【正文】 （ 3） 當(dāng)蓄電池電壓高于 ，自 動(dòng)關(guān)斷負(fù)載（過壓 關(guān)斷）和充電電路 ，同時(shí)有報(bào)警功能 。 市 目前 場上有各種各樣的太陽能控制器，但這些控制器主要問題對于蓄電池的保護(hù)不夠充分，不合適的充放電方式容易導(dǎo)致蓄電池的損壞，使蓄電池的使用壽命降低。 總體看來我國太陽能資源比較豐富，因此充分利用豐富的太陽能資源，采用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，可以節(jié)約能源，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，提高人民生活水平。 只要有太陽，就有太陽能 ，因此太陽能可以說是取之不盡，用之不竭。雖然風(fēng)能或水能等更加便宜，但是大多數(shù)的自家用戶卻都不可能找到適當(dāng)場合進(jìn)行架設(shè)， 架設(shè)成本較高。s most promising new energy technologies. At present solar photovoltaic device has been widely used in munications, transport, electricity and other aspects, the core part is the charge controller. The conventional charge controller on the market today on the battery charge and discharge control is unreasonable, and its protection is also inadequate,whichs makes the battery life to shorten. To solve this problem, the design identifies a solar charge controller based on single chip solution. In the solar energy to battery charge and discharge means, the controller of the functional requirements and the practical application aspects ,making some analysis,pleted the hardware circuit design and software development, to achieve the high efficiency of the battery management. Under the guidance of the overall program, the design uses lowpower, high performance, super antijamming STC89C52 microcontroller as a core device to control the entire circuit. Hardware circuit consists of a solar battery charging and discharging circuit, voltage acquisition and display circuit, the MCU control circuit and RS232 serial munication circuit, the main achievement of the acquisition and display battery voltage. Software is based in part on PWM (Pulse Width Modulation) pulse width modulation control strategy, programming the microcontroller output PWM control signal, by controlling the photocoupler onoff the control MOSFET opening and closing, to control battery charging and discharging purposes, and in accordance with the functional requirements implemented the battery over charge, over discharge protection and short circuit protection. Experiments show that the controller performance, high reliability, can always monitor the state of solar panels and batteries to achieve optimal control of battery charge and discharge, to prolong battery life. Keywords: charge controller。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(gè)方面，其核心部分就是充電控制器。軟件部分依據(jù) PWM（ Pulse Width Modulation）脈寬調(diào)制控制策略，編制程序使單片機(jī)輸出 PWM 控制信號，通過控制光電耦合器通斷進(jìn)而控制 MOSFET 管開啟和關(guān)閉，達(dá)到控制蓄電池充放電的目的，同時(shí)按照功能要求實(shí)現(xiàn)了對蓄電池過充、 過 放保護(hù)和短路保 護(hù)。 同時(shí)，以煤、石油作為燃料在燃燒過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)已經(jīng)開始造成全球變暖，即“溫室效應(yīng) ，人類的生活將會(huì)由此受到很大的威脅。 （ 2） 無害性。年日照時(shí)數(shù)在 2200 小時(shí)以上的地區(qū)約占國土面積的 2／ 3 以上。但只有當(dāng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作過程中保持蓄電池沒有過充電，也 沒有過放電，才能使蓄電池的使用壽命延長，效率也得以提高，因此 必須 對工作過程加以研究 分析 而予以控制，這種情況下太陽能充電控制器應(yīng)運(yùn)而生。 設(shè)計(jì)主要任務(wù) 本設(shè)計(jì)研究確定了一種基于 STC 單片機(jī)的太陽能充放電控制器的方案，在太陽能對蓄電池的充電方式、控制器的功能要求和 電路保護(hù) 方面做了分析，完成了 系統(tǒng) 硬件電路設(shè)計(jì)和 軟件編程 ，實(shí)現(xiàn)了對蓄電池的科學(xué)管理，并將充 放 電控制器應(yīng)用于太陽能路燈 或其他負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了控制 功能。 太陽 能路燈系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)主要針對直流 照明 路燈進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所以構(gòu)成太陽能路燈系統(tǒng)主要有四大部分組成，即太陽能極板、蓄電池、充電控制器、照明電路。 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 4 圖 22 太陽能電池產(chǎn)生光伏效應(yīng) （ 2） 蓄電池 這里首 先介紹 蓄電池工作原理 。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池的主要作用有：儲存能量、對太陽能極板的工作電壓的進(jìn)行鉗位、 給負(fù)載 提供啟動(dòng)電流等。 （ 1） 蓄電池常規(guī)充放電方式 目前，控制器常規(guī) 的蓄電池充電法包括三種：恒流充電法、階段充電法和恒壓充電法。由于充電初期蓄電池電動(dòng)勢較低，充電電流很大，隨著充電的進(jìn)行，電流將逐漸減少。脈寬調(diào)制方式是指在固定時(shí)鐘頻率下，通過調(diào)節(jié)開關(guān)的通斷時(shí)間來控制信號的占空比，從而實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)整。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖 24 所示。 下面先從系統(tǒng) 層次原理圖入手，對系統(tǒng)原理進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后再對 具體 電路 地進(jìn)行一一介紹。 使用 STC 公司高密度非易失性 高加密性 存儲器技術(shù)制造 ， 與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 。 而且 STC89C52 的工作頻率很寬，可以在 0~35MHz 之間選擇，芯片具有超強(qiáng)抗干擾性，加密性強(qiáng) 。 EA/VP31XTAL119XTAL218RESET9P37/RD17P36/WR16P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P10/T21P11/T2 EX2P123P134P145P15/MOSI6P16/MISO7P17/SCK8P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P20(A8)21P21(A9)22P22(A1023P23(A11)24P24(A12)25P25(A13)26P26(A14)27P27(A15)28PSEN29ALE/P30P31/TXD11P30/RXD10 圖 32 STC89C52 引腳圖 這里僅詳細(xì)介紹編程引腳 ： （ 1） RST：復(fù)位輸入。 如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “ 1” ， ALE 操作將無效。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 12C633PFC733PFXTAL1XTAL2C810uFR1510KVCCRESTR141KS1SWPB 圖 33 時(shí)鐘電路 圖 34 復(fù)位電路 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 10 （ 2）復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。初步檢查可用示波器探頭監(jiān)視 RST 引腳，按下復(fù)位鍵，觀察是否有足夠幅度的波形輸出 (瞬時(shí)的 )，還可以通過改變復(fù)位電路 電阻和電 容值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 充放電電路 充放電 電路 如圖 37 所示，電路 由防反充二極管 D濾波電容 C4 和 C 穩(wěn)壓管 D續(xù)流二極管 D MOSFET 管 Q1 和 Q2 等構(gòu)成。電容 C5 是 對蓄電池輸出電壓進(jìn)行濾波，以保證負(fù)載供電電路的穩(wěn)定性。 這就是充電電路原理。 ADC0804 就是這類集成 A/D 轉(zhuǎn)換器。 輸入單端 正電壓時(shí) , VIN()接地 :而差動(dòng)輸入時(shí) , 直接加入 VIN(+) VIN(). AGND,DGND—— 模擬信號以及數(shù)字信號的接地 . VREF/2— 參考電平輸入，決定量化單位。在使用 1602 之前，我們首先查閱其使用手冊，對其進(jìn)行一定的了解。數(shù)據(jù)輸入端 D0D7 接單片機(jī)的 P0 口用于 電壓 數(shù)據(jù)的傳送。 為了更好的使用 AT24C02，首先來介紹其 各 個(gè) 引腳功能 ， 如表 33 所示 。 本設(shè)計(jì)中加入串行通信電路的目的 主要有三個(gè)：一是方便給單片機(jī)下載程序；二是使控制器具有遠(yuǎn)程通信或遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能；三是將控制器每天采集到數(shù)據(jù)的極限值和發(fā)生異常狀態(tài)時(shí)的數(shù)據(jù)記錄下來， 供 用戶查看。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v） 圖 314 MAX232 的引腳圖 按照串行通信原理， 根據(jù) RS232 串口協(xié)議和 MAX 232 芯片的引腳功能，結(jié)合STC89C52 單片機(jī)串行中斷方式 ，本設(shè)計(jì)采用串口方 式 1（ 10 位數(shù)據(jù)的異步通信 ） 來構(gòu)建山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 19 串口通信電路。 包括以下幾部分： 系統(tǒng) 主程序設(shè)計(jì)， 電壓采集轉(zhuǎn)換模塊， 顯示模塊 和異常數(shù)據(jù)存儲模塊 。 反之，若 RD 為高電平， 三態(tài)門處于高阻狀態(tài) ，數(shù)據(jù)被鎖存 。 液晶 1602 的初始化，是讓其正確顯示的前提，其初始化通常如下： EN=0。 圖 44 1602 液晶寫操作時(shí)序圖 分析時(shí)序圖可知，對 1602 液晶進(jìn)行寫操作的流程如下： （ 1） 通過 RS 確定是寫數(shù)據(jù)還是寫操作，寫命令包括使液晶的 光標(biāo)顯示 /不顯示、光標(biāo)是否閃爍、需 /不需要移屏、在液晶的什么位置顯示，等等。 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 24 開 始初 始 化 設(shè) 置讀 取 A D 轉(zhuǎn) 換 模 塊 處 理 結(jié)果 ， 得 到 實(shí) 際 電 壓 值分 離 出 十 位 、 個(gè) 位 和 十分 位 ， 送 給 1 6 0 2 液 晶具 體 位 置 顯 示調(diào) 用 寫 命 令 函 數(shù) ， 定 位第 一 行 顯 示 的 數(shù) 據(jù) 指 針調(diào) 用 寫 數(shù) 據(jù) 函 數(shù) ， 進(jìn) 行第 一 行 數(shù) 據(jù) 顯 示調(diào) 用 寫 命 令 函 數(shù) ， 定 位第 二 行 顯 示 的 數(shù) 據(jù) 指 針調(diào) 用 寫 數(shù) 據(jù) 函 數(shù) ， 進(jìn) 行第 二 行 數(shù) 據(jù) 顯 示移 屏 顯 示結(jié) 束 圖 45 電壓顯示流程圖 數(shù)據(jù)存儲模塊 在對蓄電池充放電控制過程中，會(huì)出現(xiàn)電壓值過高或過低的異常情況，很有必要對其進(jìn)行存儲，作為以后分析 優(yōu)化 使用；同時(shí)我們可以按一定周期間隔性的對蓄電池電壓進(jìn)行采集，然后求取電壓的平均值， 通過分析每天的平均值情況，可以大致了解蓄電池的充電情況，這對以后優(yōu)化充放電很有用。 void start() //啟動(dòng)信號 { sda=1。 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 26 開 始時(shí) 鐘 信 號 S C L 置 低傳 送 數(shù) 據(jù) 左 移 一 位將 此 位 送 到 數(shù) 據(jù) 線 上時(shí) 鐘 信 號 置 高8 位 送 完 否 ？一 個(gè) 應(yīng) 答 信 號 的 周 期結(jié) 束NY 開 始總 線 初 始 化 ，初 始 化 地 址 指 針異 常 電 壓 值 送 給 變 量 a標(biāo) 志 位 是 否 有 效 ？清 除 標(biāo) 志 位 ， 調(diào) 用A T 2 4。 scl=1。 AT24C02 芯片的優(yōu)點(diǎn)： 采用 CI2 總線標(biāo)準(zhǔn)，串行操作 ，可以簡化硬