智能型充電器的電源和顯示的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)40論文41-資料下載頁(yè)

【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過(guò)的材料。均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。LCD液晶顯示已經(jīng)是人機(jī)界面的關(guān)鍵技術(shù)。本系統(tǒng)是以單片機(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。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。功能及工作過(guò)程,并描述了8052、8279及SED1520外接電路接口的軟、硬件調(diào)試。其次闡述了程序的流程和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。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。

　　

【正文】 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。 (8) 背光供電為 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。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 26 MGLS12864 的邏輯電路圖如下： 圖 28 MGLS12864的邏輯電路圖 MGLS12864 液晶顯示模塊一共有 20個(gè)引腳，它的接口定義如下： 表 22 MGLS12864的接口電路 序號(hào) 符號(hào) 狀態(tài) 功 能 １ D7 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 ２ D6 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 ３ D5 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 4 D4 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 5 D3 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 6 D2 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 7 D1 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 8 D0 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 9 E 輸入 R/W=“ L”， E 的下降沿鎖存數(shù)據(jù)線 R/W=“ H”， E 為“ H”時(shí)，數(shù)據(jù)由控制器輸出至數(shù)據(jù)線 10 R/W 輸入 R/W=“ L”， E=“ H”數(shù)據(jù)由控制器輸出數(shù)據(jù)線 R/W=“ H” ， E 的下降沿，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線輸入到控制器 11 D/I 輸入 D/I=“ L”，表示 DB7~DB0 為顯示數(shù)據(jù) D/I=“ H”，表示 DB7~DB0 為顯示指令 12 V0 — 液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓 HD61202 * LCD: VGLS12864 128? 64 DOTS 64 HD61202 (1) HD61202 (2) 64 64 VDD VSS V0 /CSA /CSB DB0 DB7 D/I R/W E 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 27 13 VCC — 電源正 14 GND — 電源地 15 CS1 輸入 片選信號(hào) 16 CS2 輸入 片選信號(hào) 17 VOUT — LCD 負(fù)壓驅(qū)動(dòng)電壓 18 RET 輸入 復(fù)位信號(hào) 19 LED+ — 顯示模塊背光電源 20 LED — 顯示模塊背光電源 第四節(jié) 電源電路的設(shè)計(jì) 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。 5V電源電路的設(shè)計(jì) 加圖 圖 29 5V 的電源電路設(shè)計(jì)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(shí) ，輸入、輸出電壓差為 38V。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 C 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。 第五節(jié) 硬件電路設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)對(duì)以上對(duì) ATmega16L 芯片的端口、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。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 28 LCD 模塊的 8 位數(shù)據(jù)線接在了 Atmega16L 芯片 B 口的 8 位數(shù)據(jù)線上，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、 CS CSR/W 分別連接到 PA3~PA7 上，其詳細(xì)的接法見(jiàn) 下 圖 圖 210 硬件接線圖 第六節(jié) PROTEL99 的應(yīng)用簡(jiǎn)介 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。 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： (1) 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)置主要包括南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 29 圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格、模板設(shè)置等。 (2) 放置元件，將電氣和電子元件放置在 圖紙上。 (3) 原理圖布線。元件一旦放置在原理圖上，不需要用導(dǎo)線將元件連接起來(lái)，連接時(shí)一定要符合電氣規(guī)則。 (4) 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)線的位置等操作。 本次設(shè)計(jì)所用的主要元件屬性如下： 表 23 主要元件表 說(shuō)明 編號(hào) 封裝 元件名稱 單片機(jī) U1 DIP40 Atmega16 LCD J2 DIP20 LCD模塊 電阻 R RES2 電容 C CAP 鎖存器 U5 DIP20 74LS245 NPN三極管 Q TO46 2N2222A 晶體 X XTAL1 XTAL 通用運(yùn)放 U2A， U2B DIP8 LM358 (5) 檢查原理圖。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。 (6) 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。 (7) 打印原理圖。 對(duì)電路板的設(shè)計(jì)主要分為以下幾個(gè)步驟； (1)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。 (2)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)。 (3)使用 Design/Netlist 菜單，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表。 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)教老師及自己的不懈努力，花了數(shù)天的時(shí)間才全部改了出來(lái)。 (4)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意為止。 人工布線是畫(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，南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 30 只得先采用自動(dòng)布線，在此基礎(chǔ)上作了適當(dāng)?shù)男薷摹? (5)完成修飾等工作，完成整個(gè)電路板的設(shè)計(jì)。 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 90cm? 70cm)，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，最關(guān)鍵的是沒(méi)有短路的情況發(fā)生。 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)。 第三章 軟件設(shè)計(jì) 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)。 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)單片機(jī)的優(yōu)勢(shì) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 31 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，移植性好和 可讀性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)便件的直接操作。用 C語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)目標(biāo)系統(tǒng)軟件，可以大大縮短開(kāi)發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而開(kāi)發(fā)出大規(guī)模、高性能的應(yīng)用系統(tǒng)。其優(yōu)勢(shì)如下： (1) 可以大幅度加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度，程序量越大，用 C語(yǔ)言就越有優(yōu)勢(shì)。 (2) 無(wú)需精通單片機(jī)指令集和具體的硬件，也能夠編出符合硬件實(shí)際專業(yè)水平的程序。 (3) 可以實(shí)現(xiàn)軟件的結(jié)構(gòu)化編程，使得軟件的邏輯結(jié)構(gòu)變得清晰、有條理、便于開(kāi)發(fā)小組計(jì)劃任務(wù)、分工合作。源程序的可讀性和可維護(hù)性都很好。 (4) 省去了人工分配單片機(jī)資源的工作，在匯編語(yǔ)言中要為每一個(gè)子程序 分配單片機(jī)的資源。在使用 C語(yǔ)言后，只要在代碼中申明一下變量的類型，編譯器就會(huì)自動(dòng)分配相關(guān)資源，根本不需要人工干預(yù)，從而有效地避免了人工分配單片機(jī)資源的差錯(cuò)。 (5) 匯編語(yǔ)言的可移植性很差，而 C 語(yǔ)言只要將一些與硬件相關(guān)的代碼作適當(dāng)?shù)男薷模涂梢苑奖愕匾浦驳狡渌N類的單片機(jī)上。 (6) C 語(yǔ)言提供 auto、 static、 flash 等存儲(chǔ)類型，針對(duì)單片機(jī)的程序存儲(chǔ)空間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間及 EEPROM 空間自動(dòng)為變量合理地分配空間，而且 C語(yǔ)言提供復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，極大地增強(qiáng)了程序處理能力和靈活性。 C編譯器能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場(chǎng)保 護(hù)和恢復(fù)，并且提供常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)，供用戶使用。并且 C編譯器能自動(dòng)生成一些硬件的初始化代碼。 (7) 對(duì)于一些復(fù)雜系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，可以通過(guò)移植 (或 C編譯器提供 )的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 正由于 C 語(yǔ)言在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的優(yōu)勢(shì)，這次設(shè)計(jì)的所有程序設(shè)計(jì)都將采用 C語(yǔ)言編寫(xiě)，且通過(guò) ICCAVR 編譯器操作 AVR 的硬件資源。 液晶顯示漢字或字符的原理 LCD 本身不發(fā)光只是調(diào)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(yīng)制成，這是一種電場(chǎng)效應(yīng)，夾在兩片導(dǎo)電玻璃電極間的液晶經(jīng)過(guò)一定處理，它內(nèi)部的分子呈直角扭曲， 當(dāng)線性偏振光透過(guò)其偏振面便會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)直角。當(dāng)在玻璃電極上加上電壓后，在電場(chǎng)作用下，液晶的扭曲結(jié)構(gòu)消失，偏振光便可以直接通過(guò)。當(dāng)去掉電場(chǎng)后液晶分子又恢復(fù)取扭曲結(jié)構(gòu)。把這樣的液晶南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 32 置于兩個(gè)偏振片之間，改變偏振片相對(duì)位置就可以得到白底黑子或黑底白字的顯示形式。結(jié)合以上知識(shí)具體顯示原理如下： ( 1 ) 線段的顯示 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M*N個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD顯示屏有 64行，每行有128列，每 8列對(duì)應(yīng) 1字節(jié)的 8位，即每行由 16字節(jié)，共 16*8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上 64*16個(gè)顯示單元與顯示 RAM區(qū) 1024字節(jié)相 對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由 RAM區(qū)的 00H~00FH的 16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng) (000)=FFH時(shí)，如屏的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為 8個(gè)點(diǎn)；當(dāng) (3FFH)=FFH時(shí)，則顯示屏的右下角顯示一條短亮線；當(dāng) (000H)=FFH， (001H)=00H，(002H)=FFH， (003H)=00H， ? (00EH)=FFH， (00FH)=00H時(shí)，則在屏的頂部顯示一條由 8段亮線和 8段暗線組成的虛線。這就是 LCD顯示的基本原理。 ( 2 ) 字符的顯示 用 LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比 較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6*8或 8*8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同的位為“ 1”，其它的為“ 0”，為“ 1”的點(diǎn)亮，為“ 0”的不亮，這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器 (如 HD61202)來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 ( 3 ) 漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼，每 個(gè)漢字占 32B，分左右兩半部，各占 16B，左邊為 5? 右邊為 6?根據(jù)在 LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找到顯示 RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的一字節(jié)，光標(biāo)位置加 1，送第二字節(jié)，按行按列對(duì)齊，送第三字節(jié)??直到 32B顯示完就可在 LCD上得到一個(gè)完整的漢字。 LCD 模塊的指令說(shuō)明 要完成顯示程序的設(shè)計(jì)，必須了解 LCD 液晶模塊的指令系統(tǒng)。這里采用的LCD 是北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)公司生產(chǎn)的 MGLS 系列圖形液晶顯示模塊，其內(nèi)藏KS0108B/HD61202 控制器。