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)、放電電流、充(chong)電電壓(ya)、溫度等的監控)，以縮短充(chong)電時間，達到最大的電池容量，并(bing)防止電池損(sun)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，其主要涉及的知識包括：

(1) 自(zi)學(xue)AVR單片機(ji)的(de)相關內容。

(2) 設計(ji)電源電路(lu)。

(3) 設計128*64液晶顯示(shi)控制電路和用C語(yu)言編制LCD顯示程序，用圖形方(fang)式顯示充電(dian)器電(dian)壓、電(dian)流等參數。

(4) 手工焊接和ICCAVR編(bian)譯器的應(ying)用。

第二章 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(yao)引腳芯片

以(yi)下是(shi)ATmega16L的引腳配置：

  圖2-1 ATmega16L芯片引腳

引(yin)腳說明：

VCC 　　　　　　　數字電(dian)(dian)路的電(dian)(dian)源

GND 　　　　　　　地

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

端口A 為8 位雙(shuang)向I/O 口，具(ju)有(you)可編程的(de)內部上拉電阻。其輸(shu)出緩沖器具(ju)有(you)對稱的(de)驅動特性，可以輸(shu)出和吸收大電流。

端口B(PB7～PB0) 　端口B 為8 位(wei)雙向I/O 口(kou)，具有(you)可(ke)編程的內部上拉電(dian)阻。其輸出緩(huan)沖器具有(you)對稱的驅動特(te)性，可(ke)以輸出和吸收大電(dian)流。

端口C(PC7～PC0) 　端口C 為(wei)8 位雙向I/O 口，具有可(ke)編程(cheng)的內部上(shang)拉(la)電(dian)阻。其輸出(chu)(chu)緩沖器具有對稱(cheng)的驅動特(te)性，可(ke)以輸出(chu)(chu)和吸收大電(dian)流。

端口D((PD7～PD0) 端口D 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)緩沖器(qi)具(ju)有對稱的驅動特性，可以(yi)輸(shu)出(chu)和(he)吸收大電(dian)(dian)流。

RESET　　　　　　復位(wei)輸入引腳。持續時(shi)間(jian)超過最小(xiao)門限時(shi)間(jian)的低(di)電平(ping)將引起(qi)系統(tong)復位(wei)。

XTAL1 　　　　　　反向振蕩放大器與片內時鐘操(cao)作電路的(de)輸入端(duan)。

XTAL2 　　　　　　反向振蕩放大(da)器的輸出端(duan)。

AVCC　　　　　　　AVCC是端(duan)口A與(yu)A/D轉換器的電源。不使(shi)用(yong)ADC時，該(gai)引腳應直接與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(mo)擬基準(zhun)輸(shu)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) 程序區(qu)和應用程序區(qu)，分(fen)開來考慮。

(2) 數據存(cun)儲器的尋(xun)址(zhi)方式分為(wei)5種：直接(jie)尋址(zhi)、帶(dai)(dai)(dai)偏移量的(de)間接(jie)尋址(zhi)、間接(jie)尋址(zhi)、帶(dai)(dai)(dai)預減量的(de)間接(jie)尋址(zhi)和帶(dai)(dai)(dai)后增量的(de)間接(jie)尋址(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(shi)鐘電路

單片機的時鐘用于產生工作所(suo)需要的時序(xu)，其(qi)連接電路如(ru)下圖(tu)：