【正文】 a1=battery_v。 respons()。 write_byte(date)。 scl=0。 delay1()。 scl=1。 temp=date。 scl=1。 delay1()。 delay1()。 delay(5)。 delay(5)。 delay(5)。 delay(5)。 delay(5)。 write_data(39。 write_data(39。 V2=xs_vo%100/10。 // 將dat中的顯示數(shù)據(jù)寫入LCD數(shù)據(jù)口 delay1()。 delay(5)。 RS=0。//得到蓄電池的電壓 return(ad_vo)。 //AD轉(zhuǎn)換時間 P1=0xff。 beep=1。j++)。//關(guān)閉異常指示燈 LED2=1。 //初始化模塊void init()//初始化主函數(shù){ TMOD=0x01。void start()。 //可控延時函數(shù)void delay1()。//AT24c02保存數(shù)據(jù)bit write=0。 //定義AD的RD端口unsigned char V1,V2,V3,adval,ad_vo。//負載開關(guān)sbit LED=P2^3。 buzzer()。LED2=1。LED1=1。 } if(battery_v=108)// { if(145=battery_v) { LED1=0。 if(battery_v108) PWM=0。 本畢業(yè)論文是在高慶華老師的悉心指導(dǎo)下進行的。在軟件設(shè)計過程中，深刻體會到了軟件設(shè)計的靈活和多樣性，在確定整體布局方案的思路指導(dǎo)下，先確定每個程序的結(jié)構(gòu)框架即流程圖，然后按照自頂向下的層次逐漸完成程序的模塊化設(shè)計。為了克服市場上常見充電控制器存在的對蓄電池保護不夠充分的缺點，本設(shè)計基于太陽能充電控制器要實現(xiàn)的具體功能，加上實際工業(yè)應(yīng)用嚴格要求，從模塊化的思想出發(fā)具體開展各方面的設(shè)計工作，把硬件電路和軟件編程有效結(jié)合在一起來完成設(shè)計任務(wù)。這里僅列出系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下的仿真圖，如下圖49所示，以便更形象的看出充電控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計和實現(xiàn)功能。更十分地感謝我的同學(xué)和指導(dǎo)老師的無私幫助，是在他們的指導(dǎo)下，我才把程序調(diào)試無誤完成了軟件調(diào)試工作。程序編寫后，進行編譯，一開始發(fā)現(xiàn)了很多錯誤，一下子把自己卡住了；后來通過查看相關(guān)資料，同時咨詢指導(dǎo)老師和同學(xué)的經(jīng)驗，在軟件的提示下，慢慢地修改，最終把出現(xiàn)的錯誤都改正過來了。}作為存儲芯片最重要的是對其進行寫操作，下面將給出總線發(fā)送一個字節(jié)的流程圖如圖47所示。下面以啟動信號為例進行介紹。本設(shè)計采用C51庫中自帶的延時函數(shù)_nop_（）（延時一個機器周期的意思）來實現(xiàn)簡短延時。//顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零了解液晶1602的基本操作時序，讀懂其操作時序圖，是對其讀寫操作的關(guān)鍵。液晶1602通常用并行操作，作為一款顯示芯片，為了使其能夠正常的工作，首先必須對其進行初始化，然后按照其時序圖進行正確操作，才能夠得到滿意的顯示效果，這就是軟件設(shè)計中顯示模塊的任務(wù)。圖 42 ADC804時序圖如圖，當(dāng)CS與WR同時置低，為低電平時，A/D轉(zhuǎn)換器被啟動，且在WR上升沿后，經(jīng)過約100 uS后， 模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時，INTR自動變?yōu)榈碗娖?，表示本次轉(zhuǎn)換已結(jié)束。既便于調(diào)試，連接，又便于移植、修改。TTL/CMOS電平從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232電平從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。其引腳圖如圖314所示。通信有并行和串行兩種方式。AT24C02內(nèi)部有一個8字節(jié)頁寫入數(shù)據(jù)緩沖器。用來實現(xiàn)片選；，進行數(shù)據(jù)和命令選擇；R/，進行讀寫控制； 為防止直接加5V電壓燒壞背光燈，在15腳串接一個10 的電阻用于限流。 LCD顯示電路液晶具有體積小、功耗低，顯示清晰的優(yōu)點，所以比較適合作顯示使用。 圖 39 ADC0804引腳圖CLK IN—時鐘信號輸入端CLK R：內(nèi)部時鐘發(fā)生器的外接電阻端，與CLK配合可有芯片自身產(chǎn)生時鐘脈沖，其振蕩頻率為 1/（） —中斷請求信號輸出,端，低地平動作.，表明本次轉(zhuǎn)換已完成。 ADC0804的簡介AD轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換，顧名思義，就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。光耦驅(qū)動電路如圖38所示。當(dāng)光耦U2斷開時，由于Q1的G極電壓接近蓄電池電壓，S極是接地，使得Vgs0，當(dāng)G極電壓達到一定值時，Q1導(dǎo)通。在對蓄電池電壓實時監(jiān)測的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)檢測電壓值連續(xù)超出閾值范圍，便啟動自身報警電路，即當(dāng)電壓超過程序設(shè)定的最高值或最低值時，(beep端)輸出低電平，三極管隨之導(dǎo)通，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警信號。復(fù)位電路雖然簡單，但其作用非常重要。時鐘電路如圖33所示。（4）/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。在flash編程時，此引腳()也用作編程輸入脈沖。（3）I/O口引腳。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。串口通信模塊采用MAX232芯片進行TTL電平和RS232電平之間的轉(zhuǎn)換，加入串口的目的主要是使控制器具有遠程通信或遠程監(jiān)控功能，同時方便將每天的異常狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄下來，供工作人員查看。各個部分的控制功能通過對單片機進行軟件編程來實現(xiàn)。本系統(tǒng)以STC89C52單片機為主控芯片，利用分壓電路對蓄電池的電壓、進行采樣,然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換將檢測電壓數(shù)據(jù)輸入到單片機中進行處理，通過液晶芯片把電壓值顯示出來方便調(diào)整。PWM脈沖調(diào)制充電方式首先對電池充電一段時間，然后讓電池停止充電一段時間，如此循環(huán)往復(fù)。二階段充電法是先用恒定電流充電至預(yù)定的電壓值，然后改為恒定電壓完成剩余的充電，一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓；三階段充電法是指在充電開始和結(jié)束時采用恒定的電流充電，中間用恒定的電壓進行充電。 充電控制器的控制策略作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，蓄電池的壽命短是阻礙整個光伏發(fā)電系統(tǒng)性能和推廣的主要原因之一。實際上，蓄電池最重要的指標就是電解液中硫酸根的濃度，因此可以用電池中硫酸溶液的密度(比重)來衡量電池充放電的程度。具有很強的光伏效應(yīng)半導(dǎo)體材料，當(dāng)吸收一定能量的光子后其內(nèi)部導(dǎo)電的載流子電子和空穴分布和濃度發(fā)生變化。（5）當(dāng)用戶將太陽能電池板接反至控制器時，具有保護控制器不被毀壞的功能；（6）當(dāng)用戶將蓄電池接反至控制器時，要有報警功能，并且具有保護控制器不被毀壞的功能。但是這些方法由于充電方式單一加上控制策略不夠完善，都存在一定的局限性。太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)已成為新能源和可再生能源的重要組成部分，也被認為是當(dāng)前世界最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)。一年內(nèi)到達地面的太陽輻射能總量要比現(xiàn)在地球上消耗的各種能量的總和大幾萬倍。所以綜合考慮，太陽能無疑是符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的理想綠色能源，全球能源專家也認為，太陽能將成為21世紀最重要也最有前景的能源之一。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書太陽能充放電控制器設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1 緒論 1 課題研究背景和意義 1 太陽能充放電控制器現(xiàn)狀 2 設(shè)計主要任務(wù) 32 太陽能充電控制器的總體設(shè)計方案 4 太陽能路燈系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 4 充電控制器的控制策略 6 控制器的整體設(shè)計方案 83 太陽能充電控制器的硬件電路設(shè)計 10 系統(tǒng)層次原理圖 10 單片機最小系統(tǒng) 11 STC89C52的簡介 11 單片機的最小系統(tǒng)及擴展電路 13 充放電電路 15 16 A/D轉(zhuǎn)換電路 16 ADC0804的簡介 17 ADC0804外圍接線電路 18 LCD顯示電路 20 E2PROM數(shù)據(jù)存儲電路 21 串口通信電路 224 太陽能充電控制器的軟件設(shè)計 26 系統(tǒng)主程序設(shè)計 26 電壓采集轉(zhuǎn)換模塊 27 顯示模塊 28 數(shù)據(jù)存儲模塊 31 軟件調(diào)試和仿真 335 總結(jié)與展望 36 設(shè)計總結(jié) 36 展望 37參考文獻 38致 謝 39附錄Ⅰ 源程序 40附錄Ⅱ 硬件電路圖 54601 緒論 課題研究背景和意義能源資源是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，隨著人民生活水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，能源的缺口增大，能源問題作為困擾人類長期穩(wěn)定發(fā)展的一大因素擺在了人們面前。而且太陽輻射能與煤炭、石油等常規(guī)能源相比較，更有如下的優(yōu)點：（1）普遍性。我國幅員遼闊，有著十分豐富的太陽能資源。目前太陽能光伏發(fā)電裝置已廣泛應(yīng)用于通訊，交通，電力等各個方面。另一方面，當(dāng)蓄電池給負載供電時，由于控制器不能時刻檢測蓄電池的電壓，這樣很容易發(fā)生蓄電池的過放電，將會導(dǎo)致蓄電池的深度放電，嚴重影響其壽命。2 太陽能充電控制器的總體設(shè)計方案在確定設(shè)計方案之前，需要結(jié)合應(yīng)用實例，進行一定的綜合分析，更加明確控制器的作用，最后來確定整體方案。光照在半導(dǎo)體P/N結(jié)上，就會在其兩端產(chǎn)生光生電壓，當(dāng)外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。工作原理搞懂了之后，接著看蓄電池在整個系統(tǒng)中的作用。根據(jù)蓄電池的工作原理，結(jié)合實際應(yīng)用情況，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，影響鉛酸蓄電池壽命的主要因素有：充電電壓的設(shè)置、過放控制點的設(shè)置、溫度、運行環(huán)境等。階段充電法這種方法雖然可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法使用，實際應(yīng)用中受到一定的限制。充電脈沖使蓄電池充滿電量，而間歇期使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，從而減輕了蓄電池的內(nèi)壓，使下一輪的充電能夠更加順利地進行，使蓄電池可以吸收更多的電量。單片機在軟件程序的控制下輸出PWM控制信號，經(jīng)光耦驅(qū)動MOSFET管開啟與關(guān)閉來控制充放電電路。3 太陽能充電控制器的硬件電路設(shè)計在整體方案的指導(dǎo)下，依據(jù)工程設(shè)計的常見思路，本論文從硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計兩個方面入手，運用模塊化的設(shè)計方法去進行控制器的設(shè)計。數(shù)據(jù)存儲電路模塊，使得當(dāng)電壓出現(xiàn)異常時，讓蜂鳴器報警，同時把異常電壓值通過I2C總線存放在E2PROM中，作為以后分析使用。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。如P0、PPP3。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的振蕩頻率輸出脈沖，可作為外部定時器或時鐘使用。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器指令，必須接GND。電路中CC7是反饋電容，其值在5pF~30pF之間選取，本電路選用的電容為30pF。一個單片機系統(tǒng)能否正常運行，首先要檢查是否能復(fù)位成功。蜂鳴器報警電路圖如圖36所示。電容C4是太陽能電池板輸出電壓濾波，使得更穩(wěn)定地給蓄電池充電。M0S管Q1控制著充電電路，當(dāng)充電控制信號PWM為低電平時，光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管的電流近似為零，右側(cè)三極管不導(dǎo)通，輸出端兩管腳間的電阻很大，相當(dāng)于開關(guān)“斷開”，輸出端K1被抬高，電阻R9右側(cè)被穩(wěn)壓管D2穩(wěn)壓到12V左右，MOSEFT的Vgs0，MOS管Q1開啟，太陽能極板開始對蓄電池充電；當(dāng)充電控制器信號為高電平時，光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管發(fā)光，三極管導(dǎo)通，輸出端兩管腳間的電阻變小，相當(dāng)于開關(guān)“接通”，此時從U2輸入的電壓經(jīng)光耦流向接地端，K1處的電壓接近為零，MOSEFT的Vgs0，Q1截止，充電電路關(guān)斷。AD轉(zhuǎn)換器最主要的技術(shù)參數(shù)是轉(zhuǎn)換速度和轉(zhuǎn)換精度，由于逐次比較型兼有并行A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度高和雙積分型轉(zhuǎn)換精度高的優(yōu)點，所以得到普遍應(yīng)用。VIN(+) VIN() ——差動模擬電壓輸入。為了更好的顯示電壓值，同時擴展自己學(xué)習(xí)芯片的能力，本設(shè)計用液晶1602來顯示蓄電池的電壓值。液晶3端通過接一個10K 電位器接地來調(diào)節(jié)顯示對比度。該器件通過I2C總線接口進行操作，有一個專門的寫保護功能。由于并行通信存在使用傳輸線較多，長距離傳送成本高且收、發(fā)方的各位同時接受存在困難等諸多問題，所以在現(xiàn)代單片機測控系統(tǒng)中，信息的交換多采用串行通信方式。第一部分是電荷泵電路。 第三部分是供電。系統(tǒng)軟件主要完成蓄電池電壓采集轉(zhuǎn)換，PWM脈沖充電控制、實時LCD顯示，異常報警等。在INTR變?yōu)榈碗娖胶?，若CS、RD同時來低電平，則數(shù)據(jù)鎖存器的三態(tài)門打開，把數(shù)字信號送出，此時直接讀取數(shù)字端口數(shù)據(jù)，便可得到轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。下面就1602的初始化指令和操作時序進行介紹。1602的基本時序如下：讀狀態(tài) 輸入：RS=L, =H, E=H 輸出：DO~D7=狀態(tài)字讀數(shù)據(jù)