摘抄：智能充電器的電源和顯示的設計

發布日期 : 2018年06月16日00時00分00秒

第一章　緒論

充電器才能真正意義上被稱為智能充電器，隨著越來越多的手持式電器的出現，對高性能、小尺寸、輕重量的電池充電器的需求也越來越大。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(li)如對充、放電(dian)電(dian)流(liu)、充電(dian)電(dian)壓、溫(wen)度等的(de)監控)，以縮短(duan)充(chong)電(dian)時間(jian)，達到最大的電(dian)池(chi)容量，并(bing)防止(zhi)電(dian)池(chi)損壞(huai)。

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(shi)部分，其主要涉及的(de)知識包(bao)括：

(1) 自學AVR單片機的相關內容。

(2) 設計電源電路。

(3) 設(she)計128*64液晶顯(xian)示控(kong)制電路(lu)和用(yong)C語(yu)言編制LCD顯(xian)示(shi)程序，用圖形(xing)方式顯(xian)示(shi)充電(dian)器電(dian)壓、電(dian)流(liu)等參數。

(4) 手工焊接(jie)和ICCAVR編譯器的應用。

第(di)二章(zhang) 硬件(jian)電路設計

經過前面對充電器原理、液晶模塊、ATmega16L等的總體了解和掌握以及對各種元器件和電路圖的分析和比較后，現在就可以開始進入硬件電路的設計了。在本章里，首先將介紹一下液晶模塊訪問方式的兩種接口電路，然后對LCD顯示電路原理圖作一個詳細的介紹，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PROTEL99的使用和PCB板的繪制以及焊接做一簡單介紹，然后再將自己的設計思想和同組人所設計的兩部分結合，達成統一。

通過比較再結合本次設計的實際條件，由于Atmega16L芯片沒有WR、RD管腳，而且為了使電路簡單且方便軟件實現，所以最終決定采用間接控制的方式來設計LCD顯示電路。

2.1 硬件電路主要芯片

2.1.1 ATmega16L主要引腳(jiao)芯片

以下(xia)是ATmega16L的引腳配置：

圖2-1 ATmega16L芯片引腳

引腳說明：

VCC 　　　　　　　數字電(dian)路(lu)的電(dian)源

GND 　　　　　　　地

端口A(PA7～PA0) 　端口A 作為A/D 轉換器的模擬輸入(ru)端(duan)。

端口A 為8 位雙向(xiang)I/O 口(kou)，具有可編程的(de)內部上拉電(dian)(dian)阻。其(qi)輸出緩沖器具有對稱(cheng)的(de)驅動特性，可以輸出和吸收(shou)大(da)電(dian)(dian)流(liu)。

端口B(PB7～PB0) 　端口B 為8 位雙(shuang)向I/O 口(kou)，具有可編程(cheng)的內(nei)部(bu)上(shang)拉(la)電阻。其輸(shu)(shu)出緩沖器具有對稱的驅(qu)動特性(xing)，可以輸(shu)(shu)出和吸收大電流(liu)。

端口C(PC7～PC0) 　端口C 為8 位雙向(xiang)I/O 口，具(ju)有可編程(cheng)的(de)(de)內部上拉電(dian)(dian)阻。其輸出緩(huan)沖(chong)器具(ju)有對稱的(de)(de)驅動(dong)特(te)性(xing)，可以輸出和吸收大(da)電(dian)(dian)流。

端口D((PD7～PD0) 端口D 為(wei)8 位(wei)雙(shuang)向(xiang)I/O 口，具(ju)有可編程的(de)內(nei)部上拉(la)電阻。其輸出(chu)緩沖(chong)器具(ju)有對稱的(de)驅動特性(xing)，可以輸出(chu)和吸收大電流。

RESET　　　　　　復位(wei)輸入引(yin)腳(jiao)。持(chi)續時間超過最小(xiao)門限時間的(de)低(di)電(dian)平將引(yin)起系(xi)統復位(wei)。

XTAL1 　　　　　　反向振蕩放(fang)大器與片內時鐘操作(zuo)電路的(de)輸入端。

XTAL2 　　　　　　反(fan)向振(zhen)蕩放大(da)器的輸出(chu)端。

AVCC　　　　　　　AVCC是端口A與A/D轉換器的電源(yuan)。不使(shi)用ADC時，該(gai)引腳應直接(jie)與VCC連接。使用ADC時應通過一個低通濾波器與VCC相連。

AREF　　　　　　　A/D 的(de)模擬基準(zhun)輸(shu)入引腳(jiao)。

2.1.2 Atmega16L的存儲(chu)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。這三個存儲器都為線性的平面結構。

(1) Atmega16L具有16K字節的在線編程Flash，用于存儲程序指令代碼。因為AVR指令為16位或32位，故Flash組織成8K16的形式。用戶程序的安全性要根據Flash程序存儲器的兩個區：引(yin)導(Boot) 程序(xu)區(qu)(qu)和應用程序(xu)區(qu)(qu)，分開來考慮。

(2) 數據存儲(chu)器的(de)尋址方式分為5種：直接尋(xun)址(zhi)(zhi)、帶(dai)偏移(yi)量的間接尋(xun)址(zhi)(zhi)、間接尋(xun)址(zhi)(zhi)、帶(dai)預減量的間接尋(xun)址(zhi)(zhi)和帶(dai)后增量的間接尋(xun)址(zhi)(zhi)。

(3) ATmega16L 包含512 字節的EEPROM 數據存儲器。它是作為一個獨立的數據空間而存在的，可以按字節讀寫。EEPROM 的壽命至少為100,000 次擦除周期。

2.1.3 Atmega16L的(de)時鐘電路

單片機的(de)時鐘用于產生工作所需要的(de)時序，其連接電(dian)路如下圖：