【正文】 //開啟負(fù)載 } else StopLoad()。 第 32 頁 共 33 頁 基于單片機(jī)的太陽能控制器設(shè)計(jì) } if(Voltage=) { FloatCharge()。 //顯示開機(jī)畫面 ShowCharGrp(solar energy,1,1)。 CHAG=0。 } float ConvertType(uchar I_Val) { return I_Val/10。 TL0=(6553510000)%256。 _nop_()。 temp1 = temp1 1。 i++) { ADCLK = 1。 //形成下降沿 3 _nop_()。0x02) == 0) ADDI = 0。 ADCLK = 1。 /*在第 3 個(gè)脈沖下沉之前 DI端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能 */ if( (iamp。 //使能 ADC0832 _nop_()。 CG++。)。 if(2==x)x=0x80+0x40。 WCOM(0x01)。 DataPort = x。 EN = 1。i++)。 //函數(shù)聲明部分 void LCDInit()。 sbit EN = P2^5。} } include include define uchar unsigned char define uint unsigned int define first_channel 0x02 //AD 通道 1 define second_channel 0x03 //AD 通道 2 sbit ADCLK =P0^0。i0。 _nop_()。 } for(i = 0。 _nop_()。 _nop_()。 if( (iamp。 _nop_()。amp。 _nop_()。 //數(shù)據(jù)輸入接口 sbit ADDO =P0^2。馬老師從專業(yè)角度給了我很多指引，這讓我學(xué)到很多知識 ：除了在單片機(jī)應(yīng)用方面學(xué)到如何用單片機(jī)進(jìn)行一些簡單電路的設(shè)計(jì)外，還 熟練掌握了用 PROTEL 畫電路原理圖，了解了 PCB 板的設(shè)計(jì)及制作流程，并在馬老師 和本專業(yè)同學(xué)的 幫助下制出了本次設(shè)計(jì)的 PCB 板 。 其它子程序設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)流程圖，如圖 13 第 16 頁 共 33 頁 基于單片機(jī)的太陽能控制器設(shè)計(jì) 開 始白 天 ？電 壓 1 3 V電 壓 1 3 . 4 V電 壓 1 4 . 4 V電 壓 1 1 V閉 合 充 電 開 關(guān) K 1 閉 合 放 電 開 關(guān) K 2采 集 蓄 電 池端 電 壓采 集 太 陽 能 電 池 電壓 、 電 流 ， 蓄 電 池端 電 壓低 壓 浮 充 +溫 度 補(bǔ) 償M P P T 控 制算 法初 始 化待 機(jī) 延 時(shí)過 放 保 護(hù)過 充 保 護(hù)待 機(jī) 延 時(shí)恒 壓 充 電YYYYYNNNNN 圖 13 控制系統(tǒng)流程圖 電壓檢測子程序流程圖如圖 14 基于單片機(jī)的太陽能控制器設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 33 頁 開 始返 回取 電 池 電 壓 值 1 5 V關(guān) 閉 充 電 開 關(guān)白 天 ？取 電 池 電 壓 值 1 3 . 2 V 1 3 . 2 V 1 1 V打 開負(fù) 載 開 關(guān)關(guān) 閉 負(fù) 載 開 關(guān)調(diào) 用浮 充 程 序調(diào) 用均 充 程 序調(diào) 用預(yù) 充 程 序低 于 1 1 V ? 圖 14 電壓檢測子程序流程圖 5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 系統(tǒng)實(shí)際制作 圖 15 電路板實(shí)際焊接效果圖 第 18 頁 共 33 頁 基于單片機(jī)的太陽能控制器設(shè)計(jì) 圖 16 整體系統(tǒng)運(yùn)行演示圖 調(diào)試結(jié)果 采用 KeilC51 編譯器進(jìn)行源程序編譯及仿真 調(diào)試，同時(shí)進(jìn)行硬件電路板的設(shè)計(jì)制作 。在過充電和浮充電模式，充電電壓由外部電阻 分壓網(wǎng)絡(luò)設(shè)置；在恒流充電模式，充電電流通過一個(gè)外部電阻設(shè)置。還有相當(dāng)一部分沒有定義。 如果需要，通過將地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作將無效。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“ MOVX R1”指令）時(shí)， P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不會改變。對端口寫入 1 時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。即定時(shí)器 T0、 T T2 外部中斷 4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 通用異步串行口（ UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART 工作溫度范圍： 40～ +85℃（工業(yè)級） /0～ 75℃（商業(yè)級） PDIP 封裝 STC89C52RC 單片機(jī)的工作模式 掉電模式：典型功耗 A,可由外部中斷喚醒，中斷返 回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序 空閑模式：典型功耗 2mA 正常工作模式：典型功耗 4Ma～ 7mA 掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備 圖 5 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52RC 引腳功能說明 VCC（ 40 引腳）：電源電壓 VSS（ 20 引腳）：接地 P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個(gè)漏極開路的 8 位雙向 I/O基于單片機(jī)的太陽能控制器設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 33 頁 口。 檢測電路原理如下 :太陽電池同時(shí)對兩蓄電池模塊充電 ,同時(shí)對它們的端電壓進(jìn)行監(jiān)測 .設(shè)定一個(gè)比實(shí) 際過充電壓略低的過充電壓值 V, 并據(jù)之對兩模塊粗略地進(jìn)行過壓檢測 ,當(dāng)其端壓高于 V 時(shí) ,切斷其中 一個(gè)蓄電池模塊 A 的充電回路 ,而對另一個(gè)模塊 B 進(jìn)行涓流充電 ,與此同時(shí)啟動定時(shí)器 .當(dāng)過 一段時(shí)間 ,模塊A 的端電壓有所降低并能準(zhǔn)確地反映電池容量時(shí) ,再對 A 的端壓進(jìn)行檢測 ,即精確過壓 檢測 .若還未充滿 ,則可接通其充電回路 ,使繼續(xù)充電 。 如果太陽電池組件被其它物體 (如鳥糞、樹蔭等 )長時(shí)間遮擋時(shí)，被遮擋的太陽能電池組件此時(shí)將會嚴(yán)重發(fā)熱，這就是“熱斑效應(yīng)”。 在組件的輸出功率達(dá)到最大點(diǎn)，稱為最大功率點(diǎn)；該點(diǎn)所對應(yīng)的電壓，稱為最大功率點(diǎn)電壓 Vm（又稱為最大工作電壓）；該點(diǎn)所對應(yīng)的電流，稱為最大功率點(diǎn)電流 Im（又稱為最大工作電流）；該點(diǎn)的功率，稱為最大功率 Pm。在這種太陽能電池組件中，電池與接線盒之間可直接用導(dǎo)線連接。一個(gè)組件上，太陽能電池的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量是 36 片（ 10cm 10cm），這意味著一個(gè)太陽能電池組件大約能產(chǎn)生 17V的電壓，正好能為一個(gè)額定電壓為 12V的蓄電池進(jìn)行有效充電。 （ 2）硅太陽能電池種類 目前世界上有 3 種已經(jīng)商品化的硅太陽能電池：單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池。晶體硅太陽能電池由一個(gè)晶體硅片組成，在晶體硅片的上表面緊密排列著金屬柵線，下表面是金屬層。 本次設(shè)計(jì)所要解決的問題主要是離網(wǎng)型光伏發(fā)電過程中蓄電池的充放電的控制問題，對于提高光伏發(fā)電利用率和蓄電池的保護(hù) 起到重要作用，從而在某種意義上對推廣新能源起到積極的推動作用， 幫助人類更有效地利用清潔能源和早日擺脫能源危機(jī)。 關(guān)鍵詞 ： STC89C52； CN3717； 鉛酸蓄電池 ； 充放電 ； 1 引言 隨著地球資源的日益貧乏，太陽能作為一種“取之不盡，用之不竭”的安全、潔凈的新能源，正被廣泛地應(yīng)用。另外，小型的離網(wǎng)系統(tǒng)由于其具有簡單靈活的特點(diǎn)，在未來也必定會成為光伏發(fā)電舉足輕重的一個(gè)領(lǐng)域，所以研究離網(wǎng)型的太陽能充放電系統(tǒng)也很有必要。恒壓充電階段則保持充電電壓14． 8V 不變，當(dāng)充電電流下降到恒流充電狀態(tài)下電流的 1／ lO 時(shí)終止恒壓充電。將太陽能電池單體進(jìn)行串并聯(lián)封裝后，就成為太陽能電池組件，其功率一般為幾瓦至幾十瓦，是可以單獨(dú)作為電源使用的最小單元。這就是“光生伏打效應(yīng)”。 一般產(chǎn)品化單晶硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率為 13―― 15 % 產(chǎn)品化多晶硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率為 11―― 13 % 產(chǎn)品化非晶硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率為 5―― 8 % （ 3）太陽能電池組件 一個(gè)太陽能電池只能產(chǎn)生大約 ，遠(yuǎn)低于實(shí)際應(yīng)用所需要的電壓。 單體 組件 方陣第 4 頁 共 33 頁 基于單片機(jī)的太陽能控制器設(shè)計(jì) 這種組件的前面是玻璃板，背面是一層合金薄片。太陽能電池組件的輸出功率等于流經(jīng)該組件的電流與電壓的乘積，即 P＝ V?I 。在很多情況下，組件的峰值功率通常用太陽模擬儀測定并和國際認(rèn)證機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化的 太陽能電池進(jìn)行比較。它包含一個(gè)接線盒和 1 只或 2 只旁通二極管。由于實(shí)驗(yàn)中 , 主要需要考察不同的充電檢測方案對蓄電池壽命的影響 ,所 以在充電方式的選擇上 ,我們主要采用了兩 段恒流的充電方式 ,放電都采用 5A 放電 . 新的檢測方式與普通的檢測方式的充電比較如下 : 實(shí)驗(yàn)證明用新的離線式的端壓檢測方法來指導(dǎo)充電可以明顯提高蓄電池的使用次數(shù) . 單片機(jī) 外圍電路設(shè)計(jì) STC89C52RC 單片機(jī)介紹 STC89C52RC 單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)， 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。對端口寫入 1 時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。P3 做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個(gè)電流（ ）。在 Flash 編程時(shí)，此引腳（ ）也用作第 10 頁 共 33 頁 基于單片機(jī)的太陽能控制器設(shè)計(jì) 編程輸入脈沖。 XTAL2（ 18 引腳）：振蕩器反相放大器 的輸入端。通過設(shè)置特殊功能寄存器 T2CON 中的 C/T2 位，可將其作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器（特殊功能寄存器 T2CON 的描述如表2 所列）。 其它功能包括輸入低電壓鎖存，電池溫度監(jiān)測，電池端過壓 保護(hù)和充電狀態(tài)指示等。隨著傳統(tǒng)能源的消耗殆盡，新能源尤其是太陽能的優(yōu)勢會越來越明 顯，以太陽能為典型代表的 新能源利用和采集將會進(jìn)入尋常百姓家。 Leadacid battery。 _nop_()。 //形成下降沿 1 _nop_()。 _nop_()。 if( (iamp。 _nop_()。 for(i = 0。 if(ADDI)temp1 |= 0x01。 temp2 |= temp。 return temp1。 delay1(5000)。 第 26 頁 共 33 頁 基于單片機(jī)的太陽能控制器設(shè)計(jì) sbit RReload=P1^1。//充電開 /關(guān) 1/0 bit LoadState=0。 //12M 晶振延時(shí)程序 void delayms(uint x)//延時(shí) 5ms { uchar i。//RW write/read:0/1 delayms(1)。 RS = 1。 } void LCDInit() { WCOM(0x38)。 WCOM(x+y)。)。 y=1。 /*在第 1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號 */ _nop_()。 ADCLK = 0。0x01) == 1) ADDI = 1。 基于單片機(jī)的太陽能控制器設(shè)計(jì) 第 29 頁 共 33 頁 _nop_()。 _nop_()。 uchar i = 0。 _nop_()。 temp = temp i。 } if(temp1 == temp2) return temp1。 } void MainInit() { MCUInit()。 } void FloatCharge() { IsCharge=1。 } void main()//主程序 { MainInit()。 wh