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(chong)、放(fang)電電流、充(chong)電電壓(ya)、溫度等的監控(kong))，以縮(suo)短充電時間，達(da)到最大的電池容量(liang)，并防(fang)止(zhi)電池損壞(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顯示部分，其主要(yao)涉及的知(zhi)識(shi)包括：

(1) 自學AVR單片機的相關內容。

(2) 設計(ji)電(dian)源電(dian)路。

(3) 設計128*64液晶(jing)顯示(shi)控制電路和(he)用C語(yu)言(yan)編(bian)制LCD顯示(shi)程序，用圖(tu)形方式顯示(shi)充(chong)電(dian)器電(dian)壓、電(dian)流等參數。

(4) 手(shou)工焊接和ICCAVR編譯器(qi)的(de)應用。

第二章(zhang) 硬件電(dian)路設計(ji)

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(pian)

2.1.1 ATmega16L主要引(yin)腳芯片(pian)

以下(xia)是ATmega16L的引腳配置：

圖2-1 ATmega16L芯片引腳

引腳說明：

VCC 　　　　　　　數(shu)字(zi)電(dian)路的電(dian)源(yuan)

GND 　　　　　　　地

端口A(PA7～PA0) 　端口A 作為A/D 轉(zhuan)換器(qi)的模擬(ni)輸入端。

端(duan)口A 為8 位雙(shuang)向I/O 口，具有(you)可編程(cheng)的內部上拉電阻。其(qi)輸(shu)出緩沖器具有(you)對稱的驅動特性(xing)，可以(yi)輸(shu)出和吸收大電流。

端口B(PB7～PB0) 　端口B 為8 位雙向I/O 口，具(ju)有可編程的內部上拉(la)電(dian)(dian)阻。其輸(shu)出(chu)(chu)緩沖器具(ju)有對(dui)稱(cheng)的驅(qu)動特性，可以輸(shu)出(chu)(chu)和吸收大電(dian)(dian)流。

端口C(PC7～PC0) 　端口C 為8 位雙向I/O 口，具(ju)(ju)有(you)可編(bian)程(cheng)的(de)內部上拉電阻。其輸(shu)出(chu)(chu)緩沖器具(ju)(ju)有(you)對稱的(de)驅動特性(xing)，可以輸(shu)出(chu)(chu)和(he)吸收(shou)大電流。

端口D((PD7～PD0) 端口D 為8 位雙(shuang)向I/O 口(kou)，具(ju)有可(ke)編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器(qi)具(ju)有對稱的驅動(dong)特性，可(ke)以輸出和吸收大電流。

RESET　　　　　　復(fu)(fu)位輸入引腳(jiao)。持(chi)續時間超過(guo)最小門限時間的(de)低電平將(jiang)引起(qi)系統復(fu)(fu)位。

XTAL1 　　　　　　反(fan)向振蕩放大(da)器與片內時鐘操作電路的輸(shu)入端。

XTAL2 　　　　　　反向振(zhen)蕩放(fang)大器的(de)輸出(chu)端。

AVCC　　　　　　　AVCC是端口A與(yu)A/D轉換(huan)器的電源。不(bu)使用ADC時，該引(yin)腳(jiao)應直接與VCC連(lian)接。使用ADC時應通過一個低通濾波器與VCC相連。

AREF　　　　　　　A/D 的模(mo)擬基準輸入引腳(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：引導(Boot) 程序區和(he)應用程序區，分開來考(kao)慮。

(2) 數據存儲器的尋址方式分為5種(zhong)：直(zhi)接尋(xun)址(zhi)(zhi)、帶(dai)偏移量的間接尋(xun)址(zhi)(zhi)、間接尋(xun)址(zhi)(zhi)、帶(dai)預(yu)減量的間接尋(xun)址(zhi)(zhi)和帶(dai)后(hou)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的時鐘電路

單片機(ji)的時鐘用于產生工作所(suo)需要的時序(xu)，其連(lian)接電路如下(xia)圖：