【正文】 } } else//黑天 { if(Voltage=) { IsLoad=1。 } void StopLoad() { RReload=0。//定時器 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 個時鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號 */ _nop_()。本設(shè)計做出的實物能很好的實現(xiàn)預(yù)期功能，設(shè)計簡單明了，易于推廣。 定時器 2 是一個 16 位定時 /計數(shù)器。 ALE/ （ 30 引腳）：地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 P2 的輸 出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。蓄電池在充滿前其端電壓會產(chǎn)生一個大的跳動 ,使檢測電路產(chǎn)生誤判 。 由于太陽能電池組件的輸出功率取決于太陽輻照度、太陽能光譜的分布和太陽能電池的溫度，因此太陽能電池組件的測量在標準條件下（ STC）進行，測量條件被歐洲委員會定義為 101 號標準，其條件是： 光譜輻照度 1000W/m2 大氣質(zhì)量系數(shù) 太陽電池溫度 25℃ 在該條件下，太陽能電池組件所輸出的最大功率被稱為峰值功率，表示為Wp(peak watt)。其潛在的質(zhì)量問題是邊沿的密封以及組件背面的接線盒。 太陽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 決定，光被晶體硅吸收后，在 PN 結(jié)中產(chǎn)生一對對正負電荷，由于在 PN 結(jié)區(qū)域的正負電荷被分離，因而可以產(chǎn)生一個外電流場，電流從晶體硅片電池的基于單片機的太陽能控制器設(shè)計 第 3 頁 共 33 頁 底端經(jīng)過負載流至電池的頂端。在恒流充電狀態(tài)下，不斷檢測電池端電壓，當(dāng)電池電壓達到飽和電壓時，恒流充電狀態(tài)終止?？刂破魇翘柲苈窡粽彰飨到y(tǒng) 的核心部件，其功能的好壞直接影響著太陽能路燈的使用壽命。硅片本身是 P 型硅，表面擴散層是 N 區(qū)，在這兩個區(qū)的連接處就是所謂的 PN 結(jié)。 通過導(dǎo)線連接的太陽能電池被密封成的物理單元被稱為太陽能電池組件，具有一定的防腐、防風(fēng)、防雹、防雨等的能力，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域和系統(tǒng)。 隨著太陽能電池溫度的增加，開路電壓減少，大約每升高 1?C 每片電池的電壓減少 5mV，相當(dāng)于在最大功率點的典型溫度系數(shù)為－ %/?C。若已充滿 ,控制其進行涓流充電 .當(dāng)定時器達 到設(shè)定時間后 ,重新啟動定時并自動切換開關(guān) ,使模塊B的充電回路斷開而對模塊 A進行涓流充電 ,靜 置一段時間后 ,再對模塊 B重復(fù)以上對模塊 A 的操作 ,如此不斷循環(huán) . 這種電路雖會造成蓄電池總?cè)萘康脑黾?, 但它能較準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 。P1 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流（ ）?？撮T狗計時完成后， RST 引腳輸出96 個晶振周期的高電平。對沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。將設(shè)計的程序通過編程器下載到單片機 STC89C52 中，再將單片機插入插座里， 將制作的實物與太陽能板和蓄電池相連，測試結(jié)果顯示 ： 該 設(shè)計成功實現(xiàn)了各種狀態(tài)下太陽能電池板對鉛酸蓄電池的充放電控制，同時也可利用 LCD1602 進行實時顯示 即時的蓄電池電壓 ，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。 //時鐘接口 sbit ADDI =P0^1。//初始化 lcd1602 驅(qū)動函數(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) 計中，我首先要感謝我的 導(dǎo)師馬 德貴 老師在整個設(shè)計過程中對我 耐心的 指導(dǎo) 。 CN3717具有涓流，恒流，過充電和浮充電模式，非常適合鉛酸電池的充電。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE脈沖將會跳過。 在訪問外部程序存儲器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“ MOVX DPTR”指令）時， P2 送出高 8 位地址。 ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用第 8 頁 共 33 頁 基于單片機的太陽能控制器設(shè)計 仿真器， 可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 具有 EEPROM 功能 具有看門狗功能 共 3個 16位定時器 /計數(shù)器。在戶外測量的誤差很容易達到10％或更大。太陽能電池也是被鑲嵌在一層聚合物中。光子的能量由波長決定，低于基能能量的光子不能產(chǎn)生自由電子，一個高于基能能量的光子將僅產(chǎn)生一個自由電子，多余的能量將使電池發(fā)熱，伴隨電能損失的影響將 使太陽能電池的效率下降。 本 次設(shè)計 采用 STC89C52單片機實現(xiàn)太陽能電池板對蓄電池的充放電控制，用到了上海如韻電子設(shè)計的一款針對鉛酸電池的光伏充放電控制芯片 CN3717，模塊化的芯片設(shè)計不僅簡化了開發(fā)的復(fù)雜程度，而且使得功能實現(xiàn)更加穩(wěn)定。本文設(shè)計的是基于單片機的光伏蓄電池的充放電控制器，單片機采用 STC89C52，蓄電池采用鉛酸蓄電池。太 陽能電池組件再經(jīng)過串并聯(lián)組合安裝在支架上，就構(gòu)成了太陽能電池方陣，可以滿足負載所要求的輸出功率 (見圖 2)。為了滿足實際應(yīng)用的需要，需把太陽能電池連接成組件。 I: 電流 Isc: 短路電流 Im: 最大工作電流 V: 電壓 Voc: 開路電壓 Vm: 最大工作電壓 圖 3 太陽能電池的電流－電壓特性曲線 當(dāng)太陽能電池組件的電壓上升時，例如通過增加負載的電阻值或組件的電壓從零（短路條件下）開始增加時，組件的輸出功率亦從 0 開始增加；當(dāng)電壓達到一定值時，功率可達到最大，這時當(dāng)阻值繼續(xù)增加時，功率將躍過最大點，并逐漸減 少至零，即電壓達到開路電壓 Voc。 PV（光伏） 陣列發(fā)電時的等效電路圖 圖 4 PV陣列發(fā)電時的等效簡化電路 鉛酸蓄電池的特點及選型 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有很多 ,目 前廣泛使用的有鉛酸免維護蓄電池 ,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 蓄電池 , 因其維護方便 , 性能可靠 , 且對環(huán)境污染較小 , 特別是用于無人值守的光伏電站時如圖 1, 有著其他蓄電池所無法比擬的優(yōu)越性 . 本文以光伏系統(tǒng)中的鉛酸免維護蓄電池 12V,12AH 為例進行實驗比較不同的充電檢測方法 . 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 共 33 頁 基于單片機的太陽能控制器設(shè)計 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合的工作條件不同 ,其充電率和放電率都非常 小 ,且充電時間受到限制 ,即只有在日照時才能充電 ,所以不能按一固定的充電規(guī)律對其進行充電 .由 于蓄電池應(yīng)用在這個特殊的環(huán)境下 ,致使其壽命比所預(yù)定的短 ,成為整個光伏系統(tǒng)中最易損壞的部分 , 其損壞的原因主要為 過充 與 過放 . 過充是指蓄電池單格電壓超過某一水平一般為 ～ ,此時蓄 電池?zé)o法使產(chǎn)生的氧氣充分再化合 .充電電壓過高 ,在負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 .嚴重過充時 ,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)致負極板底部硫酸鹽化 ,正極板腐蝕和膨脹 ,造成容量損失 . 過放是指蓄電池放電超過了規(guī)定的放電終止電壓如圖 2,蓄電池放出了過量的容量 .在鉛酸蓄 電池中 ,兩個電極對過放都是敏感的 .在溶解再沉積機理中 ,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 沉淀出來時 , 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) .負電極由于有反極的危險 ,對過放也是敏感的 .活性物質(zhì)中的膨脹劑可能會因氧化 而失去作用 ,而鉛酸蓄電池在隨后再充電時枝晶增長的危險會大大增加 . 在設(shè)計光伏系統(tǒng)時需要對蓄電池的容量進行檢測以判斷是否應(yīng)繼續(xù)充電或放電 . 目前大部分采用電 壓單環(huán)的在線式檢測方案 . 2 在線式檢測方案 在線式檢測 ,即在充電過程中不斷地對蓄電池的端電壓進行監(jiān)測 ,當(dāng)蓄電池的端電壓大于某個限定 值時 ,就視為已充滿 ,停止太陽電池向蓄電池充電 . 由于這種電路結(jié)構(gòu)簡單 ,價格低廉 .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 電池檢測電路 . 此電路可以用比較器來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 ,比較器被觸發(fā) ,太陽電池經(jīng)防反二極 管向蓄電池充電 。 P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 在對 Flash ROM 編程或程序校驗時， P3 還接收一些控制信號。 特殊功能寄存器 在 STC89C52RC 片內(nèi)存儲器中， 80H～ FFH 共 128 個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 共 33 頁 基于單片機的太陽能控制器設(shè)計 123456A B C D654321DCBATitleNumberRevisionSizeCDate:7Jun2013 Sheet of File:G:\ZhQFeng`s Design.ddbDrawn By:C10610uF