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(dui)充、放電(dian)電(dian)流(liu)、充電(dian)電(dian)壓、溫(wen)度等的監控)，以(yi)縮短充電時間，達到最大的電池容(rong)量(liang)，并(bing)防止電池損壞。

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(xian)示(shi)部分，其主要涉及的知識包(bao)括：

(1) 自學AVR單片(pian)機的相關內容。

(2) 設計電(dian)源(yuan)電(dian)路。

(3) 設計128*64液晶顯示控制電(dian)路和用C語言(yan)編制LCD顯(xian)(xian)示程序，用圖形方(fang)式顯(xian)(xian)示充電器(qi)電壓(ya)、電流(liu)等參(can)數。

(4) 手(shou)工焊接和ICCAVR編譯器的應用。

第二章 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(zhu)要引(yin)腳(jiao)芯片

以下(xia)是ATmega16L的引腳配置：

圖2-1 ATmega16L芯片引腳

引腳(jiao)說明：

VCC 　　　　　　　數(shu)字(zi)電路的電源

GND 　　　　　　　地

端口A(PA7～PA0) 　端口A 作(zuo)為A/D 轉換器的模(mo)擬(ni)輸入端。

端口A 為8 位雙(shuang)向I/O 口(kou)，具有(you)可(ke)編程的(de)內(nei)部上拉電阻。其輸出緩(huan)沖器具有(you)對稱的(de)驅動特性，可(ke)以輸出和吸收大電流。

端口B(PB7～PB0) 　端口B 為8 位(wei)雙(shuang)向I/O 口，具(ju)有可編程的(de)內(nei)部上拉電(dian)阻(zu)。其輸(shu)出緩沖器具(ju)有對稱(cheng)的(de)驅動(dong)特性，可以(yi)輸(shu)出和吸收大電(dian)流。

端口C(PC7～PC0) 　端口C 為8 位(wei)雙向I/O 口，具有可編(bian)程的內部上拉(la)電(dian)阻。其輸出緩(huan)沖器具有對稱的驅(qu)動特(te)性，可以輸出和(he)吸收大(da)電(dian)流。

端口D((PD7～PD0) 端口D 為8 位雙向I/O 口，具(ju)有可(ke)編程的內部上拉電阻。其輸(shu)出(chu)(chu)緩(huan)沖器具(ju)有對稱(cheng)的驅動特(te)性，可(ke)以(yi)輸(shu)出(chu)(chu)和(he)吸收(shou)大電流。

RESET　　　　　　復位輸入引腳(jiao)。持續時(shi)間(jian)超過最小門(men)限時(shi)間(jian)的低電平將(jiang)引起系統復位。

XTAL1 　　　　　　反向振蕩(dang)放大器與片內(nei)時鐘操作電路的輸入端。

XTAL2 　　　　　　反向振蕩放(fang)大器的輸(shu)出端。

AVCC　　　　　　　AVCC是端口A與(yu)A/D轉換(huan)器的電源。不(bu)使用ADC時(shi)，該(gai)引腳應直接與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(de)模擬基準輸入引腳。

2.1.2 Atmega16L的(de)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(yin)導(Boot) 程序區和(he)應用程序區，分開來考慮。

(2) 數(shu)據(ju)存(cun)儲器的尋址(zhi)方式分為5種：直接(jie)尋(xun)址(zhi)、帶(dai)偏(pian)移量(liang)的間(jian)接(jie)尋(xun)址(zhi)、間(jian)接(jie)尋(xun)址(zhi)、帶(dai)預減量(liang)的間(jian)接(jie)尋(xun)址(zhi)和帶(dai)后增量(liang)的間(jian)接(jie)尋(xun)址(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

單片機的時鐘用于(yu)產(chan)生工作所需(xu)要的時序，其連(lian)接電路如(ru)下(xia)圖(tu)：