【正文】 SIGN 為集電極開路邏輯輸出，SIGN 為低電平表示電流由 RS－流向 RS+。MAX471 內(nèi)置 35mΩ精密傳感電阻，可測量電流的上下限為 3A。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號 必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ，VREF（＋） ，VREF（－）為參考 電壓輸入。 表 1 CBA 通道選擇表 C BA 000 001 010 011 100 101 110 111 選擇的通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 數(shù)字量輸出及控制線：11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。 （1）ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖 6 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖 ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器 10 和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。 （2）Boost 電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓 U0 大于輸入電壓 Ui，極性相同。 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用的是共陽極數(shù)碼管，因而各數(shù)碼管的公共極接電源 VCC，本電 路有 LM7805 提供，并采用三只串聯(lián)的二極管降壓，而非電阻降壓，這樣保證個(gè) 數(shù)碼段的亮度一致。 本設(shè)計(jì)采用基于串口的 LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，在串口擴(kuò)展中最常用的 就是基于串口的 LED 數(shù)碼管顯示電路。 在本設(shè)計(jì)中由于按鍵不是太多，故采用獨(dú)立按鍵法，這樣可以減小編程的難 7 度，圖 3 為本設(shè)計(jì)的按鍵接線圖。具體工作過程是上電復(fù)位，首先查詢鍵盤，確定充電器功能，確定后繼續(xù) 查詢鍵盤以確定輸出電流大小，或作為普通電源的輸出電壓，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)子程 序并分析計(jì)算 PWM 占空比， 開始輸出電流或電壓， 并將數(shù)據(jù)送至顯示電路顯示。 考慮被充電池的電流不同所需充電時(shí)間不等， 采用八塊相同參數(shù)電池板進(jìn)行串、并聯(lián)，實(shí)測電池板的輸出電壓最大值為 , 電流最大可達(dá) 450mA，總標(biāo)稱功率為 5W 左右,實(shí)際輸出可根據(jù)不同的被充電對 象進(jìn)行平滑調(diào)整[7]。由于充電器多采用大電流的快速充電法，在電池充滿后如果不及時(shí) 停止會使電池發(fā)燙，過度的充電會嚴(yán)重?fù)p害電池的壽命。 本課題研究的主要內(nèi)容 本充電器通過太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過 DC/DC 變換電路處 理后，由充電電路為負(fù)載供電。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。與 常規(guī)的充電器相比，太陽能充電器有著明顯的優(yōu)勢。A/D 。CPU開 MOV R1,A MOV A,0FFH CLR C SUBB A,R1 INC A MOV PWM1L,A MOV PWM1H,0FFH MOV IE,8BH 中斷 MOV TMOD,11H 定時(shí)，開始輸出 MOV TH1,PWM2H MOV TL1,PWM2L MOV TH0,TESTH MOV TL0,TESTL SETB TR0 SETB TR1 ED: AJMP ED PROTECT: CLR LJMP ED PWML: JB PWMF,PWMH 。PWM周 。檢測周 。但在總的造價(jià)有所增加； （2）PWM 產(chǎn)生由獨(dú)立芯片完 成，這樣可減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，使其有時(shí)間做其它人性化的服務(wù)，并可提高電路 輸出精度； （3）電路設(shè)計(jì)中盡可能的使用較少的按鍵，使六個(gè)按鍵減為四個(gè)，這 需要通過程序來實(shí)現(xiàn)； 致謝 經(jīng)過幾個(gè)月的努力，在指導(dǎo)老師的幫助下，終于完成了多用太陽能手機(jī)充電 器的設(shè)計(jì)和調(diào)試。 [4] 入口 采集電壓電流 N 電壓4V？ Y Y 電流？ 恒壓充電 N 恒流充電 充電結(jié)束 返回 圖 12 充電子程序結(jié)構(gòu)流程圖 17 電源子程序的設(shè)計(jì) 本太陽能手機(jī)充電器與傳統(tǒng)充電器相比， 最大的優(yōu)點(diǎn)就是不僅能直接給電池 充電，還能作為普通的直流電源使用，其中的 5V 直流輸出也可以直接給手機(jī)充 電，或作為 MP3 等其他小電子設(shè)備的供電電源。 顯示子程序是怎么將顯示緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)變成相應(yīng)的字形碼呢?具體的方法 是將每個(gè)數(shù)字的字形碼以 16 進(jìn)制數(shù)從小到大的次序依次存放在存儲器中的固定 區(qū)域中，構(gòu)成顯示代碼表。 開始 清片內(nèi) RAM 初始參數(shù)設(shè)定 AD 設(shè)定 定時(shí)器設(shè)定 中斷設(shè)定 返回 圖 9 初始化程序流程 按鍵采集程序 鍵盤子程序用于探測開關(guān)、是否處在有效的開關(guān)狀態(tài)，以決定是否啟動系統(tǒng) 運(yùn)轉(zhuǎn)。 在本設(shè)計(jì)中，電阻 R4 采用 20K/ 精密電阻，在輸出最大 500mA 時(shí) Uo 不超過 5V，輸出電壓便于 ADC0809 采集并作數(shù)字化處理。MAX471/MAX472 都可通過一個(gè)輸出電阻將電流輸出轉(zhuǎn)化為 對地電壓輸出。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。當(dāng) EOC 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 （2）引腳結(jié)構(gòu) IN0－IN7：8 條模擬量輸入通道 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－5V，若信號太 小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化 太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 還有 Sepic、Zeta 電路。 BUCK 斬波電路 DC/DC 變換器廣泛應(yīng)用于便攜裝置（如筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、PDA 等） 中。這樣單片機(jī)只 要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路， 就不用管它了， 直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí), 再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中 CPU 的開銷小。串口有四種工作方式，通過編程設(shè)置，可以使其工作在任一方式以滿足 不同的場合。 通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)了充電過程的智能控制，而且大大簡化了硬件電路設(shè) 計(jì)，由于單片機(jī)良好的可重用性，如果需要改變電路工作狀態(tài)或電路參數(shù)，只需 簡單的修改程序即可實(shí)現(xiàn)，從而使電路的升級改造變得簡單易行。電路中 Ci 的作用 是消除輸入連線較長時(shí)其電感效應(yīng)引起的自激振蕩，減小紋波電壓，取值范圍在 6 ～1μF 之間，本文 Ci 選用 ；在輸出端接電容 Co 是用于消除電路 高頻噪聲，改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，一般取 左右，本文 Co 即選用 。本系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)方案如圖 1 所示，通過太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，由單片機(jī)編 5 程實(shí)現(xiàn) PWM 波控制開關(guān)管從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓電流的改變， 通過顯示電路顯示輸 出狀態(tài)及大小，由 ADC0809 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集及轉(zhuǎn)換并傳給單片機(jī)做判斷處理， 從而實(shí)現(xiàn)電路的智能輸出與控制。 文中介紹設(shè)計(jì)的太陽能手機(jī)充電器，與普通的手機(jī)充電器相比，它的的特殊 之處除了能源的供應(yīng)來自太陽能電池板外，充分利用單片機(jī)的智能性，設(shè)有完備 的電壓電流檢測保護(hù)電路，并通過顯示電路顯示電路狀態(tài)，通過功能鍵可以靈活 的選擇電路輸出，為不同的電子產(chǎn)品提供電源。 非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕， 轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。 太陽能電池是利用太陽光和材料相互作用直接產(chǎn)生電能，不需要消耗 燃料和水等物質(zhì)，使用中不釋放包括二氧化碳在內(nèi)的任何氣體，是對環(huán)境 無污染的可再生能源。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。與 常規(guī)的充電器相比，太陽能充電器有著明顯的優(yōu)勢。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。 本課題研究的主要內(nèi)容 本充電器通過太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過 DC/DC 變換電路處 理后，由充電電路為負(fù)載供電。由于充電器多采用大電流的快速充電法，在電池充滿后如果不及時(shí) 停止會使電池發(fā)燙，過度的充電會嚴(yán)重?fù)p害電池的壽命。 考慮被充電池的電流不同所需充電時(shí)間不等， 采用八塊相同參數(shù)電池板進(jìn)行串、并聯(lián)，實(shí)測電池板的輸出電壓最大值為 , 電流最大可達(dá) 450mA，總標(biāo)稱功率為 5W 左右,實(shí)際輸出可根據(jù)不同的被充電對 象進(jìn)行平滑調(diào)整[7]。具體工作過程是上電復(fù)位，首先查詢鍵盤，確定充電器功能，確定后繼續(xù) 查詢鍵盤以確定輸出電流大小，或作為普通電源的輸出電壓，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)子程 序并分析計(jì)算 PWM 占空比， 開始輸出電流或電壓， 并將數(shù)據(jù)送至顯示電路顯示。 在本設(shè)計(jì)中由于按鍵不是太多，故采用獨(dú)立按鍵法，這樣可以減小編程的難 7 度，圖 3 為本設(shè)計(jì)的按鍵接線圖。 本設(shè)計(jì)采用基于串口的 LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，在串口擴(kuò)展中最常用的 就是基于串口的 LED 數(shù)碼管顯示電路。 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用的是共陽極數(shù)碼管，因而各數(shù)碼管的公共極接電源 VCC，本電 路有 LM7805 提供，并采用三只串聯(lián)的二極管降壓，而非電阻降壓，這樣保證個(gè) 數(shù)碼段的亮度一致。 （2）Boost 電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓 U0 大于輸入電壓 Ui，極性相同。 （1）ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖 6 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖 ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器 10 和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。 表 1 CBA 通道選擇表 C BA 000 001 010 011 100 101 110 111 選擇的通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 數(shù)字量輸出及控制線：11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號 必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ，VREF（＋） ，VREF（－）為參考 電壓輸入。MAX471 內(nèi)置 35mΩ精密傳感電阻，可測量電流的上下限為 3A。SIGN 為集電極開路邏輯輸出，SIGN 為低電平表示電流由 RS－流向 RS+。 因此， 在單片機(jī)運(yùn)行后， 首先清 0 使之置初始參數(shù)設(shè)定， 便于程序設(shè)計(jì)人員掌握，以利系統(tǒng)的工作。 然后判斷 P1 口是否有鍵按下，如果沒鍵按下繼續(xù)判斷。 入口 初始化 啟動轉(zhuǎn)換 N 轉(zhuǎn)換結(jié)束？ Y 處理存儲 返回 圖 11 數(shù)據(jù)采集子程序結(jié)構(gòu)流程圖 16 充電子程序的設(shè)計(jì) 充電過程分兩階段進(jìn)行，第一階段為恒流充電，充電電流可設(shè)定，當(dāng)充電電 壓達(dá)到 4V 時(shí)轉(zhuǎn)入第二階段，即 的恒壓充電方式，恒壓充電電流會隨著時(shí) 間的推移而逐漸降低，待充電電流降到 時(shí)，表明電池已充到額定容量的 93%～95%，此時(shí)即可認(rèn)為基本充滿，如果繼續(xù)充下去，充電電流會慢慢降低到 零，電池完全充滿 。 軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，分為主程序部分、按鍵采集模塊、 數(shù)碼管顯示模塊、AD 轉(zhuǎn)換采集模塊以 PWM 脈寬信號產(chǎn)生模塊等。功能選擇 TVI BIT 03H 7BH 7AH 。A中為高電 。T1賦值 。T1賦值 。 太陽能作為一種可再生能源它具有取之不 盡、用之不竭和清潔安全等特點(diǎn)，因此有著廣闊的應(yīng)用前景，光伏發(fā)電技術(shù)也越 來越受到人們的關(guān)注，隨著光伏組件價(jià)格的不斷降低和光伏技術(shù)的發(fā)展，太陽能 光伏發(fā)電系統(tǒng)將逐漸由現(xiàn)在的補(bǔ)充能源向替代能源過渡。 目前，太陽能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、 農(nóng)業(yè)、通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、 高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線路。 硅太陽能電池片常用的為單晶 125 大倒角，其尺寸為 125mm*125mm，對角 線 150mm，功率 ，工作電壓 ，工作電流 ，開路 電壓 ，短路電流 。這種便捷的太陽能充電器 幾乎可以在任何地方補(bǔ)充電力，從而獲得通信的自有。因此該設(shè)計(jì)采用模塊式組合，根據(jù)不同充電負(fù)載的需要，將太陽 能板進(jìn)行組合以達(dá)到具有一定要求的輸出功率和輸出電壓的一組光伏電池。另外，為避免輸入端斷開時(shí) Co 從穩(wěn)壓器輸出端向穩(wěn)壓器放電，造成穩(wěn)壓器的損壞，在穩(wěn)壓器的輸入端和輸 出端之間跨接一個(gè)二極管，對 LM7805 起保護(hù)作用。獨(dú)立按鍵的每個(gè)按鍵都單獨(dú)接到單片機(jī)的一個(gè) I/O 口上，獨(dú)立按鍵則通過判 斷按鍵端口的電位即可識別按鍵操作； 而矩陣鍵盤通過行列交叉按鍵編碼進(jìn)行識 別。串口的工作方式可以參看相關(guān)的書籍，此處不做詳細(xì) 介紹。需要幾個(gè)數(shù)碼管就擴(kuò)展幾個(gè)并行接口，數(shù)碼管直接接在 74LS164 的輸出腳上， 單片機(jī)通過串口將要顯示數(shù)據(jù)的字形碼逐一的串行移出至 74LS164 的輸出腳上數(shù)碼管就可以顯示相應(yīng)的數(shù)字。開關(guān)變換器因具有效率高、靈 活的正負(fù)極性和升降壓方式的特點(diǎn)，而備受人們的青睞[10]。其 電路如圖 5 所示，PWM 脈寬調(diào)制信號有單片機(jī)提供，控制開關(guān)管的通斷。當(dāng) ALE 線為高電平時(shí)，地址鎖 存與譯碼器將 A，B，C 三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通 道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。OE＝1，輸出 轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。下降沿啟動 A／D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn) 換正在進(jìn)行。 MAX471 各引腳功能說明如下：SHDN 為關(guān)閉信號，正常操作時(shí)接地；當(dāng)它 為高電平時(shí)，供電電流小于 5μA。 在本設(shè)計(jì)中，電阻 R4 采用 20K/ 精密電阻，在輸出最大 500mA 時(shí) Uo 不超過 5V，輸出電壓便于 ADC0809 采集并作數(shù)字化處理。MAX471/MAX472 都可通過一個(gè)輸出電阻將電流輸出轉(zhuǎn)化為 對地電壓輸出。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。當(dāng) EOC 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 （2）引腳結(jié)構(gòu) IN0－IN7：8 條模擬量輸入通道 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－5V，若信號太 小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化 太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 還有 Sepic、Zeta 電路。 BUCK 斬波電路 DC/DC 變換器廣泛應(yīng)用于便攜裝置（如筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、PDA 等） 中。這樣單片機(jī)只 要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路， 就不用管它了， 直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí), 再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中 CPU 的開銷小。串口有四種工作方式，通過編程設(shè)置，可以使其工作在任一方式以滿足 不同的場合。 通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)了充電過程的智能控制，而且