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(例如對充、放電(dian)電(dian)流(liu)、充電(dian)電(dian)壓(ya)、溫(wen)度等的監控)，以縮短充電(dian)時(shi)間，達到最大的(de)電(dian)池(chi)容量，并(bing)防(fang)止電(dian)池(chi)損壞。

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(zhi)識包括：

(1) 自學AVR單片(pian)機的相關內容。

(2) 設計電源(yuan)電路。

(3) 設(she)計128*64液晶顯示控制電路和用C語言編制LCD顯示(shi)程序，用圖形方式顯示(shi)充(chong)電(dian)器電(dian)壓、電(dian)流等(deng)參數(shu)。

(4) 手工焊接和(he)ICCAVR編譯器的應用(yong)。

第二章(zhang) 硬件電路(lu)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(yin)腳芯片(pian)

以(yi)下是ATmega16L的引腳(jiao)配置：

圖2-1 ATmega16L芯片引腳

引(yin)腳說明：

VCC 　　　　　　　數字電(dian)路的電(dian)源

GND 　　　　　　　地

端口A(PA7～PA0) 　端口A 作(zuo)為(wei)A/D 轉換器的(de)模擬(ni)輸(shu)入端。

端口A 為(wei)8 位雙向I/O 口，具有可編(bian)程的(de)內(nei)部上拉電阻。其輸出(chu)緩沖器具有對稱的(de)驅動特性(xing)，可以輸出(chu)和(he)吸收(shou)大電流。

端口B(PB7～PB0) 　端口B 為8 位雙向I/O 口，具(ju)(ju)有(you)可編程的內部上(shang)拉電(dian)(dian)阻(zu)。其輸(shu)出(chu)(chu)緩沖(chong)器(qi)具(ju)(ju)有(you)對(dui)稱(cheng)的驅(qu)動特性，可以輸(shu)出(chu)(chu)和吸收大(da)電(dian)(dian)流。

端口C(PC7～PC0) 　端口C 為(wei)8 位雙向I/O 口(kou)，具有(you)可編(bian)程的內部上(shang)拉電(dian)阻。其輸出(chu)緩(huan)沖器(qi)具有(you)對稱的驅動特性(xing)，可以輸出(chu)和吸收大電(dian)流。

端口D((PD7～PD0) 端口D 為8 位雙向I/O 口(kou)，具有可編程的內部上拉電阻(zu)。其(qi)輸(shu)出緩(huan)沖器具有對(dui)稱的驅動(dong)特性，可以(yi)輸(shu)出和吸收大(da)電流。

RESET　　　　　　復(fu)位(wei)輸入引(yin)(yin)腳。持(chi)續時間超(chao)過(guo)最小門限時間的低(di)電平將引(yin)(yin)起(qi)系統復(fu)位(wei)。

XTAL1 　　　　　　反向(xiang)振(zhen)蕩(dang)放大(da)器與片內時鐘操作電路的輸入端。

XTAL2 　　　　　　反向振蕩放大器的輸出端。

AVCC　　　　　　　AVCC是端口A與A/D轉換(huan)器的電源。不使用ADC時，該引腳(jiao)應直(zhi)接與VCC連接。使用ADC時應通過一個低通濾波器與VCC相連。

AREF　　　　　　　A/D 的模擬基準輸入引(yin)腳。

2.1.2 Atmega16L的存儲器

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：引導(Boot) 程(cheng)序(xu)區和(he)應用程(cheng)序(xu)區，分開(kai)來(lai)考(kao)慮。

(2) 數據存儲器的尋址方式分為5種：直(zhi)接(jie)(jie)(jie)尋址、帶偏移量(liang)(liang)的間接(jie)(jie)(jie)尋址、間接(jie)(jie)(jie)尋址、帶預減量(liang)(liang)的間接(jie)(jie)(jie)尋址和帶后增量(liang)(liang)的間接(jie)(jie)(jie)尋址。

(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的時鐘電路

單(dan)片機(ji)的時鐘用(yong)于產生工作所需要的時序，其(qi)連(lian)接電路如下圖：