智能型充電器的電源和顯示的設計畢業設計40論文41-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 xt 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 write. 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 adjusted to try to make the detailed treatise. Keywords Micro Controller Unit Microprocessor LCD 8279 南 京 工 程 學 院 畢 業 論 文 作 者： 學 號： 系 部： 自動化 專 業： 自動化 題 目： 智能型充電器的電源和顯示的設計 指導者： (姓 名 ) (專業技術職務 ) 評閱者： (姓 名 ) (專業技術職務 ) 2021 年 06 月 南 京 畢 業 論 文 中 文 摘 要 LCD液晶顯示已經是人機界面的關鍵技術。本文撰寫的主導思想是軟、硬件相結合，以硬件為基礎，來進行各功能模塊的編寫。Flash 可以在發貨之前再進行編程，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。因此需要對充電過程進行更精確的監控，以縮短充電時間、達到最大的電池容量，并防止電池損壞。電池技術的持續進步也要求更復雜的充電算法以實現快速、安全地充電，因此，需要對充電過程進行更精確地監控 (例如對充、放電電流、充電電壓、溫度等的監控 )，以縮短充電時間，達到最大的電池容量，并防止電池損壞。 AVR 是目前唯一的針對象 “C” 這樣的高級語言而設計的 8 位微處理器。 過熱 電池充電是將電能傳輸到電池的過程。 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和報警系統的備份電池。為了防止損壞電池包，需要不間斷地監控電壓。和NiCd 電池一樣， NiMH 電池也為恒定電流充電。 ATMEL 在這種強大市場壓力下，發揮 Flash 存儲器的技術特長，于 1997 年研發并推出了個新配置的、采用精簡指令集 RISC(Reduced Instruction Set CPU)結構的新型單片機，簡稱 AVR 單 片機。 AVR單片機是用一個時 鐘周期執行一條指令的，它是在 8 位單片機中第一個真正的 RISC 結構的單片機。 (2) 先進的 RISC 結構： 131 條指令 – 大多數指令執行時間為單個時鐘周期 32個 8 位通用工作寄存器 全靜態工作 (3) 非易失性數據和程序存儲器： 16K 字節的系統內可編程 Flash，擦寫壽命可達到 10,000 次以上 。 (8) 具有一個 10位的 AD轉換器，能對來自端口 A的 8位單端輸入電壓進行采樣。 AVR 運用 Harvard 結構概念，具有預取指令的特性，即對程序存儲和數據存取使用不 同的存儲器和總線。 單片機還在片內集成了可擦寫 100000 次的 2E PROM 數據存儲器，等于又增加了一個芯片，可用于保存系統的設定參數、固定表格和掉電后的數 據，既方便了使用，減小了系統的空間，又大大提高了系統的保密性。 第二節 畢業設計任務和要求 智能充電器的設計包括硬件和軟件兩大部分，本人的主要任務是完成充電器設計的 LCD 顯示部分，其主要 涉及的知識包括： (1) 自學 AVR 單片機的相關內容。為了更有效地完成這個課題，特列出了如下計劃： 表 11 畢業設計進度表 起止時間 工 作 內 容 第 1~2 周 熟悉課題的基本要求，查閱相關資料，初步擬定設計的整體方案，完成開題報告。 南京工程學院畢業設計說明書 (論文 ) 16 這次畢業設計是由郭偉同學和本人共同合作完成，由他完成充電 部分的硬件電路的設計，和這邊的顯示部分相結合，共同完成智能充電器的設計。 (二 )間接控制方式 10K 負電源 GND MPU LCM接口 圖 22 間接控制方式電路圖 間接控制方式是單片機通過自身的或系統中的并行接口與液晶顯示模塊連接。 端口 A 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。 端口 C(PC7～ PC0) 端口 C 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。在復位過程中，即使系統時鐘還未起振，端口 D處于高阻狀態。 AREF A/D 的模擬基準輸入引腳。關于 用 SPI 或 JTAG 接口實現對 Flash 的串行下載 ，南京工程學院畢業設計說明書 (論文 ) 21 將在軟件部分作詳細的介紹。 Atmega16L的系統復位 Atmega16L有五個復位源： (1) 上電復位。 Vcc RESET WDT 1 XTAL Cycle TIMEOUT RESET tTOUT TIMEOUT INTERNAL RESET 圖 28 看門狗復位時序圖 (4) 掉電檢測復位。現就點陣型 LCD的顯示原理、模塊特點等做一簡要介紹。 上面已經介紹到， MGLS19264 液晶模塊中液晶屏顯示區為 192 64 點陣，其中，它們的每 8 個像素行組成一頁，整個顯示區共分為 8頁，每 64 列為一個區，這樣，它就有左、中、右 3個區，它的顯示區示意圖如下： 左區 中區 右區 0 1 2 ? 62 63 64 65 ? 127 128 129 ? 191 DB0 ? DB7 ? DB0 ? DB7 圖 29 液晶屏顯示區示意圖 液晶模塊顯示字符是從上到下，從左到右進行顯示的。這里要注意的是每個漢字占用的行地址是兩頁，如“智”字占的就是 X0 和 X1，即第二行的漢字其 X=2 而不是 1。 3． HD61202及其兼容控制驅動器讀、寫時序與 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。 (6) 模塊應用有三種電源：邏輯電源、液晶驅動電壓、背光電壓。 D1 是保護二極管，當輸入端短路時，給輸出電容器 C11 一個放電電路，防止 C11 兩端電壓作用于調壓管的 be 結，造成調壓管 be 結擊穿而損壞。原理圖的設計步驟如下： (1) 設置原理圖設計環境。調整元件和導線的位置等操作。 (2)進入電路板 (PCB)環境，使用電路向導確定電路板的層數 、尺寸等電路板參數。雖然以后接觸得比較少，但通過幾天的練習，還是基本圓滿地完成了任務。用 C語言來編寫目標系統軟件，可以大大縮短開發周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而開發出大規模、高性能的應用系統。 (6) C 語言提供 auto、 static、 flash 等存儲類型，針對單片機的程序存儲空間、數據存儲空間及 EEPROM 空間自動為變量合理地分配空間，而且 C語言提供復雜的數據類型，極大地增強了程序處理能力和靈活性。把這樣的液晶南京工程學院畢業設計說明書 (論文 ) 32 置于兩個偏振片之間，改變偏振片相對位置就可以得到白底黑子或黑底白字的顯示形式。這里采用的LCD 是北京精電蓬遠顯示技術公司生產的 MGLS 系列圖形液晶顯示模塊，其內藏KS0108B/HD61202 控制器。 ( 2 ) 字符的顯示 用 LCD顯示一個字符時比 較復雜，因為一個字符由 6*8或 8*8點陣組成，既要找到和顯示屏上某幾個位置對應的顯示 RAM區的 8字節，還要使每字節的不同的位為“ 1”，其它的為“ 0”，為“ 1”的點亮，為“ 0”的不亮，這樣一來就組成某個字符。 正由于 C 語言在系統開發中的優勢，這次設計的所有程序設計都將采用 C語言編寫，且通過 ICCAVR 編譯器操作 AVR 的硬件資源。源程序的可讀性和可維護性都很好。 焊接完成后，整個硬件電路原理、繪制原理路、焊接等工作已全部完成，下面轉到軟件部分的設計。自動布置元件或人工布置元件，多次布置直到自己滿意為止。 (6) 生成網絡表。元件一旦放置在原理圖上，不需要用導線將元件連接起來，連接時一定要符合電氣規則。南京工程學院畢業設計說明書 (論文 ) 28 LCD 模塊的 8 位數據線接在了 Atmega16L 芯片 B 口的 8 位數據線上，這里用了一個 74LS24 作為鎖存器使它們間接連接在一起。下面就一個電源電路給出設計方案，另一個同樣原理。 (2) 顯示內容： 128? 64全屏幕點陣。 HD61203和 HD61202就是這類液晶顯示驅動控制器套件。用 lr 來表示漢字的區域，當 lr=0，表示左區； lr=1，表示中區； lr=2，表示右區。具體到軟件設計時，則需設計一判忙程序，在判斷 BUSY=0 后，再往下進行操作。 第三節 LCD液晶顯示 LCD的顯示原理 液晶顯示器是一種功耗極低的顯示器。引腳 RESET上的低電平持續時間大于最小脈沖寬度時 MCU復位。它是作為一個獨立的數據空間而存在的，可以按字節讀寫。因為 AVR指令為 16位或 32位，故 Flash組織成 8K? 16的形式。 XTAL2 反向振蕩放大器的輸出端。如果 JTAG接口使能，即使復位出現引腳 PC5(TDI)、 PC3(TMS)與 PC2(TCK)的上拉電阻被激活。 端口 B(PB7～ PB0) 端口 B 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。在圖中以 P1口作為數據口， 為 CSA， 為 CSB， 為使能端， 為 R/W 和 為 D/I 信號。如圖 21 和圖 22 所示，其中左為單片機，右為液晶顯示模塊。 第 9~12 周 1. 設計 LCD顯示電路， 電源電路， 用 Protel99 繪制原理圖，和同學一起完成整個充電電路原理圖，并繪制印制電路板。 這次設計要解決的關鍵問題是如何用 Atmega16L 芯片控制 LCD 模塊及用 C語言編制相應的顯示程序．隨著單片機的開發應用，其相應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。