【正文】 顯示出具體的位置。假設(shè)定義從最左上角開始顯示，則先從上到下顯示第 0 頁的第一列，依次從左向右開始顯示。向液晶模塊顯示一個漢字的過程就是：由液晶屏顯示區(qū)的指定字符行的指定列開始，連 續(xù)輸出該字符對應(yīng)的字符庫中的 16 個列數(shù)據(jù)，如果是顯示字符，則輸出 8個列數(shù)據(jù)即可。 在本模塊中，每個漢字的大小是 16 16 點(diǎn)陣，而每個字符的大小是 8 16點(diǎn)陣，即字符的寬度為漢字的 1/2。因此在訪問控制器之前，一定要判斷控制器的當(dāng)前狀態(tài)。 要想在液晶模塊上顯示一個漢字或字符，需要 3個最基本的控制操作：分別向 3 個控制器寫指令代碼、寫顯示數(shù)據(jù)和讀顯示數(shù)據(jù)。不同的顯示原理使得這兩種 LCD的指令系統(tǒng)、接口和功能等是不相同的，各有優(yōu)缺點(diǎn)，但結(jié)合到本次設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，經(jīng)過比較還是選用點(diǎn)陣型 LCD。隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展， LCD顯示器的規(guī)格眾多，其 專用驅(qū)動芯片也相互配套，使 LCD在控制和儀表系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用提供了極大的方便。復(fù)位寄存器為 1時 MCU復(fù)位。掉電檢測復(fù)位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測復(fù)位門限Vpot時 MCU即復(fù)位?？撮T狗計(jì)數(shù)器溢出時，將產(chǎn)生一個晶振的復(fù)位脈沖。 Vcc RESET Vrst TIMEOUT tTOUT INTERNAL RESET 圖 27 外部復(fù)位時序圖 (3) 看門狗復(fù)位。 Vcc Vpot Vpot RESET Vrst Vrst TIMEOUT INTERINAL tTOUT tTOUT RESET 圖 25 RESET引腳與 VCC相連時， 圖 26 RESET引腳由外部控制時 , 單片機(jī)的復(fù)位電平 單片機(jī)的復(fù)位電平 (2) 外電復(fù)位。 電源電壓低于上電復(fù)位門限 Vpot時， MCU復(fù)位。 Atmega16L的時鐘電路 單片機(jī)的時鐘用于產(chǎn)生工作所需要的時序， 其連接電路如下圖： 圖 24 晶體振蕩器連接圖 XTAL1 與 XTAL2 分別為用作片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入和輸出，考慮到其最大頻率不超過 8MHz， 這里選用的晶振為 。 EEPROM 的壽命至少為 100,000 次擦除周期。 (3) ATmega16L 包含 512 字節(jié)的 EEPROM 數(shù)據(jù)存儲器。 (2) 數(shù)據(jù)存儲器的尋址方式分為 5種：直接尋址、帶偏移量的間接尋址、間接尋址、帶預(yù)減量的間接尋址和帶后增量的間接尋址。 Atmega16L的程序存儲 器為 13位，因此可以尋址 8K的存儲器空間。用戶程序的安全性要根據(jù)Flash程序存儲器的兩個區(qū)： 引導(dǎo) (Boot) 程序區(qū)和應(yīng)用程序區(qū)，分開來考慮 。 (1) Atmega16L具有 16K字節(jié)的在線編程 Flash， 用于存儲程序指令代碼。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 18 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 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 17 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(jī)通過對這些接口的操作，以達(dá)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(fù)電源 1 3 2 74LS00 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(jì)說明書 (論文 ) 15 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)備直接掛在單片機(jī)總線上，單片機(jī)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(jī)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(jì)說明書 (論文 ) 14 第二章 硬件電路設(shè)計(jì) 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(jìn)入硬件電路的設(shè)計(jì)了。 最后數(shù)周 寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，完成全部畢業(yè)設(shè)計(jì)。 2. 編寫顯示程序。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 13 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(jī)（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(jì)，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(jì)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 比其它顯示器要小得多。 在單片機(jī)系統(tǒng)中使用液晶顯示模塊作為輸出器件有以下優(yōu)點(diǎn) : (1)顯示質(zhì)量高 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 12 液晶顯示器每一個點(diǎn)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(jī)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(jìn)行整體設(shè)計(jì)。 8位和 16 位的計(jì)數(shù)器定時器 (C/T)，可作比較器、計(jì)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(qiáng)。具有 32 個通用作寄存器 (相當(dāng)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(jì)算，并可用功能很 強(qiáng)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(hù)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(fèi) 1C 或電路板，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量及競爭力。當(dāng)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(dá) 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(jī)。 AVR 單片機(jī)的主要特點(diǎn)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(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密。 具有獨(dú)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(jì)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(jī)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(jī)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(dá) 12倍(8051)。為了對目標(biāo)代碼大小、性能及功耗進(jìn)行優(yōu)化， AYR 單片機(jī)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(jìn)入市場的時間，簡化系統(tǒng)的維護(hù)和支持，對于由單片機(jī)組成的嵌入式系統(tǒng)來說，用高級語言編程已成為一種 標(biāo)準(zhǔn)編程方法。 精簡指令集 RISC 結(jié)構(gòu)是 20 世紀(jì) 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(jī)的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)在的單片機(jī)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(dāng)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。 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(jìn)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(jī)、手持?jǐn)z象機(jī)，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(jī)。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(jìn)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(fèi)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