【正文】 下是ATmega16L的引腳配置： 圖23 ATmega16L芯片引腳引腳說明：VCC 　　　　　　　數字電路的電源GND 　　　　　　　地端口A(PA7～PA0) 　端口A 作為A/D 轉換器的模擬輸入端。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。在復位過程中，即使系統時鐘還未起振，端口A 處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。在復位過程中，即使系統時鐘還未起振，端口B 處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。在復位過程中，即使系統時鐘還未起振，端口C 處于高阻狀態(tài)。端口D((PD7～PD0) 端口D 為8 位雙向I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。RESET　　　　　　 復位輸入引腳。XTAL1 　　　　　　反向振蕩放大器與片內時鐘操作電路的輸入端。AVCC　　　　　　　AVCC是端口A與A/D轉換器的電源。使用ADC時應通過一個低通濾波器與VCC相連。 Atmega16L的存儲器AVR結構有兩個主要的存儲空間：數據存儲器空間和程序存儲器空間，此外，Atmega16L還有一個EEPROM存儲器以保存數據。(1) Atmega16L具有16K字節(jié)的在線編程Flash，用于存儲程序指令代碼。用戶程序的安全性要根據Flash程序存儲器的兩個區(qū)：引導(Boot) 程序區(qū)和應用程序區(qū)，分開來考慮。Atmega16L的程序存儲器為13位，因此可以尋址8K的存儲器空間。(2) 數據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、帶預減量的間接尋址和帶后增量的間接尋址。(3) ATmega16L 包含512 字節(jié)的EEPROM 數據存儲器。EEPROM 的壽命至少為100,000 次擦除周期。 Atmega16L的時鐘電路單片機的時鐘用于產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。電源電壓低于上電復位門限Vpot時，MCU復位。Vcc Vpot VpotRESET Vrst VrstTIMEOUTINTERINAL tTOUT tTOUT RESET 圖25 RESET引腳與VCC相連時， 圖26 RESET引腳由外部控制時, 單片機的復位電平 單片機的復位電平(2) 外電復位。VccRESET VrstTIMEOUT tTOUTINTERNALRESET 圖27 外部復位時序圖(3) 看門狗復位?？撮T狗計數器溢出時，將產生一個晶振的復位脈沖。掉電檢測復位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測復位門限Vpot時MCU即復位。復位寄存器為1時MCU復位。隨著液晶顯示技術的發(fā)展，LCD顯示器的規(guī)格眾多，其專用驅動芯片也相互配套，使LCD在控制和儀表系統中廣泛應用提供了極大的方便。不同的顯示原理使得這兩種LCD的指令系統、接口和功能等是不相同的，各有優(yōu)缺點，但結合到本次設計的實際要求，經過比較還是選用點陣型LCD。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、寫顯示數據和讀顯示數據。因此在訪問控制器之前，一定要判斷控制器的當前狀態(tài)。在本模塊中，每個漢字的大小是1616點陣，而每個字符的大小是816點陣，即字符的寬度為漢字的1/2。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)輸出該字符對應的字符庫中的16個列數據，如果是顯示字符，則輸出8個列數據即可。假設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。由于每個漢字或字符在圖中位置是固定的，只要定義了相應的選區(qū)及X、Y地址，就可以顯示出具體的位置。X表示頁面，Y表示列地址。以第一行的“智”字為例，這個字位于模塊的左區(qū)，則lr=0；它位于第一頁和第二頁，則X=0；它位于列地址的4863字節(jié)，Y=48，那么“智”就可以通過()精確地表示出它的位置。因此，第二行的“電”就應該表示為()，其它字符依此設計即可。許多顯示功能如光標、字符庫、閃爍都需要由軟件編制而成。之所以稱它們?yōu)樘准且驗镠D61203和HD61202必須配套使用，通常有12864和19264兩種規(guī)格。2．HD61202及其兼容控制器是列驅動器，具有64路列驅動輸出。4．HD61202及其兼容控制器的占空比為1/32~1/64。它的主要技術參數及其供電特點如下：(1) 電源：DC+5V，模塊內自帶用于LCD驅動的負壓電路。(3) 指令形式：七種指令。(5) 工作環(huán)境：－10~+50℃。(7) 本次選用的模塊是雙電源供電（VDD/V0），需要提供一個液晶驅動電壓，用以調節(jié)對比度，接在液晶模塊的V0引腳上，由于液晶的對比度會隨著溫度的變化而相應變化，所以其液晶顯示驅動電壓值應隨著溫度作相應的調整，這里采用了一個電位器，調整電壓值。MGLS12864的邏輯電路圖如下：HD61202 *LCD: VGLS1286412864 DOTS64HD61202 (1) HD61202 (2)6464VDDVSSV0/CSA/CSBDB0DB7D/IR/WE圖28 MGLS12864的邏輯電路圖MGLS12864液晶顯示模塊一共有20個引腳，它的接口定義如下：表22 MGLS12864的接口電路序號符號狀態(tài)功　　能１D7三態(tài)數據總線２D6三態(tài)數據總線３D5三態(tài)數據總線4D4三態(tài)數據總線5D3三態(tài)數據總線6D2三態(tài)數據總線7D1三態(tài)數據總線8D0三態(tài)數據總線9E輸入R/W=“L”，E的下降沿鎖存數據線R/W=“H”，E為“H”時，數據由控制器輸出至數據線10R/W輸入R/W=“L”，E=“H”數據由控制器輸出數據線R/W=“H”，E的下降沿，數據由數據線輸入到控制器11D/I輸入D/I=“L”，表示DB7~DB0為顯示數據D/I=“H”，表示DB7~DB0為顯示指令12V0—液晶顯示器驅動電壓13VCC—電源正14GND—電源地15CS1輸入片選信號16CS2輸入片選信號17VOUT—LCD負壓驅動電壓18RET輸入復位信號19LED+—顯示模塊背光電源20LED—顯示模塊背光電源第四節(jié) 電源電路的設計在本次的設計中，要供電給mega16和LCD顯示模塊兩部分，而一個LM7805的輸出電流不足，所以本人打算將mega16和顯示模塊分別供電，所以實際電路中用到了兩片7805。5V電源電路的設計加圖 圖29 5V的電源電路設計原理圖上圖是LM78作為輸出電壓固定的典型電路圖，正常工作時，輸入、輸出電壓差為38V。電路中接入電容C5用來實現頻率補償，防止穩(wěn)壓器產生高頻自激振蕩和抑止電路引入的干擾，C11是有極性的電解電容，以減小穩(wěn)壓電壓輸出端由輸入電源引入的電平干擾。其中CC11兩個電容只是起濾波作用選用的大小沒有特別的要求。再結合前面的分析采用間接訪問的方式實現單片機與液晶顯示模塊之間的連接。LCD的EN、D/I、CSCSR/W分別連接到PA3~PA7上，其詳細的接法見下圖 圖210 硬件接線圖第六節(jié) PROTEL99的應用簡介經過前面的努力，智能充電器硬件電路的設計在本人及同組人的共同努力下已經完成，接下來便是根據前面的設計用軟件畫出其原理圖并生成ＰＣＢ板。在這里主要用它來繪制電路原理圖和生成印制電路板。其中，工作環(huán)境設置是使用Design/Options和Tool和Preferences菜單進行的，畫原理圖環(huán)境的設置主要包括圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格、模板設置等。(3) 原理圖布線。(4) 編輯和調整。包括元件名、參數、封裝圖等。 本次設計所用的主要元件屬性如下：表23 主要元件表說明編號封裝元件名稱 單片機U1DIP40Atmega16LCDJ2DIP20LCD模塊電阻RRES2電容CCAP鎖存器U5DIP2074LS245NPN三極管QTO462N2222A晶體XXTAL1XTAL通用運放U2A，U2BDIP8LM358(5) 檢查原理圖。給出檢查報告，若有錯誤則要根據錯誤進行改正。所謂網絡表就是元件名、封裝、參數及元件之間的連接表，通過該表可以確認各個元件和它們之間的關系。對電路板的設計主要分為以下幾個步驟；(1) 使用原理圖編輯器設計原理圖，進行電氣檢查(ERC)并生成原理圖的網絡表。(3) 使用Design/Netlist菜單，調入網絡表。(4) 布置元件，就是將元件合理地分布在電路板上。人工布線是畫電路板的基礎，但比較耗時和費力，另外由于自身經驗的不足，只得先采用自動布線，在此基礎上作了適當的修改。接下來是焊接的工作，這部分相對來說并不陌生，在大二時曾進行過電子課程的實習，主要就是完成收音機的焊接。焊接通常要求：①焊點接觸良好，尤其避免虛焊的產生；②焊點要有足夠的機械強度以保證被焊點不致滑落；③焊點表面應美觀，有光澤。從焊下來的結果來看，焊點還可以，也算比較美觀，最關鍵的是沒有短路的情況發(fā)生。第三章 軟件設計由于本人主要負責設計軟件部分，而本人之前對C語言這門課的學習不是非常的精通，因此在著手本章之前本人對C語言以及AVR單片機與C語言編程方面的書籍做了認真仔細的回顧、學習和再研究，這樣才對下面設計工作的開展打下了基礎。C語言是一種編譯型的結構化程序設計語言，具有簡單的語法結構和強大的處理功能，具有運行速度快、編譯效率高，移植性好和可讀性強等多種優(yōu)點，可以實現對系統便件的直接操作。其優(yōu)勢如下：(1) 可以大幅度加快開發(fā)進度，程序量越大，用C語言就越有優(yōu)勢。(3) 可以實現軟件的結構化編程，使得軟件的邏輯結構變得清晰、有條理、便于開發(fā)小組計劃任務、分工合作。(4) 省去了人工分配單片機資源的工作，在匯編語言中要為每一個子程序分配單片機的資源。(5) 匯編語言的可移植性很差，而C語言只要將一些與硬件相關的代碼作適當的修改，就可以方便地移植到其它種類的單片機上。C編譯器能夠自動實現中斷服務程序的現場保護和恢復，并且提供常用的標準函數庫，供用戶使用。(7) 對于一些復雜系統的開發(fā)，可以通過移植(或C編譯器提供)的實時操作系統來實現。 液晶顯示漢字或字符的原理 LCD本身不發(fā)光只是調節(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制成，這是一種電場效應，夾在兩片導電玻璃電極間的液晶經過一定處理，它內部的分子呈直角扭曲，當線性偏振光透過其偏振面便會旋轉一個直角。當去掉電場后液晶分子又恢復取扭曲結構。結合以上知識具體顯示原理如下：( 1 ) 線段的顯示點陣圖形式液晶由M*N個顯示單元組成，假設LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16*8=128個點組成，屏上64*16個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。這就是LCD顯示的基本原理。但對于內帶字符發(fā)生器的控制器 (如HD61202)來說，顯示字符就比較簡單了，可讓控制器工作在文本方式，根據在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示R