(shù)據(jù)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。 AVR 單片機的主要特點如下： 10000 次以上的 Flash 程序存 儲器。 (9) 工作電壓： － 。 (7) 片內(nèi) / 片外中斷源。 (5) 32個可編程的 I/O引線， 40引腳 PDIP封裝。 1K字節(jié)的片內(nèi) SRAM， 可以對鎖定位進行編程以實現(xiàn)用戶程序的加密。 具有獨立鎖定位的可選 Boot代碼區(qū)，通過片上 Boot程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程。其功能特性如下： (1) 8 位 CPU。本次設(shè)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。同時，由 32 個通用工作寄存器所構(gòu)成的寄存器組被雙向映射，因此，可以采用讀寫寄存器和讀寫片內(nèi)快速 SRAM 存儲器兩種方式來訪問 32 個通用工作寄存器。 由于 AVR 單片機采用了 Harvard 結(jié)構(gòu)，所以它的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是分開組織和尋址的。在其他的 CISC 以及類似的 RISC 結(jié)構(gòu)的單片機中，外部振蕩器的時鐘被分頻降低到傳統(tǒng)的內(nèi)部指令執(zhí)行周期，這種分頻最大達 12倍(8051)。為了對目標代碼大小、性能及功耗進行優(yōu)化， AYR 單片機的結(jié)構(gòu)中采用了大型快速存取寄存器組和快速的單周期指令系統(tǒng)。 為了縮短產(chǎn)品進入市場的時間，簡化系統(tǒng)的維護和支持，對于由單片機組成的嵌入式系統(tǒng)來說，用高級語言編程已成為一種標準編程方法。 精簡指令集 RISC 結(jié)構(gòu)是 20 世紀 90年代開發(fā)出來的，綜合了半導(dǎo)體案成技術(shù)和軟例 性能的新結(jié)構(gòu)。由于 8051 本身結(jié)構(gòu)的先天 性不足和近年來各種采用新型結(jié)構(gòu)和新技術(shù)的單片機的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)在的單片機市場是百花齊放。 主要芯片的選擇 ATMEL 公司是世界上有名的生產(chǎn)高性能、低功耗、非易失性存儲器和各種數(shù)字模擬 IC 芯片的半導(dǎo)體制造公司。當充 電電流下降到生產(chǎn)商設(shè)定的最小電流時就要停止充電。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)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。 NiMH 電池的自放電率大概為 20%/ 月。由于過充電會造成 NiMH 電池的失效，在充電過程中進行精確地測量以在合適的時間停止是非常重要的。 鎳氫電池 (NiMH) 在輕重量 的手持設(shè)備中如手機、手持攝象機，等等鎳氫電池是使用最廣的。一旦單元電壓下降到 就必須停機。在電池包里第一個被完全放電的單元會發(fā)生反轉(zhuǎn)。典型的 NiCd 電池可以充電 1000 次。 鎳鎘電池 (NiCd) NiCd 電池目前使用得很普遍。 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。 現(xiàn)代消費類電器主要使用如下四種電池： ? 密封鉛酸電池 (SLA) ? 鎳鎘電池 (NiCd) ? 鎳氫電池 (NiMH) ? 鋰電池 (LiIon) 在正確選擇電池和充電算法時需要了解這些電池的背景知識。在快速充電時這將使電池快速升溫，若不及時停止充電就會造成電池的損壞。一些電能轉(zhuǎn)化成了熱能，對電池起了加熱的作用。能量以化學(xué)反應(yīng)的方式保存了下來。若涓流充電時電流為 C/40，則充電電流即為電池容量除以 40。最大充電電流往往以電池容量的數(shù)值來表示。 充電方法 SLA 電池和鋰電池的充電方法為恒定電壓法要限流； NiCd 電池南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 11 和 NiMH 電池的充電方法為恒定電流法，且具有幾個不同的停止充電的判斷方法。 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(xué)反應(yīng)將能量存儲到化學(xué)系統(tǒng)里實現(xiàn)的，由于使用的化學(xué)物質(zhì)的不同，電池的特性也不同，其充電的方式也不大一樣。而其他方案為了達到此目的，可能需要外部的 ADC，不但占用 PCB 空間，也提高了系統(tǒng)成本。 EEPROM 可用于保存標定系數(shù)和電池特性參數(shù)，如保存充電記錄以提高實際使用的電池容量。由于程序存儲器為 Flash，因此可以不用象 MASK ROM一樣，有幾個軟件版本就庫存幾種型號。因此，智能型充電電路通常包括了 恒流／恒壓控制環(huán)路、電池電壓監(jiān)測電路、電池溫度檢測電路、外部顯示電路 (LED 或 LCD 顯示 )等基本單元。 目前，市場上賣得最多的是旅行充電器，但是嚴格從充電電路上分析，只有很少部分充電器才能真正意義上被稱為智能充電器，隨著越來越多的手持式電器的出現(xiàn)，對高性能、小尺寸、輕重量的電池充電器的需求也越 來越大。由于使用的化學(xué)物質(zhì)的不同，電池有自己的特性。目前各種電器使用的充電電池主要有鎳鎘電池（ NiCd）、鎳氫電池（ NiMH）、鋰電池（ LiIon） 和密封鉛酸電池（ SLA）四種類型。 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。電池技術(shù)的持續(xù)進步也要求更復(fù)雜的充電算法以實現(xiàn)快速、安全的充電。 C 代碼似的 設(shè)計很容易進行調(diào)整以適合當前 和未來的電池， 而 本次智能型充電器顯示程序的編寫 則就 是用 C語言寫的。而其他方案為了達到此目的，可能需要外部的 ADC，不但占用 PCB 空間，也提高了系統(tǒng)成本。 EEPROM 可用于保存標定系數(shù)和電池特性參數(shù)，如保存充電記錄以提高實際使用的電池容量。由于程序存儲器為 Flash，因此可以不用象 MASK ROM一樣， 有幾個軟件版本就庫存幾種型號。 AVR 已經(jīng)在競爭中領(lǐng)先了一步，被證明是下一代充電器的完美控制芯片。電池技術(shù)的持續(xù)進步也要求更復(fù)雜的充電算法以實現(xiàn)快速、安全的充電。最后對我所開發(fā)的用單片機實現(xiàn) LCD液晶顯示器控制原理的設(shè)計思想和軟、硬件調(diào)試作了詳細的論述。其次闡述了程序的流程和實現(xiàn)過程。使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運作。本系統(tǒng)是以單片機的基本語言匯編語言來進行軟件設(shè)計，指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。本文對基于單片機的 LCD液晶顯示器控制系統(tǒng)進行了研究。最后對我所開發(fā)的用單片機實現(xiàn) LCD液晶顯示器控制原理的設(shè)計思想和軟、硬件調(diào)試作了詳細的論述。其次闡述了程序的流程和實現(xiàn)過程。使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運作。本 系統(tǒng)是以單片機的基本語言匯編語言來進行軟件設(shè)計，指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。本文對基于單片機的 LCD液晶顯示器控制系統(tǒng)進行了研究。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。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。 南 京 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 題 目： 智能型充電器的電源和顯示的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的