智能型充電器的電源和顯示的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要···························&

2、#183;···I</p><p>　　Abstract···························

3、83;·II</p><p>　　第1章 概述···························· 1</p>

4、<p>　　第一節(jié) 緒論····························1</p><p>　　1.1 課題背景&

5、#183;·························· 1</p><p>　　1.2 常見(jiàn)充電電池特性及其充電方式··

6、3;·············· 1</p><p>　　1.3主要芯片的選擇················

7、83;······· 4</p><p>　　1.4 液晶顯示模塊的選擇······················ 6&l

8、t;/p><p>　　第二節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求···················· 7</p><p>　　第2章 硬件電路設(shè)計(jì)·····

9、··················· 9</p><p>　　第一節(jié) 液晶顯示模塊的兩種訪(fǎng)問(wèn)方式接口電路··········

10、·· 9</p><p>　　第二節(jié) 硬件電路主要芯片 ····················· 11</p><p>　　2.2.1 Atmega16L主要

11、引腳說(shuō)明··················· 11</p><p>　　2.2.2 Atmega16L的存儲(chǔ)器·········

12、83;··········· 13 </p><p>　　2.2.3 Atmega16L的時(shí)鐘電路·················&#

13、183;·· 14</p><p>　　2.2.4 Atmega16L的系統(tǒng)復(fù)位···················· 14</p><p>　　第三節(jié) LCD液晶顯示

14、 ····················· 16</p><p>　　3.3.1 LCD的顯示原理········&#

15、183;·············· 16</p><p>　　3.3.2 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器···············&

16、#183;·····17</p><p>　　3.3.3 液晶顯示模塊的特點(diǎn)···················· 18</p><p>

17、　　第四節(jié) 電源電路的設(shè)計(jì)···················· 20 </p><p>　　第五節(jié) 硬件電路設(shè)計(jì)········

18、············· 20</p><p>　　第六節(jié) PROTELL99的應(yīng)用簡(jiǎn)介················

19、·· 21</p><p>　　第3章 軟件設(shè)計(jì)························ 23</p><p>　　3.

20、1 用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)·················· 23</p><p>　　3.2 液晶顯示漢字或字符的原理·········&#

21、183;········24</p><p>　　3.3 LCD模塊的指令說(shuō)明····················· 25

22、</p><p>　　3.4 液晶顯示界面 ······················· 27</p><p>　　3.5 系統(tǒng)程序流程圖··

23、;·····················27</p><p>　　第4章 系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程·········

24、3;·············31</p><p>　　第一節(jié) 系統(tǒng)調(diào)試軟件介紹·················&

25、#183;·· 31</p><p>　　4.1.1 ICCAVR編譯器簡(jiǎn)介·····················31</p><p>　　4.1.2 ICC

26、AVR的設(shè)置·······················32</p><p>　　第二節(jié) 調(diào)試過(guò)程·······&

27、#183;·················35</p><p>　　第五章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)·············

28、········· 40</p><p>　　第一節(jié) 成果······················&#

29、183;·· 40</p><p>　　第二節(jié) 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和感謝···················· 40</p><p>　　參考文獻(xiàn)··&

30、#183;·························41</p><p>　　附錄1外文資料譯文·····&

31、#183;·················39</p><p>　　附錄2外文資料原文·············&

32、#183;·········42</p><p>　　附錄3部分源代碼·····················&#

33、183;··45</p><p>　　附錄4硬件原理圖························62</p><p>　　LC

34、D液晶顯示器控制畢業(yè)論文--單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　LCD液晶顯示已經(jīng)是人機(jī)界面的關(guān)鍵技術(shù)。本文對(duì)基于單片機(jī)的LCD液晶顯示器控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。</p><p>　　首先在緒論中介紹了本課題的課題背景、研究意義及完成的功能。</p><p>　　本系統(tǒng)是以單片

35、機(jī)的基本語(yǔ)言匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲(chǔ)空間。為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡(jiǎn)潔明了。使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運(yùn)作。</p><p>　　正文中首先簡(jiǎn)單描述系統(tǒng)硬件工作原理，且附以系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖，并介紹了單片機(jī)微處理器的發(fā)展史，論述了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個(gè)接口模塊的功能及工作過(guò)程, 并具體描述了8052、8279及SED1520外接

36、電路接口的軟、硬件調(diào)試。其次闡述了程序的流程和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。本文撰寫(xiě)的主導(dǎo)思想是軟、硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來(lái)進(jìn)行各功能模塊的編寫(xiě)。</p><p>　　最后對(duì)我所開(kāi)發(fā)的用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)LCD液晶顯示器控制原理的設(shè)計(jì)思想和軟、硬件調(diào)試作了詳細(xì)的論述。</p><p>　　關(guān)鍵詞　單片機(jī)；微處理器；LCD； 8279</p><p><b>　　Abstract&

37、lt;/b></p><p>　　The LCD manifestation has been the key technique of the man-machine interface. This text to basic proceeded the research in Micro Controller Unit liquid crystal display control system.<

38、/p><p>　　Introduced the lesson a background of this lesson and study meaning and finished functions in introduction first.</p><p>　　This system edits collected materials the language to proceed wit

39、h 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, maki

40、ng procedure designing relation that change, software more shorter and more easier to understand. Make hardware control in software descended to moderate the operation.</p><p>　　The text inside describes the

41、 system hardware work principle in brief first, and attach with the system hardware design frame diagram, combine development history that introduced the single a machine microprocessor, discuss this graduate design a fu

42、nction for applied each hardware connecting a people the technique connects with each one a mold piece and work processes, combine to describe in a specific way 8052,8279 and the SED1520 circumscribes the electric circui

43、t connects oscular and soft, th</p><p>　　Develop 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 adjuste

44、d to try to make the detailed treatise.</p><p>　　Keywords　 Micro Controller Unit Microprocessor LCD 8279</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著越來(lái)越多的手持式電器的出現(xiàn)，對(duì)高性能、小尺寸、重量輕的電池充電

45、器的需求也越來(lái)越大。電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步也要求更復(fù)雜的充電算法以實(shí)現(xiàn)快速、安全的充電。因此需要對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時(shí)間、達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。AVR 已經(jīng)在競(jìng)爭(zhēng)中領(lǐng)先了一步，被證明是下一代充電器的完美控制芯片。Atmel AVR 微處理器是當(dāng)前市場(chǎng)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。由于程序存儲(chǔ)器為Flash，因此可以不用象MASK ROM一樣，

46、有幾個(gè)軟件版本就庫(kù)存幾種型號(hào)。Flash 可以在發(fā)貨之前再進(jìn)行編程，或是在PCB貼裝之后再通過(guò)ISP 進(jìn)行編程，從而允許在最后一分鐘進(jìn)行軟件更新。EEPROM 可用于保存標(biāo)定系數(shù)和電池特性參數(shù)，如保存充電記錄以提高實(shí)際使用的電池容量。10位A/D 轉(zhuǎn)換器可以提供足夠的測(cè)量精度，使得充好后的容量更接近其最大容量。而其他方案為了達(dá)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。AVR 是目前唯一的針對(duì)像 “C”這樣的

47、高級(jí)語(yǔ)言而設(shè)計(jì)的8 位微處理器。C 代碼似的設(shè)計(jì)很容易</p><p><b>　　第一章　概述</b></p><p><b>　　第一節(jié)　緒論</b></p><p><b>　　1.1.1課題背景</b></p><p>　　如今，隨著越來(lái)越多的手持式電器的出現(xiàn)，對(duì)高性能

48、、小尺寸、重量輕的電池充電器的需求也越來(lái)越大。電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步也要求更復(fù)雜的充電算法以實(shí)現(xiàn)快速、安全的充電。因此需要對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時(shí)間、達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。與此同時(shí)，對(duì)充電電池的性能和工作壽命的要求也不斷地提高。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。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

49、電池（Li-Ion）和密封鉛酸電池（SLA）四種類(lèi)型。</p><p>　　電池充電是通過(guò)逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲(chǔ)到化學(xué)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)的。由于使用的化學(xué)物質(zhì)的不同，電池有自己的特性。設(shè)計(jì)充電器時(shí)要仔細(xì)了解這些特性以防止過(guò)度充電而損壞電。</p><p>　　目前，市場(chǎng)上賣(mài)得最多的是旅行充電器，但是嚴(yán)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(chēng)為智能充電器，隨著越來(lái)越多的手持式電器的出

50、現(xiàn)，對(duì)高性能、小尺寸、輕重量的電池充電器的需求也越來(lái)越大。電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步也要求更復(fù)雜的充電算法以實(shí)現(xiàn)快速、安全地充電，因此，需要對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行更精確地監(jiān)控(例如對(duì)充、放電電流、充電電壓、溫度等的監(jiān)控)，以縮短充電時(shí)間，達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。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(cè)電路、電池溫度檢測(cè)電路、外部顯示電路(LED或LCD顯示)等基本單元。其框圖如下：</p><p&g

51、t;　　圖1-1 智能充電器基本框圖</p><p>　　Atmel AVR 微處理器是當(dāng)前市場(chǎng)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。由于程序存儲(chǔ)器為Flash，因此可以不用象MASK ROM一樣，有幾個(gè)軟件版本就庫(kù)存幾種型號(hào)。Flash 可以在發(fā)貨之前再進(jìn)行編程，或是在PCB貼裝之后再通過(guò)ISP 進(jìn)行編程，從而允許在最后一分鐘進(jìn)行軟件更新。EEPROM

52、 可用于保存標(biāo)定系數(shù)和電池特性參數(shù)，如保存充電記錄以提高實(shí)際使用的電池容量。10位A/D 轉(zhuǎn)換器可以提供足夠的測(cè)量精度，使得充好后的容量更接近其最大容量。而其他方案為了達(dá)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。AVR 是目前唯一的針對(duì)象 “C”這樣的高級(jí)語(yǔ)言而設(shè)計(jì)的8 位微處理器。</p><p>　　1.1.2常見(jiàn)充電電池特性及其充電方式</p><p>

53、　　電池充電是通過(guò)逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲(chǔ)到化學(xué)系統(tǒng)里實(shí)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。</p><p>　　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(gè)小時(shí)的時(shí)間里充滿(mǎn)電，通常是一個(gè)小時(shí)) 需要能夠?qū)卧妷?、充電電流和電池溫度進(jìn)行精確地測(cè)量，在充滿(mǎn)電的同時(shí)避免由于過(guò)充電造成的損壞。</p><p>　　充電方法 SLA 電池和鋰

54、電池的充電方法為恒定電壓法要限流； NiCd 電池和NiMH 電池的充電方法為恒定電流法，且具有幾個(gè)不同的停止充電的判斷方法。</p><p>　　最大充電電流 最大充電電流與電池容量(C) 有關(guān)。最大充電電流往往以電池容量的數(shù)值來(lái)表示。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)。若涓流充電時(shí)電流為C/40，則充電電流即為電池容量除以40。</p>

55、;<p>　　過(guò)熱 電池充電是將電能傳輸?shù)诫姵氐倪^(guò)程。能量以化學(xué)反應(yīng)的方式保存了下來(lái)。但不是所有的電能都轉(zhuǎn)化為了電池中的化學(xué)能。一些電能轉(zhuǎn)化成了熱能，對(duì)電池起了加熱的作用。當(dāng)電池充滿(mǎn)后，若繼續(xù)充電，則所有的電能都將轉(zhuǎn)化為電池的熱能。在快速充電時(shí)這將使電池快速升溫，若不及時(shí)停止充電就會(huì)造成電池的損壞。因此，在設(shè)計(jì)電池充電器時(shí)，對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控并及時(shí)停止充電是非常重要的。</p><p>　　現(xiàn)代消費(fèi)類(lèi)

56、電器主要使用如下四種電池：</p><p>　　? 密封鉛酸電池 (SLA)</p><p>　　? 鎳鎘電池 (NiCd)</p><p>　　? 鎳氫電池(NiMH)</p><p>　　? 鋰電池(Li-Ion)</p><p>　　在正確選擇電池和充電算法時(shí)需要了解這些電池的背景知識(shí)。</p>&

57、lt;p>　　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(chǎng)合，如UPS和報(bào)警系統(tǒng)的備份電池。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(guò)程的初期電池過(guò)熱。只要電池單元電壓不超過(guò)生產(chǎn)商的規(guī)定( 典型值為2.2V)， SLA 電池可以無(wú)限制地充電。</p><p>　　鎳鎘電池(NiCd) NiCd 電池目前使用得很普遍。它的優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)便宜，易于使用；缺點(diǎn)是自放電率比較高

58、。典型的NiCd 電池可以充電1000 次。失效機(jī)理主要是極性反轉(zhuǎn)。在電池包里第一個(gè)被完全放電的單元會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)。為了防止損壞電池包，需要不間斷地監(jiān)控電壓。一旦單元電壓下降到1.0V 就必須停機(jī)。NiCd 電池以恒定電流的方式進(jìn)行充電。</p><p>　　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。這種電池的容量比NiCd 的大。由于過(guò)充電會(huì)造成NiMH 電池的失效，在

59、充電過(guò)程中進(jìn)行精確地測(cè)量以在合適的時(shí)間停止是非常重要的。和NiCd 電池一樣，極性反轉(zhuǎn)時(shí)電池也會(huì)損壞。NiMH 電池的自放電率大概為20%/ 月。和NiCd 電池一樣，NiMH 電池也為恒定電流充電。</p><p>　　鋰電池 (Li-Ion) 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。鋰電池以恒定電壓進(jìn)行充電，同時(shí)要有電流限制以避免在充電過(guò)程的初期電池過(guò)熱。當(dāng)充電電流下降到生

60、產(chǎn)商設(shè)定的最小電流時(shí)就要停止充電。過(guò)充電將造成電池?fù)p壞，甚至爆炸。</p><p>　　1.1.3 主要芯片的選擇</p><p>　　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(chǔ)器和各種數(shù)字模擬IC芯片的半導(dǎo)體制造公司。在單片機(jī)微控制器方面，ATMEL公司有AT89, AT90和ARM三個(gè)系列單片機(jī)的產(chǎn)品。由于8051本身結(jié)構(gòu)的先天性不足和近年來(lái)各種采用新型結(jié)構(gòu)和新技術(shù)的

61、單片機(jī)的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)在的單片機(jī)市場(chǎng)是百花齊放。ATMEL在這種強(qiáng)大市場(chǎng)壓力下，發(fā)揮Flash存儲(chǔ)器的技術(shù)特長(zhǎng)，于1997年研發(fā)并推出了個(gè)新配置的、采用精簡(jiǎn)指令集RISC(Reduced Instruction Set CPU)結(jié)構(gòu)的新型單片機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)AVR單片機(jī)。</p><p>　　精簡(jiǎn)指令集RISC結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的，綜合了半導(dǎo)體案成技術(shù)和軟例-性能的新結(jié)構(gòu)。AVR單片機(jī)采用RISC結(jié)構(gòu)，具有1M

62、IPS/ MHz的高速運(yùn)行處理能力。為了縮短產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的維護(hù)和支持，對(duì)于由單片機(jī)組成的嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，用高級(jí)語(yǔ)言編程已成為一種標(biāo)準(zhǔn)編程方法。AVR結(jié)構(gòu)單片機(jī)的開(kāi)發(fā)日的就在于能夠更好地采用高級(jí)語(yǔ)言（例如C語(yǔ)言、BASIC語(yǔ)言）來(lái)編寫(xiě)嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)程序，從而能高效地開(kāi)發(fā)出目標(biāo)代碼。為了對(duì)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)。</p><

63、p>　　AVR單片機(jī)運(yùn)用Harvard結(jié)構(gòu)，在前一條指令執(zhí)行的時(shí)候就取出現(xiàn)行的指令，然后以一個(gè)周期執(zhí)行指令。在其他的CISC以及類(lèi)似的RISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)中，外部振蕩器的時(shí)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)。AVR單片機(jī)是用一個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行一條指令的，它是在8位單片機(jī)中第一個(gè)真正的RISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)。</p><p>　　由于AVR單片機(jī)采用了Harvard結(jié)構(gòu)，所以它

64、的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分開(kāi)組織和尋址的。尋址空間分別為可直接訪(fǎng)問(wèn)8M字節(jié)的程序存儲(chǔ)器和8M字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。同時(shí)，由32個(gè)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(xiě)寄存器和讀寫(xiě)片內(nèi)快速SRAM存儲(chǔ)器兩種方式來(lái)訪(fǎng)問(wèn)32個(gè)通用工作寄存器。</p><p>　　AVR主要有單片機(jī)有ATtiny、AT90和ATmega三種系列，其結(jié)構(gòu)和基本原理都相類(lèi)似。本次設(shè)計(jì)所用到的Atmega16L芯片便是AT

65、mega系列中的一種，在這里作為充電器的核心部件。它是一種具有40引腳的高性能、低功耗的8位微處理器。其功能特性如下： </p><p>　　(1) 8位CPU。</p><p>　　(2) 先進(jìn)的RISC 結(jié)構(gòu)：</p><p>　　131 條指令– 大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期</p><p>　　32個(gè)8 位通用工作寄存器</

66、p><p><b>　　全靜態(tài)工作</b></p><p>　　(3) 非易失性數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器：</p><p>　　16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，擦寫(xiě)壽命可達(dá)到10,000 次以上。具有獨(dú)立鎖定位的可選Boot代碼區(qū)，通過(guò)片上Boot程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程。</p><p>　　512 字節(jié)的EEPROM，可連續(xù)擦寫(xiě)

67、100,000 次。1K字節(jié)的片內(nèi)SRAM，可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)程序的加密。</p><p>　　(4) 可通過(guò)JTAG接口實(shí)現(xiàn)對(duì)FLASH、EEPROM的編程。</p><p>　　(5) 32個(gè)可編程的I/O引線(xiàn)，40引腳PDIP封裝。</p><p>　　(6) 兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器，一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉

68、功能的16位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器。</p><p>　　(7) 片內(nèi)/ 片外中斷源。</p><p>　　(8) 具有一個(gè)10位的AD轉(zhuǎn)換器，能對(duì)來(lái)自端口A的8位單端輸入電壓進(jìn)行采樣。</p><p>　　(9) 工作電壓：2.7－5.5V。</p><p>　　速度等級(jí)：0－8MHz。</p><p>　　AVR單片機(jī)的

69、主要特點(diǎn)如下：</p><p>　　1.片內(nèi)集成可擦寫(xiě)10000次以上的Flash程序存儲(chǔ)器。由于AVR采用16位的指令，所以一個(gè)程序存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元為16位，即XXXX*1116(也可理解為8位，即2*XXXX*8)。AVR的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器還是以8個(gè)Bit(位)為一個(gè)單元，因此AVR還是屬于8位單片機(jī)。</p><p>　　2.采用CMOS工藝技術(shù)，高速度(50ns)、低功耗、具有SLEEP

70、(休眠)功能。AVR的指令執(zhí)行速度可達(dá)50ns (20MHz)。AVR運(yùn)用Harvard結(jié)構(gòu)概念，具有預(yù)取指令的特性，即對(duì)程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存取使用不同的存儲(chǔ)器和總線(xiàn)。當(dāng)執(zhí)行某一指令時(shí)，下一指令被預(yù)先從程序存儲(chǔ)器中取出，這使得指令可以在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行。</p><p>　　3.高度保密(LOCK)?？啥啻尾翆?xiě)的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

71、(產(chǎn)品升級(jí))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(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　4.超功能精簡(jiǎn)指令。具有32個(gè)通用作寄存器(相當(dāng)于8051中的32個(gè)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(yǔ)言編程，易學(xué)、易寫(xiě)、易移植。</p><p>　　5.程序?qū)懭肫骷梢圆⑿袑?xiě)入(用編程器寫(xiě)入)，也可使用串行在線(xiàn)編程(IS

72、P)方法下載寫(xiě)入，也就是說(shuō)不必將單片機(jī)芯片從系統(tǒng)上拆下，拿到萬(wàn)用編程器上燒寫(xiě)，而可直接在電路板上進(jìn)行程序的修改、燒寫(xiě)等操作，方便產(chǎn)品升級(jí)，尤其是采用SMD封裝，更利于產(chǎn)品微型化。</p><p>　　6.工作電壓范圍為2.7V~6.0V,電源抗干擾性能強(qiáng)。</p><p>　　7.AVR單片機(jī)還在片內(nèi)集成了可擦寫(xiě)100000次的PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，等于又增加了一個(gè)芯片，可用于保存系統(tǒng)的設(shè)定

73、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。</p><p>　　8.有8位和16位的計(jì)數(shù)器定時(shí)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。</p><p>　　1.1.4液晶顯示模塊的選擇</p><p>　　LCD顯示模塊是一種被動(dòng)顯示器，具有功耗低，顯示信息大，壽命長(zhǎng)和抗干擾能力

74、強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在低功耗的單片機(jī)系統(tǒng)中得到大量使用。液晶顯示模塊和鍵盤(pán)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(kāi)發(fā)過(guò)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)。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就顯示黑色，這樣即可顯示出圖形。</p><p>　　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):</p><p><b>　　顯示質(zhì)量

75、高</b></p><p>　　液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)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(huà)質(zhì)高而且不會(huì)閃爍。</p><p><b>　　數(shù)字式接口</b></p><p>　　液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單。</p><p><b>　　體積小，重量輕&

76、lt;/b></p><p><b>　　功率消耗小</b></p><p>　　液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因此耗電量比其它顯示器要小得多。</p><p>　　第二節(jié)　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</p><p>　　智能充電器的設(shè)計(jì)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(jì)的LCD顯

77、示部分，其主要涉及的知識(shí)包括：</p><p>　　自學(xué)AVR單片機(jī)的相關(guān)內(nèi)容。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)電源電路。</b></p><p>　　設(shè)計(jì)128*64液晶顯示控制電路和用C語(yǔ)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)。</p><p>　　手工焊接和ICCAVR編譯器的應(yīng)用。</

78、p><p>　　這次設(shè)計(jì)要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是如何用Atmega16L芯片控制LCD模塊及用C語(yǔ)言編制相應(yīng)的顯示程序．隨著單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，其相應(yīng)的匯編編程和所暴露的問(wèn)題也越來(lái)越多，逐漸引入了高級(jí)語(yǔ)言，C語(yǔ)言就是其中的一種。在大一時(shí)就曾接觸過(guò)C語(yǔ)言，由于時(shí)間較短，重視程度不夠，后來(lái)又一直沒(méi)用過(guò)，只能對(duì)它有一個(gè)大概的了解。而對(duì)于AVR單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)和液晶顯示模塊的使用，則完全是一片空白。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，就不得不花大量的時(shí)間

79、在這些基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)上。為了更有效地完成這個(gè)課題，特列出了如下計(jì)劃：</p><p>　　表1-1 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度表</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是由郭偉同學(xué)和本人共同合作完成，由他完成充電部分的硬件電路的設(shè)計(jì)，和這邊的顯示部分相結(jié)合，共同完成智能充電器的設(shè)計(jì)。</p><p>　　第二章 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　經(jīng)過(guò)前面對(duì)充

80、電器原理、液晶模塊、ATmega16L等的總體了解和掌握以及對(duì)各種元器件和電路圖的分析和比較后，現(xiàn)在就可以開(kāi)始進(jìn)入硬件電路的設(shè)計(jì)了。在本章里，首先將介紹一下液晶模塊訪(fǎng)問(wèn)方式的兩種接口電路，然后對(duì)LCD顯示電路原理圖作一個(gè)詳細(xì)的介紹，接著介紹充電電路中所用到的各種芯片和元器件的原理和一些功能，最后對(duì)PROTEL99的使用和PCB板的繪制以及焊接做一簡(jiǎn)單介紹，然后再將自己的設(shè)計(jì)思想和同組人所設(shè)計(jì)的兩部分結(jié)合，達(dá)成統(tǒng)一。

81、 </p><p>　　第一節(jié) 液晶顯示模塊兩種訪(fǎng)問(wèn)方式接口電路的選擇</p><p>　　單片機(jī)與液晶顯示模塊之間的連接方式分為直接訪(fǎng)問(wèn)方式和為間接控制方式兩種。如圖2-1和圖2-2所示，其中左為單片機(jī)，右為液晶顯示模塊。</p><p>　　(一) 直接訪(fǎng)問(wèn)方式</p><p><b>　　數(shù)據(jù)總線(xiàn)</b>&

82、lt;/p><p><b>　　GND</b></p><p><b>　　+5V</b></p><p><b>　　電位器</b></p><p><b>　　負(fù)電源</b></p><p><b>　　1</b&g

83、t;</p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　74LS00</b></p><p><b>　　A11</b></p><p><b>　　A10</b></p><p><b>　　A9<

84、;/b></p><p><b>　　A8</b></p><p>　　MPU 圖2-1 直接訪(fǎng)問(wèn)方式電路圖 LCM接口</p><p>　　直接訪(fǎng)問(wèn)方式就是將液晶顯示模塊的接口作為存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備直接掛在單片機(jī)總線(xiàn)上，單片機(jī)以訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。直接訪(fǎng)問(wèn)方式的接口電路如圖2-1所示

85、，在圖中，單片機(jī)通過(guò)高位地址A11控制CSA，A10控制CSB，以選通液晶顯示屏上各區(qū)的控制器；同時(shí)用地址A9作為R/W信號(hào)控制數(shù)據(jù)總線(xiàn)的數(shù)據(jù)流向；用地址A8作為D/I信號(hào)控制寄存器的選擇，E(使能)信號(hào)由RD和WE共同產(chǎn)生，這樣就實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)液晶顯示模塊的電路邊接。電位器用于顯示對(duì)比度的調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　(二)間接控制方式</b></p><p>

86、;<b>　　10K</b></p><p><b>　　負(fù)電源</b></p><p><b>　　GND </b></p><p>　　MPU LCM接口</p><p>　　圖2-2 間接控制方式電路圖</

87、p><p>　　間接控制方式是單片機(jī)通過(guò)自身的或系統(tǒng)中的并行接口與液晶顯示模塊連接。單片機(jī)通過(guò)對(duì)這些接口的操作，以達(dá)到對(duì)液晶顯示模塊的控制。這種方式的特點(diǎn)就是電路簡(jiǎn)單，控制時(shí)序由軟件實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)高速單片機(jī)與液晶顯示模塊的接口。電路圖如圖2-2所示。在圖中以 P1口作為數(shù)據(jù)口，P3.4為CSA，P3.3為CSB，P3.2為使能端，P3.1為R/W和P3.0為D/I信號(hào)。電位器用于顯示對(duì)比度的調(diào)節(jié)。</p>

88、<p>　　通過(guò)比較再結(jié)合本次設(shè)計(jì)的實(shí)際條件，由于Atmega16L芯片沒(méi)有WR、RD管腳，而且為了使電路簡(jiǎn)單且方便軟件實(shí)現(xiàn)，所以最終決定采用間接控制的方式來(lái)設(shè)計(jì)LCD顯示電路。</p><p>　　第二節(jié) 硬件電路主要芯片</p><p>　　2.2.1 ATmega16L主要引腳說(shuō)明</p><p>　　以下是ATmega16L的引腳配置：<

89、/p><p>　　圖2-3 ATmega16L芯片引腳</p><p><b>　　引腳說(shuō)明：</b></p><p>　　VCC 　　　　　　　數(shù)字電路的電源</p><p>　　GND 　　　　　　　地</p><p>　　端口A(PA7～PA0) 　端口A 作為A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。<

90、;/p><p>　　端口A 為8 位雙向I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口A 處于高阻狀態(tài)。</p><p>　　端口B(PB7～PB0) 　端口B 為8 位雙向I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性

91、，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口B 處于高阻狀態(tài)。</p><p>　　端口C(PC7～PC0) 　端口C 為8 位雙向I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，

92、端口C 處于高阻狀態(tài)。如果JTAG接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳PC5(TDI)、PC3(TMS)與PC2(TCK)的上拉電阻被激活。</p><p>　　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。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口D處于高阻狀

93、態(tài)。</p><p>　　RESET　　　　　　 復(fù)位輸入引腳。持續(xù)時(shí)間超過(guò)最小門(mén)限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。</p><p>　　XTAL1 　　　　　　反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端。</p><p>　　XTAL2 　　　　　　反向振蕩放大器的輸出端。</p><p>　　AVCC　　　　　　　AVCC是端口A與A/D轉(zhuǎn)換器

94、的電源。不使用ADC時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC連接。使用ADC時(shí)應(yīng)通過(guò)一個(gè)低通濾波器與VCC相連。</p><p>　　AREF　　　　　　　A/D 的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。</p><p>　　2.2.2 Atmega16L的存儲(chǔ)器</p><p>　　AVR結(jié)構(gòu)有兩個(gè)主要的存儲(chǔ)空間：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間和程序存儲(chǔ)器空間，此外，Atmega16L還有一個(gè)EEPROM存儲(chǔ)器以保

95、存數(shù)據(jù)。這三個(gè)存儲(chǔ)器都為線(xiàn)性的平面結(jié)構(gòu)。</p><p>　　(1) Atmega16L具有16K字節(jié)的在線(xiàn)編程Flash，用于存儲(chǔ)程序指令代碼。因?yàn)锳VR指令為16位或32位，故Flash組織成8K16的形式。用戶(hù)程序的安全性要根據(jù)Flash程序存儲(chǔ)器的兩個(gè)區(qū)：引導(dǎo)(Boot) 程序區(qū)和應(yīng)用程序區(qū)，分開(kāi)來(lái)考慮。</p><p>　　Flash存儲(chǔ)器至少可以擦寫(xiě)10,000次。Atmega

96、16L的程序存儲(chǔ)器為13位，因此可以尋址8K的存儲(chǔ)器空間。關(guān)于用SPI 或JTAG 接口實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash 的串行下載，將在軟件部分作詳細(xì)的介紹。</p><p>　　(2) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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。</p><p>　　ATmega16L的全部32個(gè)通用寄存器、64個(gè)I/O寄存器及1024個(gè)字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)

97、SRAM可以通過(guò)所有上述的尋址模式進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。</p><p>　　(3) ATmega16L 包含512 字節(jié)的EEPROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。它是作為一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間而存在的，可以按字節(jié)讀寫(xiě)。EEPROM 的壽命至少為100,000 次擦除周期。EEPROM 的訪(fǎng)問(wèn)由地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器決定。</p><p>　　2.2.3 Atmega16L的時(shí)鐘電路</p>

98、<p>　　單片機(jī)的時(shí)鐘用于產(chǎn)生工作所需要的時(shí)序，其連接電路如下圖：</p><p>　　圖2-4 晶體振蕩器連接圖</p><p>　　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(guò)8MHz，這里選用的晶振為7.3728MHz。</p><p>　　2.2.4 Atmega16L的系統(tǒng)復(fù)位</p>

99、;<p>　　Atmega16L有五個(gè)復(fù)位源：</p><p>　　上電復(fù)位。電源電壓低于上電復(fù)位門(mén)限Vpot時(shí)，MCU復(fù)位。如果在單片機(jī)加Vcc電壓的同時(shí)，保持RESET引腳為低電平，則可延長(zhǎng)復(fù)位周期。</p><p>　　Vcc Vpot Vpot</p>

100、<p>　　RESET Vrst Vrst</p><p><b>　　TIME-OUT</b></p><p>　　INTERINAL tTOUT

101、 tTOUT</p><p><b>　　RESET</b></p><p>　　圖2-5 RESET引腳與VCC相連時(shí)， 圖2-6 RESET引腳由外部控制時(shí),</p><p>　　單片機(jī)的復(fù)位電平 單片機(jī)的復(fù)位電平</p>&l

102、t;p>　　外電復(fù)位。引腳RESET上的低電平持續(xù)時(shí)間大于最小脈沖寬度時(shí)MCU復(fù)位。</p><p><b>　　Vcc</b></p><p>　　RESET Vrst</p><p>　　TIME-OUT tTOUT</p>

103、;<p><b>　　INTERNAL</b></p><p><b>　　RESET </b></p><p>　　圖2-7 外部復(fù)位時(shí)序圖</p><p>　　看門(mén)狗復(fù)位。看門(mén)狗使能并且看門(mén)狗定時(shí)器溢出時(shí)復(fù)位發(fā)生?？撮T(mén)狗計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)晶振的復(fù)位脈沖。</p><p>&

104、lt;b>　　Vcc </b></p><p><b>　　RESET </b></p><p>　　WDT 1 XTAL Cycle</p><p><b>　　TIME-OUT </b></p><p>　　RESET

105、 tTOUT </p><p><b>　　TIME-OUT</b></p><p><b>　　INTERNAL</b></p><p><b>　　RESET</b></p><p>　　圖2-8 看門(mén)狗復(fù)位時(shí)序圖</p><p&

106、gt;　　掉電檢測(cè)復(fù)位。掉電檢測(cè)復(fù)位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測(cè)復(fù)位門(mén)限Vpot時(shí)MCU即復(fù)位。</p><p>　　JTAG AVR復(fù)位。復(fù)位寄存器為1時(shí)MCU復(fù)位。</p><p>　　第三節(jié)　LCD液晶顯示 </p><p>　　2.3.1 LCD的顯示原理</p><p>　　液晶顯示器是一種功耗極低的顯示器。隨著液晶顯示技

107、術(shù)的發(fā)展，LCD顯示器的規(guī)格眾多，其專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)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。根據(jù)LCD顯示原理的不同，常見(jiàn)和常用的LCD可以分為字符型LCD和點(diǎn)陣型LCD兩種。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(guò)比較還是選用點(diǎn)陣型LCD。現(xiàn)就點(diǎn)陣型LCD的顯示原理、模塊特點(diǎn)等做一簡(jiǎn)要介紹。</p><p>　　要想在液晶

108、模塊上顯示一個(gè)漢字或字符，需要3個(gè)最基本的控制操作：分別向3個(gè)控制器寫(xiě)指令代碼、寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)和讀顯示數(shù)據(jù)。這里要特別引起注意的是完成這3項(xiàng)操作的前提條件是KS0108B控制器處于準(zhǔn)備好的狀態(tài)，即BUSY=0，由模塊的軟件特性知道，當(dāng)BUSY=1時(shí)，系統(tǒng)的接口電路處于被封鎖的狀態(tài)，是不能接受除讀狀態(tài)指令外的任何操作的。因此在訪(fǎng)問(wèn)控制器之前，一定要判斷控制器的當(dāng)前狀態(tài)。具體到軟件設(shè)計(jì)時(shí)，則需設(shè)計(jì)一判忙程序，在判斷BUSY=0后，再往下進(jìn)行操作

109、。</p><p>　　在本模塊中，每個(gè)漢字的大小是16×16點(diǎn)陣，而每個(gè)字符的大小是8×16點(diǎn)陣，即字符的寬度為漢字的1/2。它們都是以二維數(shù)組的格式存放在ROM中。向液晶模塊顯示一個(gè)漢字的過(guò)程就是：由液晶屏顯示區(qū)的指定字符行的指定列開(kāi)始，連續(xù)輸出該字符對(duì)應(yīng)的字符庫(kù)中的16個(gè)列數(shù)據(jù)，如果是顯示字符，則輸出</p><p><b>　　8個(gè)列數(shù)據(jù)即可。<

110、/b></p><p>　　上面已經(jīng)介紹到，MGLS-19264液晶模塊中液晶屏顯示區(qū)為192×64點(diǎn)陣，其中，它們的每8個(gè)像素行組成一頁(yè)，整個(gè)顯示區(qū)共分為8頁(yè)，每64列為一個(gè)區(qū)，這樣，它就有左、中、右3個(gè)區(qū)，它的顯示區(qū)示意圖如下：</p><p>　　左區(qū) 中區(qū) 右區(qū)</p><p>　　

111、圖2-9 液晶屏顯示區(qū)示意圖</p><p>　　液晶模塊顯示字符是從上到下，從左到右進(jìn)行顯示的。假設(shè)定義從最左上角開(kāi)始顯示，則先從上到下顯示第0頁(yè)的第一列，依次從左向右開(kāi)始顯示。</p><p>　　MGLS-19264LCM的顯示部分為左、中、右3個(gè)區(qū)，可以由CS片選的取值分別進(jìn)行控制，其接口的片選定義如下：</p><p>　　表2-1 MGLS的片選定義表

112、</p><p>　　有了上面的知識(shí)，就可以編寫(xiě)顯示界面這一塊程序。由于每個(gè)漢字或字符在圖中位置是固定的，只要定義了相應(yīng)的選區(qū)及X、Y地址，就可以顯示出具體的位置。用lr來(lái)表示漢字的區(qū)域，當(dāng)lr=0，表示左區(qū)；lr=1，表示中區(qū)；lr=2，表示右區(qū)。X表示頁(yè)面，Y表示列地址。則(lr.X.Y)就可以定義出這個(gè)字在屏上的實(shí)際位置。以第一行的“智”字為例，這個(gè)字位于模塊的左區(qū)，則lr=0；它位于第一頁(yè)和第二頁(yè)，則X=

113、0；它位于列地址的48-63字節(jié)，Y=48，那么“智”就可以通過(guò)(0.0.48)精確地表示出它的位置。這里要注意的是每個(gè)漢字占用的行地址是兩頁(yè)，如“智”字占的就是X0和X1，即第二行的漢字其X=2而不是1。因此，第二行的“電”就應(yīng)該表示為(0.2.0)，其它字符依此設(shè)計(jì)即可。</p><p>　　2.3.2 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器</p><p>　　HD61202及其兼容液晶顯示控制器是一種

114、帶有驅(qū)動(dòng)輸出的圖形液晶顯示控制器，而在小規(guī)模點(diǎn)陣液晶顯示模塊上使用液晶顯示驅(qū)動(dòng)器組成液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是非常有益的，這將使液晶顯示模塊的硬件電路簡(jiǎn)單化，從而降低模塊的成本，同時(shí)也提高了對(duì)軟件功能的要求。許多顯示功能如光標(biāo)、字符庫(kù)、閃爍都需要由軟件編制而成。HD61203和HD61202就是這類(lèi)液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制器套件。之所以稱(chēng)它們?yōu)樘准且驗(yàn)镠D61203和HD61202必須配套使用，通常有12864和19264兩種規(guī)格。其特點(diǎn)如下：&

115、lt;/p><p>　　1．內(nèi)藏64*64=4096位顯示RAM，RAM中每位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)LCD屏上的一個(gè)點(diǎn)的亮、暗狀態(tài)。</p><p>　　2．HD61202及其兼容控制器是列驅(qū)動(dòng)器，具有64路列驅(qū)動(dòng)輸出。</p><p>　　3．HD61202及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器讀、寫(xiě)時(shí)序與68系列微處理妻相符，因此它可直接與68系列微處理器借口相聯(lián)。</p><p

116、>　　4．HD61202及其兼容控制器的占空比為1/32~1/64。</p><p>　　2.3.3 液晶顯示模塊的特點(diǎn)</p><p>　　MGLS-12864圖形液晶顯示模塊的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)是由一片KS0107B或兼容驅(qū)動(dòng)器( HD61203 )作為行驅(qū)動(dòng)器和兩片KS0108B或兼容驅(qū)動(dòng)器(HD61203) 作為列驅(qū)動(dòng)器組成的。</p><p>　　它的主

117、要技術(shù)參數(shù)及其供電特點(diǎn)如下：</p><p>　　電源：DC+5V，模塊內(nèi)自帶用于LCD驅(qū)動(dòng)的負(fù)壓電路。</p><p>　　顯示內(nèi)容：12864全屏幕點(diǎn)陣。</p><p>　　指令形式：七種指令。</p><p>　　接口形式：與控制器采用8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)和8位控制線(xiàn)相連。</p><p>　　工作環(huán)境：－10~+50

118、℃。</p><p>　　模塊應(yīng)用有三種電源：邏輯電源、液晶驅(qū)動(dòng)電壓、背光電壓。</p><p>　　本次選用的模塊是雙電源供電（VDD/V0），需要提供一個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓，用以調(diào)節(jié)對(duì)比度，接在液晶模塊的V0引腳上，由于液晶的對(duì)比度會(huì)隨著溫度的變化而相應(yīng)變化，所以其液晶顯示驅(qū)動(dòng)電壓值應(yīng)隨著溫度作相應(yīng)的調(diào)整，這里采用了一個(gè)電位器，調(diào)整電壓值。</p><p>　　背光供

119、電為3.8-4.1V的支流電源，選用電源太大不僅增加功耗，更有可能損壞背光燈和縮短模塊的使用壽命。</p><p>　　MGLS-12864的邏輯電路圖如下：</p><p>　　圖2-8 MGLS-12864的邏輯電路圖</p><p>　　MGLS-12864液晶顯示模塊一共有20個(gè)引腳，它的接口定義如下：</p><p>　　表2-

120、2 MGLS-12864的接口電路</p><p>　　第四節(jié) 電源電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　在本次的設(shè)計(jì)中，要供電給mega16和LCD顯示模塊兩部分，而一個(gè)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(shí)際電路中用到了兩片7805。下面就一個(gè)電源電路給出設(shè)計(jì)方案，另一個(gè)同樣原理。</p><p><b>　　5V

121、電源電路的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　加圖</b></p><p>　　圖2-9 5V的電源電路設(shè)計(jì)原理圖</p><p>　　上圖是LM78××作為輸出電壓固定的典型電路圖，正常工作時(shí)，輸入、輸出電壓差為3-8V。輸入電壓PS為9V。電路中接入電容C5用來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩

122、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。D1是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入端短路時(shí)，給輸出電容器C11一個(gè)放電電路，防止C11兩端電壓作用于調(diào)壓管的be結(jié)，造成調(diào)壓管be結(jié)擊穿而損壞。其中C5、C11兩個(gè)電容只是起濾波作用選用的大小沒(méi)有特別的要求。</p><p>　　第五節(jié) 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)以上對(duì)ATmega16L芯片的

123、端口、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、以及復(fù)位電路和LCD液晶顯示等原理的介紹后，現(xiàn)在就可以完成對(duì)這部分硬件電路的設(shè)計(jì)了。再結(jié)合前面的分析采用間接訪(fǎng)問(wèn)的方式實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與液晶顯示模塊之間的連接。LCD模塊的8位數(shù)據(jù)線(xiàn)接在了Atmega16L芯片B口的8位數(shù)據(jù)線(xiàn)上，這里用了一個(gè)74LS24作為鎖存器使它們間接連接在一起。LCD的EN、D/I、CS1、CS2、R/W分別連接到PA3~PA7上，其詳細(xì)的接法見(jiàn)下圖</p><p>　　

124、圖2-10 硬件接線(xiàn)圖</p><p>　　第六節(jié) PROTEL99的應(yīng)用簡(jiǎn)介</p><p>　　經(jīng)過(guò)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(lái)便是根據(jù)前面的設(shè)計(jì)用軟件畫(huà)出其原理圖并生成ＰＣＢ板。PROTEL99SE是一個(gè)全32位的電路板設(shè)計(jì)軟件，使用該軟件可以容易地設(shè)計(jì)電路原理圖、畫(huà)元件圖、設(shè)計(jì)電路板圖、畫(huà)元件封裝圖和電路仿真。</p>

125、<p>　　在這里主要用它來(lái)繪制電路原理圖和生成印制電路板。原理圖的設(shè)計(jì)步驟如下：</p><p>　　設(shè)置原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境。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(huà)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。</p><p>　　放置元件，將電氣和電子元件放置在圖紙上。</p>&l

126、t;p>　　原理圖布線(xiàn)。元件一旦放置在原理圖上，不需要用導(dǎo)線(xiàn)將元件連接起來(lái)，連接時(shí)一定要符合電氣規(guī)則。</p><p>　　編輯和調(diào)整。編輯元件的屬性。包括元件名、參數(shù)、封裝圖等。調(diào)整元件和導(dǎo)線(xiàn)的位置等操作。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)所用的主要元件屬性如下：</p><p>　　表2-3 主要元件表</p><p>　　檢查原理圖。

127、使用電氣規(guī)則功能(ERC)檢查原理圖的連接是否合理和正確。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。</p><p>　　生成網(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，通過(guò)該表可以確認(rèn)各個(gè)元件和它們之間的關(guān)系。</p><p><b>　　打印原理圖。</b></p><p>　　對(duì)電路板的設(shè)計(jì)主要分為以下幾個(gè)步驟；<

128、/p><p>　　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。</p><p>　　進(jìn)入電路板(PCB)環(huán)境，使用電路向?qū)Т_定電路板的層數(shù)、尺寸等電路板參數(shù)。</p><p>　　使用Design/Netlist菜單，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表。</p><p>　　由于在前面的元件封裝不規(guī)范，這里面出現(xiàn)了許多錯(cuò)誤，通過(guò)請(qǐng)教老師及自己

129、的不懈努力，花了數(shù)天的時(shí)間才全部改了出來(lái)。</p><p>　　布置元件，就是將元件合理地分布在電路板上。自動(dòng)布置元件或人工布置元件，多次布置直到自己滿(mǎn)意為止。</p><p>　　人工布線(xiàn)是畫(huà)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(xiàn)，在此基礎(chǔ)上作了適當(dāng)?shù)男薷摹?lt;/p><p>　　完成修飾等工作，完成整個(gè)電路板的設(shè)計(jì)。</p

130、><p>　　接下來(lái)是焊接的工作，這部分相對(duì)來(lái)說(shuō)并不陌生，在大二時(shí)曾進(jìn)行過(guò)電子課程的實(shí)習(xí)，主要就是完成收音機(jī)的焊接。雖然以后接觸得比較少，但通過(guò)幾天的練習(xí)，還是基本圓滿(mǎn)地完成了任務(wù)。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。這塊板子面積不算大(約90cm70cm)，元器件引腳多，看起來(lái)很密集。從焊下來(lái)的結(jié)果來(lái)看，焊點(diǎn)還可以，也算比較美觀，

131、最關(guān)鍵的是沒(méi)有短路的情況發(fā)生。</p><p>　　焊接完成后，整個(gè)硬件電路原理、繪制原理路、焊接等工作已全部完成，下面轉(zhuǎn)到軟件部分的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　第三章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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(mén)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AVR單片機(jī)與C語(yǔ)言

132、編程方面的書(shū)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(kāi)展打下了基礎(chǔ)。在本章里，本人將先介紹C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)，然后介紹LCD的顯示原理、模塊的軟件特性等,接下來(lái)便是最主要的整個(gè)程序的設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.1.用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)</p><p>　　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