【正文】 g hex file from 充放電控制器... // 創(chuàng)建了十六進(jìn)制的目標(biāo)文件充放電控制器 0 Error(s), 0 Warning(s). //工程“充放電控制器”，編譯結(jié)果0個(gè)錯(cuò)誤，0個(gè)警告。通過(guò)仿真可以看出系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的不合理部分，以方便改善使得系統(tǒng)更加合理；同時(shí)更重要的是驗(yàn)證自己編寫(xiě)的軟件程序是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其功能，完成了相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)任務(wù)。 delay1()。由于STC89C52單片機(jī)沒(méi)有總線接口，所以使用時(shí)要先通過(guò)軟件模擬總線的工作時(shí)序，正確的調(diào)用函數(shù)就可方便的擴(kuò)展總線接口部件。（3）將數(shù)據(jù)或命令送到達(dá)數(shù)據(jù)線上。 //設(shè)置16X2顯示,5X7點(diǎn)陣,8位數(shù)據(jù)接口write_(0x0c)。由于ADC0804的轉(zhuǎn)換時(shí)間很短，本設(shè)計(jì)未用中斷讀取A/D的數(shù)據(jù)，而是在啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換后，稍等一會(huì)時(shí)間（程序中用延時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)），直接讀取A/D的數(shù)字輸出口即可。蓄電池電壓的采集、轉(zhuǎn)換顯示和異常數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)都在測(cè)控子程序中進(jìn)行，系統(tǒng)應(yīng)用主程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，首先完成初始化，然后就開(kāi)始按順序調(diào)用各個(gè)模塊子程序，通過(guò)系統(tǒng)自檢和控制指令來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和電路控制，有效的控制蓄電池充放電。當(dāng)然單片機(jī)和DB9要共地，這是實(shí)現(xiàn)串行通信的前提條件。由11114腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。MAX232芯片是專(zhuān)門(mén)為電腦的RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。根據(jù)各引腳的功能，依據(jù)總線系統(tǒng)的典型硬件連接圖，AT24C02與單片機(jī)連接構(gòu)成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路如圖313所示。為了解決這一難題，本設(shè)計(jì)采用具有I2C總線接口的串行E2PROM器件，這里選擇AT24C02芯片。1602引腳功能如表32所示。圖 310 電壓采集電路（2）ADC0804構(gòu)成的典型A/D轉(zhuǎn)換電路圖 311 A/D轉(zhuǎn)換電路按照芯片手冊(cè)中ADC0804的典型接法，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換電路如311所示?！獠孔x取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制輸出信號(hào)。市場(chǎng)中集成的A/D轉(zhuǎn)換器品種很多，選用時(shí)需要綜合考慮各種因素進(jìn)行選取。圖 37 充放電電路按程序設(shè)計(jì)當(dāng)檢測(cè)到蓄電池的電壓低于12V，充電模式為均充，Q1為完全導(dǎo)通狀態(tài)，也就是導(dǎo)通的脈沖占空比最大；，充電模式為浮充，Q1導(dǎo)通與不導(dǎo)通的占空比例變小，；當(dāng)檢測(cè)到蓄電池的電壓等于15V左右，Q1截止使充電停止，同時(shí)Q2也關(guān)閉來(lái)關(guān)斷負(fù)載。所使用的MOSFET是電壓控制單極性金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所需驅(qū)動(dòng)功率較小。其中LED1為正常充電指示燈，LED2為過(guò)壓指示燈，LED3為欠壓指示燈。單片機(jī)的復(fù)位電路如圖34所示。本設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)擴(kuò)展電路包括上電復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，工作指示燈和蜂鳴器報(bào)警電路等。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位(地址為8EH的SFR的第0位)的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。如VCC、GND、XTALXTAL2。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。首先采用并聯(lián)分壓方式對(duì)蓄電池電壓采集后，送到AD模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到一個(gè)數(shù)字信號(hào)的電壓值，再將此信號(hào)送入到控制模塊中單片機(jī)進(jìn)行處理；然后在軟件程序控制下，單片機(jī)輸出控制信號(hào)送到充放電模塊中，經(jīng)光耦驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制MOSFET。整體方案設(shè)計(jì)，講述了光伏發(fā)電技術(shù)中最重要部分控制器和蓄電池的作用，控制器主要負(fù)責(zé)控制太陽(yáng)能極板對(duì)蓄電池的充電以及控制蓄電池對(duì)負(fù)載的供電。輸出電壓波形如圖23所示。（2）改進(jìn)的充放電方式針對(duì)目前市場(chǎng)上控制器的主要問(wèn)題是由于對(duì)于蓄電池的保護(hù)不夠充分，不合適的充電方式容易導(dǎo)致蓄電池的損壞，同時(shí)通過(guò)對(duì)蓄電池的工作原理和對(duì)影響蓄電池使用壽命因素的分析，本論文提出了PWM (Pulse Width Modulation)脈寬調(diào)制充電方法。這種充電控制方法簡(jiǎn)單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過(guò)程的進(jìn)行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過(guò)多，影響蓄電池的使用壽命。（3）充電控制器一般太陽(yáng)能極板輸出電壓的不穩(wěn)定，不能直接應(yīng)用于負(fù)載，需要將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蟠鎯?chǔ)到儲(chǔ)能設(shè)備如蓄電池中，而控制器在這個(gè)過(guò)程中起著樞紐作用，其性能的好壞將會(huì)直接影響實(shí)際應(yīng)用的使用效果。一般鉛酸蓄電池是由正極板、負(fù)極板、隔板、電池槽、電解液和接線端子等部分組成，極板主要有鉛制成，電解液是硫酸溶液。圖 21 太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)從圖21中可以看出，太陽(yáng)能極板陣列將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能并將電能存儲(chǔ)到蓄電池中，蓄電池再將存儲(chǔ)的電能輸出給照明電路供電，完成能量的傳遞。（1）要能自動(dòng)檢測(cè)太陽(yáng)能電池板電壓是否高于蓄電池電壓，若高于蓄電池 電壓，則可開(kāi)啟充電；若低于蓄電池電壓，則不能開(kāi)啟充電，否則蓄電池電流會(huì)反向流向太陽(yáng)能電池板而造成點(diǎn)亮損耗。同時(shí)太陽(yáng)能充放電控制器還控制蓄電池對(duì)負(fù)載的供電，保護(hù)蓄電池和負(fù)載電路，避免蓄電池發(fā)生過(guò)放現(xiàn)象，由此可見(jiàn)，控制器具有舉足輕重的作用。為了更高效的利用太陽(yáng)能，白天可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，利用蓄電池將電能儲(chǔ)存起來(lái)，需要用電時(shí)即可由蓄電池供電。（3）長(zhǎng)久性。新能源包括水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等。這些難題迫使政府和社會(huì)在發(fā)展常規(guī)能源的同時(shí)必須加大對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和利用。利用太陽(yáng)能作為能源，沒(méi)有廢渣，廢料，廢氣，廢水的排放，沒(méi)有噪聲，不會(huì)污染環(huán)境，沒(méi)有公害，清潔干凈。我國(guó)的西部地區(qū)，包括西藏、新疆、青海、內(nèi)蒙古等省，年日照時(shí)間長(zhǎng)，這些地區(qū)面積寬廣、人口密集低，在一些偏僻的地區(qū)傳統(tǒng)的供電設(shè)施建設(shè)成本高，電能的供需矛盾顯得十分突出，因此當(dāng)?shù)卣浞掷锰?yáng)能發(fā)電解決無(wú)電地區(qū)的用電具有重大的戰(zhàn)略意義。（2）充電控制器的作用及現(xiàn)狀太陽(yáng)能充電控制器具備充電控制、過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、防反接保護(hù)及短路保護(hù)等一系列功能，解決了這一難題，這樣控制器在這個(gè)過(guò)程中起著樞紐作用，它控制太陽(yáng)能極板對(duì)蓄電池的充電，加快蓄電池的充電速度，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。這里以充/放電最大電流10A，額定電壓12V控制器系統(tǒng)為例，其實(shí)現(xiàn)的主要功能如下。太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖21所示。太陽(yáng)能充電控制器最主要的功能是控制太陽(yáng)能極板對(duì)蓄電池的充電，蓄電池的性能和充放電的方式有很大的關(guān)系，所以在設(shè)計(jì)控制器之前需要對(duì)蓄電池的原理、充放電過(guò)程做一個(gè)分析。蓄電池的存在，可以解決太陽(yáng)能產(chǎn)生電能和負(fù)載用電時(shí)間不一致不同步的問(wèn)題，太陽(yáng)能極板和負(fù)載兩者之間電壓不匹配的問(wèn)題等。恒流充電法是通過(guò)保持充電電流強(qiáng)度不變進(jìn)行充電的方法。這種充電方法在充電初期電流過(guò)大，對(duì)蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，將會(huì)影響蓄電池的使用。實(shí)際也就是以一直流電壓經(jīng)過(guò)以一定頻率打開(kāi)與閉合開(kāi)關(guān)的控制來(lái)改變電壓。圖24 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖以上通過(guò)對(duì)控制器、被控對(duì)象蓄電池的分析，結(jié)合硬件資源和軟件控制策略，進(jìn)行了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程設(shè)計(jì)，最終確定整體設(shè)計(jì)方案。 系統(tǒng)層次原理圖系統(tǒng)層次原理圖如圖31所示，電路設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)作為主控芯片構(gòu)成控制電路模塊對(duì)整個(gè)電路控制。在芯片內(nèi)部，擁有很高頻率8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。按其功能類(lèi)別將它們分為三類(lèi)：（1）電源和時(shí)鐘引腳?？撮T(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，RST腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。否則，ALE將被微弱拉高。 單片機(jī)的最小系統(tǒng)及擴(kuò)展電路單片機(jī)是系統(tǒng)的主控芯片，為了使整個(gè)電路得到很好的控制，首先必須構(gòu)建最小系統(tǒng)是單片機(jī)可以工作起來(lái)。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。工作狀態(tài)指示燈電路如圖35所示。分析可知，通過(guò)控制MOSFET管閉合和斷開(kāi)的時(shí)間（即PWM—脈沖寬度調(diào)制），就可以控制輸出電壓。當(dāng)用戶將蓄電池反接至控制器時(shí)，續(xù)流二極管D3可以進(jìn)行續(xù)流，從而保護(hù)控制器不被毀壞。 圖 38 光耦驅(qū)動(dòng)電路 A/D轉(zhuǎn)換電路本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的STC89C52單片機(jī)沒(méi)有內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換模塊，因此需要先采集蓄電池的電壓，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換才可接入單片機(jī)。ADC0804引腳圖如圖39所示，其各個(gè)引腳的功能：— 芯片片選信號(hào)輸入端，低電平有效，一旦有效，表明A/D轉(zhuǎn)換器別選中，可啟動(dòng)工作。由分壓公式得出采集的電壓為ADIN，符合A/D轉(zhuǎn)換芯片的ADC0804的輸入值。表 31 1602的主要技術(shù)參數(shù)顯示容量 162個(gè)字符 芯片工作電壓 ~ 工作電流 （）模塊最佳工作電壓 字符尺寸 （WH）mm顯然，1602液晶可以滿足要求，接下來(lái)介紹其各個(gè)引腳的功能，為后面設(shè)計(jì)電壓顯示電路做準(zhǔn)備。若采用普通存儲(chǔ)器，在掉電時(shí)需要備用電池供電，并需要在硬件上增加掉電檢測(cè)電路，但存在電池不可靠及擴(kuò)展芯片占用單片機(jī)過(guò)多口線的缺點(diǎn)。所有接到I2C總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)SDA都接到總線的SDA上，各設(shè)備的時(shí)鐘線SCL接到總線的SCL上。而且系統(tǒng)采用易于實(shí)現(xiàn)的異步串行通信方式，用最簡(jiǎn)單也最實(shí)用的奇偶校驗(yàn)作為串行通信錯(cuò)誤校驗(yàn)方式。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。設(shè)計(jì)中T1IN連接CMOS電平的單片機(jī)的串行發(fā)送端；T1OUT連接電腦的RS232C串口的接收端PCRXD；同理，R1IN連接電腦的RS232C串口的發(fā)送端PCTXD；R1OUT連接CMOS電平的單片機(jī)的串行接收端。圖 41 系統(tǒng)主程序流程圖系統(tǒng)主程序是整個(gè)電壓測(cè)控系統(tǒng)中最重要的程序，是一個(gè)順序執(zhí)行的無(wú)限循環(huán)程序。按照ADC0804芯片的時(shí)序圖，此模塊通過(guò)對(duì)其進(jìn)行啟動(dòng)和讀取操作，主要來(lái)完成對(duì)蓄電池電壓的采集轉(zhuǎn)換，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，送給后面的顯示模塊予以顯示。write_(0x38)。（2）讀/寫(xiě)控制端設(shè)置為寫(xiě)模式，即低電平。AT24C02芯片的優(yōu)點(diǎn)：采用總線標(biāo)準(zhǔn)，串行操作，可以簡(jiǎn)化硬件電路；同時(shí)具有很好的掉電保護(hù)功能。 scl=1。 軟件調(diào)試和仿真為了檢驗(yàn)自己設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)是否可以正常工作以及設(shè)計(jì)合理性，很有必要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真。Target 139。無(wú)奈之下，最后去咨詢指導(dǎo)老師該怎么辦，老師說(shuō)可以在模擬的電池板和蓄電池附近并聯(lián)虛擬的電壓表，通過(guò)電壓表的示數(shù)，用以時(shí)刻監(jiān)測(cè)蓄電池的充放電狀態(tài)。按照C語(yǔ)言模塊化程序設(shè)計(jì)方法，論文編制了系統(tǒng)主程序和各個(gè)子程序模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)PWM脈寬調(diào)制控制策略和各種保護(hù)，完成了軟件設(shè)計(jì)任務(wù)。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)包括單片機(jī)及外圍電路設(shè)計(jì)、充放電電路設(shè)計(jì)、光耦驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、電壓顯示電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)、串口通信電路設(shè)計(jì)等。 展望由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，以及技術(shù)水平和實(shí)驗(yàn)條件的限制，本系統(tǒng)部分功能尚未完成，需要進(jìn)一步完善，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)系統(tǒng)中的單片機(jī)控制功能需要進(jìn)一步研究，以便找到功能更加強(qiáng)大的主控芯片去代替，從而更好更快的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。 init1602()。 yj1602()。//停止充電 buzzer()。 } if(count==12) { count=0。//開(kāi)啟欠壓指示燈 LED1=1。 TL0=(6553650000)%256。//蜂鳴器控制位uchar count,battery_v。 //unsigned char code table1[]= TYNCFDKZQXTSJ。RS232串口通信sbit RXD=P3^0。void write_data(uchar date)。//uchar read_byte()。 ET0=1。 for(i=0。 _nop_()。 adwr=0。 //AD讀使能 _nop_()。//設(shè)置開(kāi)顯示，不顯示光標(biāo) write_(0x06)。 P0=。 // RW=1，RS=0，寫(xiě)LCD數(shù)據(jù) delay1()。 }void yj1602(){ uchar xs_vo。num14。 write_data(39。 39。.39。 delay(5)。 delay(5)。 delay(5)。num16。 delay1()。 delay1()。(i250)) i++。 scl=0。 sda=1。i8。 write_byte(0xa0)。 start()。 date=read_byte()。 } }附錄Ⅱ 硬件電路圖圖 II1 系統(tǒng)硬件電路圖