【正文】 } } else//黑天 { if(Voltage=) { IsLoad=1。 } void StopLoad() { RReload=0。//定時(shí)器 0 中斷先關(guān)閉 EA=1。 else temp = 0x00。 uchar temp2 = 0。 //形成下降沿 2 _nop_()。 _nop_()。 if(2==x)x=0x80+0x40。 y=1。 EN = 0。 void ShowChar(char m_char,uchar x,uchar y)。 //使能接口 sbit CHAG =P1^0。 } if(temp1 == temp2) flag = 0。 _nop_()。 _nop_()。0x01) == 1) ADDI = 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(hào) */ _nop_()。本設(shè)計(jì)做出的實(shí)物能很好的實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了，易于推廣。 定時(shí)器 2 是一個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。 ALE/ （ 30 引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 P2 的輸 出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。蓄電池在充滿(mǎn)前其端電壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的跳動(dòng) ,使檢測(cè)電路產(chǎn)生誤判 。 由于太陽(yáng)能電池組件的輸出功率取決于太陽(yáng)輻照度、太陽(yáng)能光譜的分布和太陽(yáng)能電池的溫度，因此太陽(yáng)能電池組件的測(cè)量在標(biāo)準(zhǔn)條件下（ STC）進(jìn)行，測(cè)量條件被歐洲委員會(huì)定義為 101 號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，其條件是： 光譜輻照度 1000W/m2 大氣質(zhì)量系數(shù) 太陽(yáng)電池溫度 25℃ 在該條件下，太陽(yáng)能電池組件所輸出的最大功率被稱(chēng)為峰值功率，表示為Wp(peak watt)。其潛在的質(zhì)量問(wèn)題是邊沿的密封以及組件背面的接線盒。 太陽(yáng)能電池的工作原理如下： 光是由光子組成，而光子是包含有一定能量的微粒，能量的大小由光的波長(zhǎng) 決定，光被晶體硅吸收后，在 PN 結(jié)中產(chǎn)生一對(duì)對(duì)正負(fù)電荷，由于在 PN 結(jié)區(qū)域的正負(fù)電荷被分離，因而可以產(chǎn)生一個(gè)外電流場(chǎng)，電流從晶體硅片電池的基于單片機(jī)的太陽(yáng)能控制器設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 33 頁(yè) 底端經(jīng)過(guò)負(fù)載流至電池的頂端。在恒流充電狀態(tài)下，不斷檢測(cè)電池端電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到飽和電壓時(shí)，恒流充電狀態(tài)終止?？刂破魇翘?yáng)能路燈照明系統(tǒng) 的核心部件，其功能的好壞直接影響著太陽(yáng)能路燈的使用壽命。硅片本身是 P 型硅，表面擴(kuò)散層是 N 區(qū)，在這兩個(gè)區(qū)的連接處就是所謂的 PN 結(jié)。 通過(guò)導(dǎo)線連接的太陽(yáng)能電池被密封成的物理單元被稱(chēng)為太陽(yáng)能電池組件，具有一定的防腐、防風(fēng)、防雹、防雨等的能力，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域和系統(tǒng)。 隨著太陽(yáng)能電池溫度的增加，開(kāi)路電壓減少，大約每升高 1?C 每片電池的電壓減少 5mV，相當(dāng)于在最大功率點(diǎn)的典型溫度系數(shù)為－ %/?C。若已充滿(mǎn) ,控制其進(jìn)行涓流充電 .當(dāng)定時(shí)器達(dá) 到設(shè)定時(shí)間后 ,重新啟動(dòng)定時(shí)并自動(dòng)切換開(kāi)關(guān) ,使模塊B的充電回路斷開(kāi)而對(duì)模塊 A進(jìn)行涓流充電 ,靜 置一段時(shí)間后 ,再對(duì)模塊 B重復(fù)以上對(duì)模塊 A 的操作 ,如此不斷循環(huán) . 這種電路雖會(huì)造成蓄電池總?cè)萘康脑黾?, 但它能較準(zhǔn)確地判斷蓄電池的充電情況 ,減小了蓄電池老 化損壞的可能性 ,使光伏系統(tǒng)的壽命得到延長(zhǎng) 。P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（ ）。看門(mén)狗計(jì)時(shí)完成后， RST 引腳輸出96 個(gè)晶振周期的高電平。對(duì)沒(méi)有定義的單元讀寫(xiě)將是無(wú)效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫(xiě)入的數(shù)據(jù)也將丟失。將設(shè)計(jì)的程序通過(guò)編程器下載到單片機(jī) STC89C52 中，再將單片機(jī)插入插座里， 將制作的實(shí)物與太陽(yáng)能板和蓄電池相連，測(cè)試結(jié)果顯示 ： 該 設(shè)計(jì)成功實(shí)現(xiàn)了各種狀態(tài)下太陽(yáng)能電池板對(duì)鉛酸蓄電池的充放電控制，同時(shí)也可利用 LCD1602 進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示 即時(shí)的蓄電池電壓 ，更加直觀明了 。 //數(shù)據(jù)輸出接口 sbit ADCS =P0^3。0x01) == 0) ADDI = 0。amp。 _nop_()。 ADCLK = 0。 //時(shí)鐘接口 sbit ADDI =P0^1。//初始化 lcd1602 驅(qū)動(dòng)函數(shù)程序 void ShowInt(uchar n,uchar x,uchar y)。 delayms(1)。 WCOM(0x80)。 WDATA(n%100/10+0x30)。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 } for(i = 0。 TH0=(6553510000)/256。 } void ChargeImprove() { IsCharge=1。 } if(Voltage=) { ChargeNormal()。 if(!IsLoad) { OpenLoad()。 ET0=1。 AD_init(2)。 ADCLK = 1。 i 8。amp。 _nop_()。 do { WDATA(*CG)。 } void ShowInt(uchar n,uchar x,uchar y) { if(1==x)x=0x80。//RW write/read:0/1 delayms(1)。i120。 sbit RW = P2^4。 for(i=10。 temp1 = temp1 1。 //形成下降沿 3 _nop_()。 ADCLK = 1。 //使能 ADC0832 _nop_()。 致謝 在這次 畢業(yè)設(shè) 計(jì)中，我首先要感謝我的 導(dǎo)師馬 德貴 老師在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我 耐心的 指導(dǎo) 。 CN3717具有涓流，恒流，過(guò)充電和浮充電模式，非常適合鉛酸電池的充電。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“ MOVX DPTR”指令）時(shí)， P2 送出高 8 位地址。 ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú)需專(zhuān)用第 8 頁(yè) 共 33 頁(yè) 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能控制器設(shè)計(jì) 仿真器， 可通過(guò)串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶(hù)程序，數(shù)秒即可完成一片 具有 EEPROM 功能 具有看門(mén)狗功能 共 3個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。在戶(hù)外測(cè)量的誤差很容易達(dá)到10％或更大。太陽(yáng)能電池也是被鑲嵌在一層聚合物中。光子的能量由波長(zhǎng)決定，低于基能能量的光子不能產(chǎn)生自由電子，一個(gè)高于基能能量的光子將僅產(chǎn)生一個(gè)自由電子，多余的能量將使電池發(fā)熱，伴隨電能損失的影響將 使太陽(yáng)能電池的效率下降。 本 次設(shè)計(jì) 采用 STC89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板對(duì)蓄電池的充放電控制，用到了上海如韻電子設(shè)計(jì)的一款針對(duì)鉛酸電池的光伏充放電控制芯片 CN3717，模塊化的芯片設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)的復(fù)雜程度，而且使得功能實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定。本文設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)的光伏蓄電池的充放電控制器，單片機(jī)采用 STC89C52，蓄電池采用鉛酸蓄電池。太 陽(yáng)能電池組件再經(jīng)過(guò)串并聯(lián)組合安裝在支架上，就構(gòu)成了太陽(yáng)能電池方陣，可以滿(mǎn)足負(fù)載所要求的輸出功率 (見(jiàn)圖 2)。為了滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需要，需把太陽(yáng)能電池連接成組件。 I: 電流 Isc: 短路電流 Im: 最大工作電流 V: 電壓 Voc: 開(kāi)路電壓 Vm: 最大工作電壓 圖 3 太陽(yáng)能電池的電流－電壓特性曲線 當(dāng)太陽(yáng)能電池組件的電壓上升時(shí)，例如通過(guò)增加負(fù)載的電阻值或組件的電壓從零（短路條件下）開(kāi)始增加時(shí)，組件的輸出功率亦從 0 開(kāi)始增加；當(dāng)電壓達(dá)到一定值時(shí)，功率可達(dá)到最大，這時(shí)當(dāng)阻值繼續(xù)增加時(shí)，功率將躍過(guò)最大點(diǎn)，并逐漸減 少至零，即電壓達(dá)到開(kāi)路電壓 Voc。 PV（光伏） 陣列發(fā)電時(shí)的等效電路圖 圖 4 PV陣列發(fā)電時(shí)的等效簡(jiǎn)化電路 鉛酸蓄電池的特點(diǎn)及選型 目前光伏系統(tǒng)大多采用蓄電池作為貯能元件 .而能夠與光伏電池配套使用的蓄電池種類(lèi)有很多 ,目 前廣泛使用的有鉛酸免維護(hù)蓄電池 ,普通鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池等 .目前常使用的 是鉛酸免維護(hù) 蓄電池 , 因其維護(hù)方便 , 性能可靠 , 且對(duì)環(huán)境污染較小 , 特別是用于無(wú)人值守的光伏電站時(shí)如圖 1, 有著其他蓄電池所無(wú)法比擬的優(yōu)越性 . 本文以光伏系統(tǒng)中的鉛酸免維護(hù)蓄電池 12V,12AH 為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較不同的充電檢測(cè)方法 . 1 關(guān)于蓄電池的充放電 蓄電池充放電是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的 ,即電池主要組件的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分發(fā)生連續(xù)和深度的變化 . 所以與一般電子零部件相比 ,蓄電池對(duì)溫度變化更為敏感 .此外 ,反應(yīng)速率 ,即充電電流或放電電流 , 影響反應(yīng)參數(shù)并由此影響蓄電池第 6 頁(yè) 共 33 頁(yè) 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能控制器設(shè)計(jì) 的性能 . 光伏系統(tǒng) 中的蓄電池的工作條件與蓄電池在其他場(chǎng)合的工作條件不同 ,其充電率和放電率都非常 小 ,且充電時(shí)間受到限制 ,即只有在日照時(shí)才能充電 ,所以不能按一固定的充電規(guī)律對(duì)其進(jìn)行充電 .由 于蓄電池應(yīng)用在這個(gè)特殊的環(huán)境下 ,致使其壽命比所預(yù)定的短 ,成為整個(gè)光伏系統(tǒng)中最易損壞的部分 , 其損壞的原因主要為 過(guò)充 與 過(guò)放 . 過(guò)充是指蓄電池單格電壓超過(guò)某一水平一般為 ～ ,此時(shí)蓄 電池?zé)o法使產(chǎn)生的氧氣充分再化合 .充電電壓過(guò)高 ,在負(fù)極上生成的氫很難在電池內(nèi)部被吸收 ,在電池中因積累而產(chǎn)生壓力并且導(dǎo)致水 份損失 .嚴(yán)重過(guò)充時(shí) ,水分解 ,產(chǎn)生氫氣和氧氣 ,使得蓄電池底部濃度 比其他地方高出許多 ,導(dǎo)致負(fù)極板底部硫酸鹽化 ,正極板腐蝕和膨脹 ,造成容量損失 . 過(guò)放是指蓄電池放電超過(guò)了規(guī)定的放電終止電壓如圖 2,蓄電池放出了過(guò)量的容量 .在鉛酸蓄 電池中 ,兩個(gè)電極對(duì)過(guò)放都是敏感的 .在溶解再沉積機(jī)理中 ,當(dāng)鉛 Pb 和二氧化鉛 PbO2 分 別溶解在電解液中并作為新的化合物硫酸鉛PbS04 沉淀出來(lái)時(shí) , 活性物質(zhì)發(fā)生了徹底的轉(zhuǎn)變并 且失去原有的結(jié)構(gòu) .負(fù)電極由于有反極的危險(xiǎn) ,對(duì)過(guò)放也是敏感的 .活性物質(zhì)中的膨脹劑可能會(huì)因氧化 而失去作用 ,而鉛酸蓄電池在隨后再充電時(shí)枝晶增長(zhǎng)的危險(xiǎn)會(huì)大大增加 . 在設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)時(shí)需要對(duì)蓄電池的容量進(jìn)行檢測(cè)以判斷是否應(yīng)繼續(xù)充電或放電 . 目前大部分采用電 壓?jiǎn)苇h(huán)的在線式檢測(cè)方案 . 2 在線式檢測(cè)方案 在線式檢測(cè) ,即在充電過(guò)程中不斷地對(duì)蓄電池的端電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè) ,當(dāng)蓄電池的端電壓大于某個(gè)限定 值時(shí) ,就視為已充滿(mǎn) ,停止太陽(yáng)電池向蓄電池充電 . 由于這種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,價(jià)格低廉 .目前應(yīng)用最為廣泛 .它的電路結(jié)構(gòu)可以基于比較控制器建立蓄 電池檢測(cè)電路 . 此電路可以用比較器來(lái)控制電池組的充電電流 . 蓄電池電壓 VD 分別經(jīng)分壓后輸入比較器 :當(dāng) VD8V時(shí) ,比較器被觸發(fā) ,太陽(yáng)電池經(jīng)防反二極 管向蓄電池充電 。 P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 在對(duì) Flash ROM 編程或程序校驗(yàn)時(shí)， P3 還接收一些控制信號(hào)。 特殊功能寄存器 在 STC89C52RC 片內(nèi)存儲(chǔ)器中， 80H～ FFH 共 128 個(gè)單元位特殊功能寄存器（ SFR）， SFR 的地址空間如 下表 1 所示。 CN3717采用 16管腳 TSSOP封裝。Charge and Discharge 第 22 頁(yè) 共 33 頁(yè) 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能控制器設(shè)計(jì) 123456A B C D654321DCBATitleNumberRevisionSizeCDate:7Jun2013 Sheet of File:G:\ZhQFeng`s Design.ddbDrawn By:C10610uF