【正文】 attery voltage. The software part based on PWM (Pulse Width Modulation) pulse width modulation control strategy, programming the microcontroller output PWM control signal, through the control of photoelectric coupler onoff and control of MOSFET opening and closing, to control the battery charging and discharging of the objective, at the same time, according to the functional requirements of the realization of the battery overcharge, overdischarge protection and short circuit protection. Experiments show that, the controller has excellent performance, high reliability, can constantly monitor the solar panels and the state of the battery, battery charge and discharge control optimal, to prolong the service life of storage battery at the same time, also can better for storage of solar energy. Key words: solar charge controller。面 對(duì)目前許多蓄電池 充放電控制不合理和保護(hù)不夠充分等情況 ，本文設(shè)計(jì)了一套 太陽能充電控制器 ， 控制蓄電池的充放電，從而達(dá)到更有效的存儲(chǔ)太陽能。目 錄 目 錄 摘 要 .............................................................. I Abstract ..........................................................Ⅱ 目 錄 .............................................................Ⅲ 第一章 緒論 ........................................................1 太陽能儲(chǔ)存現(xiàn)狀 ............................................. 1 課題研究背景和意義 ......................................... 1 主要 設(shè)計(jì) 內(nèi)容 ............................................... 3 第二章 太陽能 儲(chǔ)存 的總體設(shè)計(jì)方案 ................................... 4 太陽能儲(chǔ)存 的控制策略 ....................................... 4 太陽能電池 .............................................4 蓄電池 .................................................4 控制策略 .............................................. 7 總體 設(shè)計(jì)方案 .............................................. .7 第三章 系統(tǒng) 硬件電路設(shè)計(jì) ........................................... 9 單片機(jī)最小系統(tǒng) ............................................. 9 STC89C52 的簡(jiǎn)介 ...................................... 9 單片機(jī)的最小系統(tǒng)及擴(kuò)展電路 .......................... 11 充放電 電路 ................................................ 13 光耦驅(qū)動(dòng)電路 .............................................. 14 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .............................................. 15 ADC0804 的簡(jiǎn)介 ...................................... 15 ADC0804 外圍接線電路 ............................... 17 LCD 顯示 電路 .............................................. 18 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路 ....................................... 20 串口通信電路 .............................................. 21 系統(tǒng) 總機(jī) 電路圖 ............................................ 24 第四章 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) .............................................. 24 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) ............................................ 24 電壓采集轉(zhuǎn)換模塊 .......................................... 25 ADC804 時(shí)序圖 ....................................... 25 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 ...................................... 25 顯示模塊 .................................................. 26 1602 液晶寫操作時(shí)序圖 ............................... 26 電壓顯示流程圖 ...................................... 27 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊 .............................................. 28 目 錄 CI2 總線模擬時(shí)序圖 ................................. 28 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流程圖 ...................................... 30 軟件調(diào)試和仿真 ............................................ 30 結(jié) 論 ........................................................... 33 參考文獻(xiàn) ......................................................... 34 致 謝 ........................................................... 36 附錄Ⅰ 系統(tǒng) 程序 .................................................. 37 附錄 Ⅱ 總機(jī) 電路圖 ................................................ 51 第一章 緒論 第一章 緒論 太陽能儲(chǔ)存現(xiàn)況 太陽能作 為新能源有著巨大的優(yōu)勢(shì)，所以世界各國都在努力研發(fā)新技術(shù)，比較成熟的是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。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)新能源的開發(fā)和利用。 利用太陽能作為能源，沒有廢渣，廢料，廢氣，廢水的排放，沒有噪聲，不會(huì)污染環(huán)境，沒有公害，清潔干凈。 我國的西部地區(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柲馨l(fā)電解決無電地區(qū)的用電具有重大的戰(zhàn)略意義。 （ 5）當(dāng)用戶將太陽能電池板接反至控制器時(shí)，具有保護(hù)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(shí)，要有報(bào)警功能，并且具有保護(hù)控制器不被毀壞的 功能。分析可知，蓄電池的充電過程和放電過程是可逆的。 階段充電法 ： 這種充電方法包括二階段充電法和三階段充電法。這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率，而且能夠提高蓄電池充電接受率， 這也是蓄電池充電理論的進(jìn)一步發(fā)展。 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(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)性能和推廣的主要原因之一。單片機(jī)在軟件程序的控制下 輸出 PWM 控制信號(hào)， 經(jīng)光耦驅(qū)動(dòng) MOSFET 管開啟 與 關(guān)閉來控制 充放電 電路。第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 第三章 系統(tǒng) 硬件電路設(shè)計(jì) 在整體方案的指導(dǎo)下，依據(jù)工程設(shè)計(jì)的常見思路，本論文從硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面入手，運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)方法 去進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 RST、 PSEN 、 ALE/PROG 、 EA /VPP。 （ 2） ALE/ PROG ：地址鎖存控制信號(hào) (ALE)是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 當(dāng) STC89C52 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在 ~12MHz 之間選取。按鈕復(fù)位是當(dāng)按鈕按下后，第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 電源通過電阻 R14 施加到復(fù)位端上，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位。 （ 4）蜂鳴器報(bào)警電路 報(bào)警電路采用蜂鳴器來發(fā)出報(bào)警聲音，由于 STC89C52 輸出引腳 的驅(qū)動(dòng)能力較弱，所以蜂鳴器要加三極管 進(jìn)行 驅(qū)動(dòng) 。設(shè)計(jì)中采用 IRL2703 N溝道 MOSFET 管， N 溝道 MOSFET 的導(dǎo)通電壓 Vth0。 光耦 驅(qū)動(dòng) 電路 為了增加系統(tǒng)的可靠性，本設(shè)計(jì)用光電耦合器實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制電路和充放電電路的隔離。因?yàn)樾铍姵仉妷旱牟杉D(zhuǎn)換在系統(tǒng)中極為重要，所以下面對(duì)所選 ADC0804 芯片及在本系統(tǒng)中是典型連接電路予以介紹。 WR — 用來啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當(dāng)于 ADC 的轉(zhuǎn)換開始（ CS =0 時(shí)），當(dāng) WR 由 1 變?yōu)? 0 時(shí)，轉(zhuǎn)換器被清除：當(dāng) WR 回到 1 時(shí)，轉(zhuǎn)換正式開始。 蓄電池的電壓采集信號(hào) ADIN 從 6 腳引入，在內(nèi)部采集轉(zhuǎn)換后，從數(shù)字輸出端輸出到單片機(jī)的 P1 口，通過讀 P1 口數(shù)據(jù)，便可以得到蓄電池的電壓，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。10% 3 VO 液晶 顯示對(duì)比度調(diào)節(jié)端 用于調(diào)節(jié)對(duì)比度 4 RS 寄存器選擇信號(hào) H:數(shù)據(jù)寄存器 L:指令寄存器 5 R/W 讀 /寫信號(hào) H:讀 L:寫 6 E 片選信號(hào) 下降沿觸發(fā) ,鎖存數(shù)據(jù) 714 DB0DB7 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)傳輸 根據(jù) 1602 的技術(shù)參數(shù)和引腳功能， 1602 與單片機(jī)連接構(gòu)成 的電壓顯示電路如圖 312 所示。 AT24C02 是一個(gè) 2K 位串行 CMOS E2PROM， 內(nèi)部含有 256 個(gè)字節(jié)， 采用先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。單片機(jī)通信是指單片機(jī)與計(jì)算機(jī)或單片機(jī)與單片機(jī)之間的信息交換，不過通常使用的是單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信。 了解芯片的主要特點(diǎn)之后，接下來我們來認(rèn)識(shí) MAX232 它的各個(gè)引腳的功能，即有什么作用，以更好地設(shè)計(jì)串口通信電路。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二 數(shù)據(jù)通道。 最后得出系統(tǒng)的 總機(jī) 電路圖，見附錄二。 電壓采集轉(zhuǎn)換模塊 ADC804 時(shí)序圖 為了更好理解模數(shù)轉(zhuǎn)換器的對(duì)蓄電池電壓采集轉(zhuǎn)換過程，下面首先對(duì)ADC0804 的啟動(dòng)和讀 取時(shí)序圖予以介紹。軟件設(shè)計(jì)中AD 轉(zhuǎn)換模塊的流程圖如圖 43 所示。//設(shè)置開顯示，不顯示光標(biāo) write_(0x06)。 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) （ 4）給使能端 E 一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)送入到液晶控制器，完成寫操作。CI2 總線模擬時(shí)序圖如圖 46 所示。 sda=0。 軟件調(diào)試的過程：首先根據(jù)太陽能充電控制器軟件設(shè)計(jì)要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)，然后按照 C 語言模塊化設(shè)計(jì)的編程方法，設(shè)計(jì)出各個(gè)子模塊和主程序的算法流程圖，最后在 KEIL C51 中去編寫相應(yīng)的程序去實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)看到這個(gè)信息時(shí)，我很激動(dòng)，知道自己編寫的程序終于調(diào)試成功了。然后再慢慢調(diào)試主程序，修改控制指令，最終三個(gè)工作狀態(tài)指示燈也正確指示