智能型充电器的电源和显示的设计

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1、精品资料，欢迎大家下载！毕业设计报告论文课题名称智能型充电器de电源和显示de设计以上资料仅供参考，如有侵权，留言第一时间删除！1.3.3.3.4.5.6.667.8.8.8.910.10摘要第一童概术,x-iII/U人一第一节绪论/IJI口/Ii1.1 课题背景1.2 常见充电电池特性及充电方式1.3 主要芯片de选择液晶显示模块de选择第二节毕业设计任务和要求第二章硬件电路设计第一节硬件电路主要芯片2.1.1 Atmega16LAtmega16Lde存储器第二节LCDde液晶显示2.2.1 LCDde显示原理液晶显示控制驱动器液晶显示模块de特点第三章软件设计3.1用C语言开发单片机de优

2、势3.2液晶显示汉字或字符de原理3.3LCD模块de指令说明第四章毕业总结.4.1经验总结和感谢1111111111.10LCD液晶显示已经是人机界面de关键技术.本文对基于单片机deLCD液晶显示器控制系统进行了研究.首先在绪论中介绍了本课题de课题背景、研究意义及完成de功能.本系统是以单片机de根本语言汇编语言来进行软件设计,指令de执行速度快,节省存储空间.为了便于扩展和更改,软件de设计采用模块化结构,使程序设计de逻辑关系更加简洁明了.使硬件在软件de控制下协调运作.正文中首先简单描述系统硬件工作原理,且附以系统硬件设计框图,并介绍了单片机微处理器de开展史,论述了本次毕业设计所

3、应用de各硬件接口技术和各个接口模块de功能及工作过程,并具体描述8052、8279及SED152C#接电路接口de软、硬件调试.其次阐述了程序de流程和实现过程.本文撰写de主导思想是软、硬件相结合.以硬件为根底,来进行各功能模块de编写.最后对我所开发de用单片机实现LCDft晶显示器控制原理de设计思想和软、硬件调试作了详细de论述.关键词：单片机；微处理器；LCD8279、八刖日随着越来越多de手持式电器de出现,对高性能、小尺寸、重量轻de电池充电器de需求也越来也大.电池技术de持续进步也要求更复杂de充电算法以实现快速、平安de充电.因此需要对充电过程进行更精确de监控,以缩短充

4、电时间、到达最大de电池容量,并预防电池损坏.AVR已经在竞争中领先了一步,被证明是下一代充电器de完美控制芯片.AtmelAVR微处理器是当前市场上能够以单片方式提供Flash、EEPROM和10位ADC勺最高校de8位RISC微处理器.由于程序存储器为Flash,因此可以不用象MASKROM样,有几个软件版本就库存几种型号.Flash可以在发货之前再进行编程,或是在PCBtt装之后再通过ISP进行编程,从而允许在最后一分钟进行软件更新.EEPROM用于保存标定系数和电池特性参数,如保存充电记录以提升实际使用de电池容量.而其他方案为了到达此目de,可能需要外部ADC不但占用PCBS问,也提

5、升了系统本钱,AV眼目前唯一de针对像“C这样de高级语言而设计de8位微处理器.C代码似设计很容易进行调整以适合当前和未来de电池,而本次智能型充电器显示程序de编写那么就是用C语言写de.第一章概述第_节绪论课题背景如今,随着越来越多de手持式电器de出现,对高性能、小尺寸、重量轻de电池充电器de需求也越来越大.电池技术de持续进步也要求更复杂de充电算法以实现快速、平安de充电.因此需要对充电过程进行更精确de监控,以缩短充电时间、达到最大de电池容量,并预防电池损坏.与此同时,对充电电池de性能和工作寿命de要求也不断地提升.从20世纪60年代de商用密封电池到近几年de锐氢和锂里子

6、技术,可充电电池容量和性能得到了飞速de开展.目前各种电器使用de充电电池主要有锐镉电池NiCd、锐氢电池NiMH、锂电池和密封铅酸电池SLA四种类型.电池充电是通过逆向化学反映将能量存储到化学系统里实现de.由于使用de化学物质de不同,电池有自己de特性.世纪充电器时要仔细了解这些特性以预防过度充电而损坏电.目前,市场上卖de最多de事旅行充电器,但是严格从充电电路上分析,只有很少局部充电器才能真正意义上被称为智能充电器,随着越来越多de手持电器de出现,对高性能、小尺寸、轻重量de电池充电器de需求也越来越大.电池技术de持续进步也要求更复杂de充电算法以实现快速、平安地充电,因此,智能

7、型充电电路通常包括了恒流/恒压控制环路、电池电压检测电路、电池温度检测电路、外部显示电路LCD或LCD显示等根本单元.常见充电电池特性及充电方式电池充电时通过逆向化学反响将能量存储到化学系统里实现de,由于使用de化学物质de不同,电池de特性也不同,其充电方式也不大一样.电池de平安充电现代de快速充电器即电池可以在小于3小时de时间里充满电,通常是一个小时需要能够对单元电压、充电电流和电池温度进行精确地测量,在充满电de同时预防由于过充电造成de损坏.充电方法SLA电池和锂电池de充电方法为恒定电压法要限流,NiCd电池和NIMH电池de充电方法为恒定电流法,且具有几个不同de停止充电de

8、判断方法.最大充电电流最大充电电流与电池容量C有关,最大充电电流往往以电池容量de数值来表示,例如,电池de容量为750MAH充电电流为750MAH冲动电流为750MA那么充电电池为1C1倍de电池容量.假设娟流充电时电流为C/40,那么充电电流即为电池容量除以40.过热电池充电是将电能传输到电池de过程,能量以化学反响得方式保存了下来.但不是所有de电能都转化为了电池中de化学能.一些电能转化了热能,对电池起了加热de作用.当电池充满后,假设继续充电,那么所有de电能都将转化为电池de热能.在快速充电时这将使电池快速升温,假设不及时停止充电就会造成电池de损坏,因此,在设计电池充电器时,对温

9、度进行监控并及时停止充电时非常重要de.现代消费类电器主要使用如下四种电池：密封铅酸电池SLA锐铭电池NiCd锐氢电池NiMH锂电池Li-Ion在正确选择电池和充电算法时需要了解这些电池de背景知识.密封铅酸电池SL3密封铅酸电池主要用于本钱比空间和重量更重要de场合,如UPSffl报警系统de备份电池.SLA电池以恒定电压进行充电,辅以电流限制以预防在充电过程de初期电池过热.只要电池单元电压不超过生产商de规定典型值为2.2V,SLA电池可以无限制地充电.锐镉电池NIMH在轻重量de手持设备中如、手持摄像机,等等锐氢电池是使用最广de,这种电池de容量比NiCdde大,由于过充电会造成NI

10、MH电池de失效,在充电de容量比NiCdde大.由于过充电会造成NIMH电池de失效,在充电过程中进行情却地测量以在适宜de时间太难搞之实非常重要de,和NiCd电池一样,极性反转时电池会损坏,NIMH电池de自放电率大概为20%阴.和NiCd电池一样,NIMH电池也为恒定电流充电.锂电池Li-Ion和本文中所述de其他电池相比,锂电池具有最高de能量/重量比和能量/体积比.锂电池以恒定电压进行充电,同时要有电流限制以预防在充电过程de初期电池过热.当充电电流下降到生产商设定de最小电流时就要停止充电.过充电将造成电池损坏,甚至爆炸.1.1.3 主要芯片de选择ATMEL公司是世界上有名de

11、生产高性能、低性能、非易失性存储器和各种数字模拟IC芯片de半导体制造公司.在单片机微控制器方面,ATME公司有AT89AT90ARME个系列单片机de产品.由丁8051本身结构de先天性缺乏和近年来各种采用新型结构和新技术单片机de产品.由丁8051本身结构de先天性缺乏和近年来各种采用新型结构和新技术单片机de不断涌现,现在de单片机市场是白花齐放.ATMELffi这种强大市场压力下.发挥Flash存储器de技术特长,丁1997年研发推出了个新配置de、采用精简指令集RISCReducedInstructionsetcpu)结构de新型单片机,简称AVR片机.精简指令集RISC结构是20世

12、纪90年代开发出来de,结合了半导体案成技术和软例-性能de新结构.AVF片机采用RISC结构,具有1MIPS/MHZ勺高速运行处理水平.为了缩短产品进入市场时间,简化系统de维护和支持,对丁单片机组成de嵌入式系统来说,用高级语言编程已成为一种标准编程方法.液晶显示模块de选择LCDde构造是在两片平行de玻璃当中放置液态de晶体,两篇玻璃中间有许多垂直和水平de细小电线,透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向,将光线折射出来产生画面.比CRT要好de多,但是价钱较其贵,现在LCD已经替代CRT成为主流,价格也已经下降了很多,并已充分de普及,在单片机系统中使用液晶显示模块作为输出器件有以下

13、优点：显小质量局液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度,包定发发光,因此液晶显示器画质高而且不会闪烁.数字式接口液晶显示器都是数字式接口,和单片机de系统de接口更为简单.1. 体积小,重量轻2. 功率消耗小功耗主要消耗在其内部de电极和驱动上面,因此耗电量比其他显示器要小de多.单片机与液晶显示模块之间de连接方式分为直接访问和间接控制方式两种.第二节毕业设计任务和要求智能型充电器主要为硬件设计和软件设计.软件设计de话需要掌握AVR单片机de相关内容.ICCAVF译器de应用.设计128*64液晶显示控制电路和用C语言编制LCD显示程序,用图形显示方式充电器电压、电流等参数

14、,硬件设计de话需要掌握各功能子模块de硬件电路de设计.第二章硕件电路设计第一节硬件电路主要芯片Atmega16L主要引脚说明引脚说明：VCC数字电路de电源GND端口端口A(PA7-PA0端口A作为A/D转换器de模拟输入端.端口A为8位为双向I/O口,具有可编程de内部上拉电阻.其输出缓冲器具有对称de驱动特性,可以输出和吸收大电流,作为输入使用时.假设内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流,在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端组A处于高祖状态.端口B(PB7-PB0端口B为端口B为8位为双向I/O口,具有可编程de内部上拉电阻.其输出缓冲器具有对称de驱动特性,可以输出和吸

15、收大电流,作为输入使用时.假设内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流,在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端组B处于高祖状态.端口B(PB7-PB0端口B为端口B为8位为双向I/O口,具有可编程de内部上拉电阻.其输出缓冲器具有对称de驱动特性,可以输出和吸收大电流,作为输入使用时.假设内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流,在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端组C处于高祖状态.如果JTAG接口使能,即使复位出现引脚PC5(TDI)、PC3(TM$与PC2(TKQde上拉电阻被激活.2.1.1 Atmega16Lde存储器AVR片机在片内集成了Flash程序存储器、SAR

16、吸据存储器和EEPRO敝据存储器.三个存储器空间相互独立,物理结构也不同.程序存储器为闪存存储器FlashROM以16位为一个存储单元,作为数据读入是,以字节为单位,而擦鞋、写入那么是以写为单位de.SAMK据存储器是以8位为一个存储单元,编止方式采用与工作存放器、I、.存放器和SRA蜓一寻址de方式.EEPROM据存储器也是以8位为一个存储单元,对其de读写操作都以字节为单位.(1) Flash程序存储器Atmega16L单片机具有16KBdeft线编程Flash,以用于存放程序指令代码.Flash存储器至少可以擦鞋10000次.Atmega16Lde程序计数器(PQ为13位,因此可以寻址8

17、K字de程序存储器空间.常数可以保存于整个程序存储器地址空间.SRAMR据存储器数据存储器de寻址方式为5分钟：直接寻址、带偏移量de间接寻址、间接寻址、带预减量de间接寻址以及带后增量de间接寻址.直接寻址范围可达整个数据区.Atmega16Lde全部32个通用存放器、64个I/O存放器及1024个字节de内部数据SRAMT以通过所有上述de寻址模式进行访问.(2) EEPRO瞰据存储器Atmega16L包含512BdeEEPROM数据存储器.Atmega16LdeEEPROM用寿命至少为10万次de擦些循环,执行EEPROM操作时,CPU停止工作4个周期,然后执行后续指令,之星EEPROM

18、操作时,CP绘停止工作2个周期,然后再执行后续指令,EEPROM据存储器与Flash程序存储器和数据存储器SRAM!互独立.第二节LCDde液晶显示de显示原理LCD由两块玻璃板构成,厚约1MM其间由包含有液晶材料de5um均匀间隔隔开,由于液晶材料本身并不发光,所以在显示两边都设有作为光源de灯固管,而在液晶显示屏反面有一块背光板(或称匀光板)和反光膜,背光板是由荧光物质组成de可以发射光线,其作用主要是提供均匀de背景光源,背光板发出de光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万液晶液滴层.液晶层中de液滴都被包含在细小de单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上de一个像素.在玻璃板

19、与液晶材料之间是透明de电极,电机分为行和列,在行和列de交义点上,通过改变电压而改变液晶de炫光状态,液晶材料de作用类似于一个个小de光阀.在液晶材料周边是控制电路局部和驱动电路局部.当LC中de电极产生电场时,液晶分子就会产生扭曲,从而将穿越其中de光线进行有规那么de折射,然后经过第二层过滤层de过滤在屏幕上显示出来.液晶显示控制驱动器HD61202其其兼容液晶显示控制器是一种带有驱动输出de图形液晶显示控制器,而在小规模点阵液晶显示模块上使用液晶显示驱动器组成液晶显示驱动控制系统是非常有益de,这将使液晶显示模块de硬块电路简单化,从而降低模块de本钱,同时也提高了对软件编制而成.H

20、D6120侨日HD61202是这类液晶显示驱动控制器套件.之所以称他们为套件是由于HD6120痢HD61202必须配套使用,通常有12864和19624两种规格.液晶显示模块de特点MGLS-1286物形液晶显示模块de驱动和控制系统是由一片KS0107E兼兼容驱动器(HD61203作为行驱动器和两片KS0108E兼兼容驱动器(HD61203作为列驱动器组成de.它de主要技术参数及其供电特点如下：(1) 电源：DC+5V模块内自带用于LCD动de负压电路.(2) 显示内容：128*64全屏幕点阵.(3) 指令形式：七种指令.(4) 接口形式：与控制器采用8位数据总线和8位控制线相连.(5)

21、工作环境：-10+50摄氏度模块应用有三种电源：逻辑电源、液晶驱动电压、背光电压.(6) 本次选用de模块是双电源供电(VDD/VO.需要提供一个液晶驱动电压,用以调节比照度,接在液晶模块deVO引脚上,由于液晶de比照度会随着温度de变化而相应变化,所以液晶显示驱动电压指应随着温度作相应de调整,这里采用了一个点位器,调整电压值.(7) 背光供电为3.8-4.1Vde支流电源,选用电源太大不仅增加功耗,更有可能损坏背光灯和缩短模块de使用寿命.MGLS-1268夜晶显示模块一共有20个引脚.第三章软件设计3.1用C语言开发单片机de优势C语言是一种编译形de结构化程序设计语言,具有简单de语

22、法结构和强大de处理功能,具有运行速度快、编译效率高,移植性好和可读性强等多种优点,可以实现对系统硬件de操作,用C语言来编写目标系统软件,可以大大缩短开发周期,且明显地增加软件de可读性,便于改良和扩充,从而开发出大规模、高性能de应用系统.其优势如下：1) 可以大幅度加快开发进度,程序量越大,用C语言就越有优势.2) 无需精通单片机指令集和具体de硬件,也能够编出符合硬件实际专业水平de程序.3) 可以实现软件de结构化编程,使得软件de逻辑结构变得活晰,有条理、便于开发小组方案任务、分工合作.源程序de可读性和可维护性都很好.4) 省去了人工分配单片机资源de工作,在汇编语言中为每个字程

23、序分配单片机de资源,在使用C语言后,只要在代码中申明一下变量de类型,编译器就会自动分配相关资源,根本不需要人工十预,从而有有地预防了人工分配单片机资源de过失.5) 汇编语言de可移植性很差,而C语言只要将一些与硬件相关de代码作适当de修改,就可以方便地移植到其他种类de单片机上.6) C语言提供auto、staticflash等存储类型,针对单片机de程序存储空间、数据存储空间及EEPRO陲问自动为变量合理de分配空间,而且C语言提供复杂de数据类型,极大地增强了程序处理水平和灵活性.C编译器能够自动实现终端服务程序de现场保护和恢复,并且提供常用de标准函数库.瓜皮帽供用户使用,并且

24、C编译器能自动生成一些硬件de初始代码.7对于一些复杂系统de开发,可以通过移植或C编译器提供de实时操作系统来实现.3.2 液晶显示汉字或字符de原理LCD本身不发光只是调节光de亮度,目前市面上deLCDde显示器都是利用液晶de扭曲一向列效应制成,这是一种电场效应,夹在两片导电玻璃电极问de液晶经过一定处理,它内部de分子呈直角扭曲,当线性偏振光透过其偏振面便会扭曲结构消失.当去掉电场后液晶分子乂恢复扭曲结构.把这样de液晶至于两个偏振片之间,改变偏振片相对位置就可以得倒白底黑字或黑底白字dede显示形式.3.3 LCD模块de指令说明只有了解了LCD液晶模块de指令系统,才能完成显示程

25、序de设计.KS0108B及其兼容控制驱动器61202de指令系统比拟简单,一共只有7条指令.从作用上可分为两类.第一条指令和第二条指令为现实状态设置类,其余指令为数据读/写操作指令.第四章毕业总结4.1经验总结和感谢经过2年半de机电一体化专业课程de学习,谦虚自律de我,乐观向上,能够吃苦耐劳,有较强de自学水平和适应水平,当然,我觉得我在人际关系上面也不错,但偶尔爱发脾气,这需要改改.生活上,崇尚淳质简朴有着良好de生活习惯和正派de生活作风,在我们工作de每条生产线上,其实都是一个团体,局部你我个体,只有团结互助才能做好每一个工作,每一个步骤到每一个细节甚至是一个小小de螺丝都离不开团队de协作,可以说每一件测试成功de已成品流向市场,都凝聚着团队协作精神.三年时光,匆匆,太匆匆.一切恍如昨日历历在目,转眼问,各走天涯.回首3年de点点滴滴生活.感慨万分,万千思绪在心头.说不出,道不尽,心中多少欢乐.忧愁.我de指导老师在大学三年里给了我莫大de帮助,无论是在学习上还是在生活里de过程中都教会了我许多许多,他不仅教授我专业知识,更教会了我很多为人处世de道理,在他de悉心指导下,我也慢慢地理解了更多de专业知识,在我论文de整个写作过程中,他从论文de选题、提纲de撰写,使我能够按时根据学院要求顺利地完成整篇论文,我很庆幸在大学里遇上这样一位好老师,感谢老师！