【正文】 接口的軟、硬件調(diào)試。本文撰寫的主導(dǎo)思想是軟、硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來進行各功能模塊的編寫。 關(guān)鍵詞 單片機；微處理器； LCD； 8279 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 7 畢 業(yè) 論 文 外 文 摘 要 Title The design of a charger of intelligence Abstract The LCD manifestation has been the key technique of the manmachine interface. This text to basic proceeded the research in Micro Controller Unit liquid crystal display control the lesson a background of this lesson and study meaning and finished functions in introduction system edits collected materials the language to proceed with single the basic language of a machine the software designs, the instruction carries out the speed quick, save memory. For the sake of easy to expand with the design adoption mold a logic for turning construction, making procedure designing relation that change, software more shorter and more easier to understand. Make hardware control in software descended to moderate the text inside describes the system hardware work principle in brief first, and attach with the system hardware design frame diagram, bine development history that introduced the single a machine microprocessor, discuss this graduate design a function for applied each hardware connecting a people the technique connects with each one a mold piece and work processes, bine to describe in a specific way 8052,8279 and the SED1520 circumscribes the electric circuit connects oscular and soft, the hardware adjusts to try. Expatiated the process of the procedure the next in order with realizes process. The predominance thought that this text pose is soft, the hardware bines together, regarding hardware as the foundation, proceed the plait of each function mold piece to me finally of use the single a machine realizes the design thought that the liquid crystal display of LCD control principle with soft, the hardware adjusted to try to make the detailed treatise. Keywords Micro Controller Unit Microprocessor LCD 8279 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 8 前言 隨著越來越多的手持式電器的出現(xiàn)，對高性能、小尺寸、重量輕的電池充電器的需求也越來越大。因此需要對充電過程進行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時間、達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。 Atmel AVR 微處理器是當(dāng)前市場上能夠以單片方式提供 Flash、 EEPROM 和 10 位 ADC的最高效的 8 位 RISC 微處理器。Flash 可以在發(fā)貨之前再進行編程，或是在 PCB貼裝之后再通過 ISP 進行編程，從而允許在最后一分鐘進行軟件更新。 10位 A/D 轉(zhuǎn)換器可以提供足夠的測量精度，使得充好后的容量更接近其最大容量。 AVR 是目前唯一的針對 像 “ C” 這樣的高級語言而設(shè)計的 8 位微處理器。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 9 第一章 概述 第一節(jié) 緒論 課題背景 如今，隨著越來越多的 手持式電器的出現(xiàn)，對高性能、小尺寸、重量輕的電池充電器的需求也越來越大。因此需要對充電過程進行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時間、達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。從 20世紀(jì) 60年代的商 用鎳鎘和密封鉛酸電池到近幾年的鎳氫和鋰離子技術(shù)，可充電 電池容量和性能得到了飛速的發(fā)展。 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。設(shè)計充電器時要仔細(xì)了解這些特性以防止過度充電而損壞電。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、安全地充電，因此，需要對充電過程進行更精確地監(jiān)控 (例如對充、放電電流、充電電壓、溫度等的監(jiān)控 )，以縮短充電時間，達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。其框圖如下： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 10 圖 11 智能充電器基本框圖 Atmel AVR 微處理器是當(dāng)前市場上能夠以單片方式提供 Flash、 EEPROM 和 10 位 ADC的最高效的 8 位 RISC 微處理器。 Flash 可以在發(fā)貨之前再進行編程，或是在 PCB貼裝之后再通過 ISP 進行編程，從而允許在最后一分鐘進行軟件更新。 10位 A/D 轉(zhuǎn)換器可以提供足夠的測量精度，使得充好后的容量更接近其最大容量。 AVR 是目前唯一的針對象 “C” 這樣的高級語言而設(shè)計的 8 位微處理器。 電池的安全充電 現(xiàn)代的快速充電器 ( 即電池可以在小于 3 個小時的時間里充滿電，通常是一個小時 ) 需要能夠?qū)卧妷?、充電電流和電池溫度進行精確地測量，在充滿電的同時避免由于過充電造成的損壞。 最大充電電流 最大充電電流與電池容量 (C) 有關(guān)。例如，電池的容量為 750 mAh，充電電流為 750 mA，則充電電流為 1C (1 倍的電池容量 )。 過熱 電池充電是將電能傳輸?shù)诫姵氐倪^程。但不是所有的電能都轉(zhuǎn)化為了電池中的化學(xué)能。當(dāng)電池充滿后，若繼續(xù)充 電，則所有的電能都將轉(zhuǎn)化為電池的熱能。因此，在設(shè)計電池充電器時，對溫度進行監(jiān)控并及時停止充電是非常重要的。 密封鉛酸電池 (SLA) 密封鉛酸電池主要用于成本比空間和重量更重要的場合，如 UPS和報警系統(tǒng)的備份電池。只要電池單元電壓不超過生產(chǎn)商的規(guī)定( 典型值為 )， SLA 電池可以無限制地充電。它的優(yōu)點是相對便宜，易于使用；缺點是自放電率比較高。失效機理主要是極性反轉(zhuǎn)。為了防止損壞電池包，需要不間斷地監(jiān)控電壓。 NiCd 電池以恒定電流的方式進行充電。這種電池的容量比 NiCd 的大。和 NiCd 電池一樣，極性反轉(zhuǎn)時電池也會損壞。和NiCd 電池一樣， NiMH 電池也為恒定電流充電。鋰電池以恒定電壓進行充電，同時要有電流限制以避免在充電過程的初期電池過熱。過充電將造成電池?fù)p壞，甚至爆炸。在單片機微控制器方面， ATMEL 公司有 AT89, AT90 和 ARM 三個系列單片機的產(chǎn)品。 ATMEL 在這種強大市場壓力下，發(fā)揮 Flash 存儲器的技術(shù)特長，于 1997 年研發(fā)并推出了個新 配置的、采用精簡指令集 RISC(Reduced Instruction Set CPU)結(jié)構(gòu)的新型單片機，簡稱 AVR 單 片機。 AVR 單片機采用 RISC 結(jié)構(gòu)，具有 1MIPS/ MHz 的高速運行處理能力 。 AVR結(jié)構(gòu)單片機的開發(fā)日的就在于能夠更好地采用高級語言（例如 C 語言、 BASIC 語言）來編 寫嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)程序，從而能高效地開發(fā)出目標(biāo)代碼。 AVR單片機運用 Harvard結(jié)構(gòu)，在前一條指令執(zhí)行的時候就取出現(xiàn)行的指令，然后以一個周期執(zhí)行指令。 AVR 單片機是用一個時鐘周期執(zhí)行一條指令的，它是在 8位單片機中第一個真正的 RISC 結(jié)構(gòu)的單片機。尋址空間分別為可直接訪問 8M 字節(jié)的程序存儲器和 8M 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器。 AVR 主要有單片機有 ATtiny、 AT90 和 ATmega 三種系列，其結(jié)構(gòu)和基本原理南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 13 都相類似。它是一種具有 40 引腳的高性能、低功耗的 8 位微處理器。 (2) 先進的 RISC 結(jié)構(gòu)： 131 條指令 – 大多數(shù)指令執(zhí)行時間為單個時鐘周期 32個 8 位通用工作寄存器 全靜態(tài)工作 (3) 非易失性數(shù)據(jù)和程序存儲器： 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash，擦寫壽命可達(dá)到 10,000 次以上 。 512 字節(jié)的 EEPROM，可連續(xù)擦寫 100,000 次。 (4) 可通過 JTAG接口實現(xiàn)對 FLASH、 EEPROM的編程。 (6) 兩個具有獨立預(yù)分頻器和比較器功能的 8位定時器 / 計數(shù)器，一個具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16位定時器 / 計數(shù)器 。 (8) 具有一個 10位的 AD轉(zhuǎn)換器，能對來自端口 A的 8位單端輸入電壓進行采樣。 速度等級： 0－ 8MHz。由于 AVR 采用 16位的指令，所以一個程序存儲器的存儲單元為 16 位，即 XXXX*1116(也可理解為 8位，即 2*XXXX*8)。 CMOS 工藝技術(shù)，高速度 (50ns)、低功耗、具有 SLEEP(休眠 )功能。 AVR運用 Harvard 結(jié)構(gòu)概念，具有預(yù)取指令的特性，即對程序存儲和數(shù)據(jù)存取使用不同的存儲器和總線。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 14 (LOCK)。 。 (用編程器寫入 )，也可使用串行在線編 程 (ISP)方法下載寫入，也就是說不必將單片機芯片從系統(tǒng)上拆下，拿到萬用編程器上燒寫，而可直接在電路板上進行程序的修改、燒寫等操作，方便產(chǎn)品升級，尤其是采用 SMD 封裝，更利于產(chǎn)品微型化。 單片機還在片內(nèi)集成了可擦寫 100000 次的 2E PROM 數(shù)據(jù)存儲器，等于又增加了一個芯片，可用于保存系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)、固定表格和掉電后的數(shù)據(jù)，既方便了使用，減小了系統(tǒng)的空間，又大大提高了系統(tǒng)的保密性。 液晶顯示模塊 的選擇 LCD 顯示模塊是一種被動顯示器，具有功耗低，顯示信息大，壽命長和抗干擾能力強等優(yōu)點，在低功耗的單片機系統(tǒng)中得到大量使用。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就顯示黑色，這樣即可顯示出圖形。 (2)數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單。 第二節(jié) 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)和要求 智能充電器的設(shè)計包括硬件和軟件兩大部分，本人的主要任務(wù)是完成充電器設(shè)計的 LCD 顯示部分，其主要涉及的知識包括： (1) 自學(xué) AVR 單片機的相關(guān)內(nèi)容。 (3) 設(shè)計 128*64 液晶顯示控制電路和用 C 語言編制 LCD 顯示程序，用圖形方式顯示充電器電壓、電流等參數(shù)。 這次設(shè)計要解決的關(guān)鍵問題是如何用 Atmega16L 芯片控制 LCD 模塊及用 C語言編制相應(yīng)的顯示程序．隨著單片機的開發(fā)應(yīng)用，其相應(yīng)的匯編編程和所暴露的問題也越來越多，逐漸引入了高級語言， C 語言就是其中的一種。而對于 AVR 單片機的相關(guān)知識和液晶顯示模塊的使用，則完全是一片空白。為了更有效地完成這個課題，特列出了如下計劃： 表 11 畢業(yè)設(shè)計進度表 起止時間 工 作 內(nèi) 容 第 1~2 周 熟悉課題的基本要求，查閱相關(guān)資料，初步擬定設(shè)計的整體方案，完成開題報告。并設(shè)計一些簡單的實際電路，熟練所學(xué)內(nèi)容并加以鞏固。 第 9~12 周 1. 設(shè)計 LCD顯示電路， 電源電路， 用 Protel99 繪制原理圖，和同學(xué)一起完成整個充電電路原理圖，并繪制印制電路板。 第 13~15 周 焊接調(diào)試電路，根據(jù)各部分的作用對硬件電路進行調(diào)試，最后聯(lián)機調(diào)試。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 16 這次畢業(yè)設(shè)計是由郭偉同學(xué)和本人