【正文】 2 芯片是專 門為電腦的 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 ,使用 +5v 單電源供電。為了解決這一難題，本設(shè)計采用具有 I2C 總線接口的串行 E2PROM 器件，這里選擇 AT24C02 芯片。 BT1Battery20KR310KR5ADINBAT+BAT 圖 39 電壓采集電路 （ 2） ADC0804 構(gòu)成的典型 A/D 轉(zhuǎn)換電路 第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 按照芯片手冊中 ADC0804 的典型接法，系統(tǒng)中設(shè)計的 A/D 轉(zhuǎn)換電路如 311所示。 市場中集成的 A/D 轉(zhuǎn)換器品種很多，選用時需要綜合考慮各種因素進(jìn)行 選取。所使用的MOSFET 是電壓控制單極性金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所需驅(qū)動功率較小。 單片機(jī)的復(fù)位電路 如圖 33 所示。這個 ALE 使能標(biāo)志位 (地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位 )的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。如 VCC、 GND、 XTAL XTAL2。同時提出了時刻在線檢測蓄電池電壓的放電控制方法，避免蓄電池發(fā)生過放現(xiàn)象 ，保護(hù)蓄電池。輸出電壓波形如圖 22 所示。 恒流充電法 ： 是通過保持充電電流強(qiáng)度不變進(jìn)行充電的方法。 （ 2）當(dāng)蓄電池電壓低于 時，自動關(guān)斷負(fù)載（欠壓關(guān)斷），同時有報警功能； （ 3）當(dāng)蓄電池電壓高于 ，自動關(guān)斷負(fù)載（過壓關(guān)斷）和充電電路，同時有報警功能。 地球上處處都有太陽能，不需要到處去尋找，去運輸，容易獲取。 storage。 PWM pulse width modulation。 （ 2）無害性。 （ 4）當(dāng)蓄電池處于浮充充電狀態(tài)時電壓值控制在 左右。這種充電控制方法簡單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進(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，使出氣過多，影響蓄電池的使用壽命。 針對目前市場上的太陽能充電控制器當(dāng)蓄電池給負(fù)載供電時，沒有時刻檢測蓄電池的電壓，很容易導(dǎo)致蓄電池的深度放電這個問題，本論文提出時刻在線檢測蓄電池電壓來避免蓄電池發(fā)生過放現(xiàn)象，保護(hù)蓄電池，提高其使用壽命。各個部分的控制功能通過對單片機(jī)進(jìn)行軟件編程來實現(xiàn) 。 第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 （ 2）編程控制引腳。 第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 （ 3） PSEN ：外部程序存儲器選通信號 (PSEN )是外部程序存儲器選通信號。本系統(tǒng)采用的是上電 +電平按鈕復(fù)位，上電復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。而且 MOSFET 只有多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，不存在少數(shù)載流子的復(fù)合時間，因而開關(guān)頻率可以很高，非常適合作控制充放電開關(guān)。一般逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器用到較多，本 設(shè)計采用 8 位并 行 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 ADC0804。單片機(jī)的 引腳，用來實現(xiàn)片選； RD、 WR 分別接單片機(jī)的 和 引腳，進(jìn)行讀寫控制； CLK、 CLKR、 GND 之間用電阻和電容構(gòu)成 RC 振蕩電路，用來給 ADC0804 提 供工作所需的脈沖。 AT24C02 可有效解決掉電數(shù)據(jù)保存問題，可對所存在數(shù)據(jù)保存 100 年，并可多次擦寫，擦寫次數(shù)可達(dá) 10 萬次以上。 其主要特點： （ 1）符合所有的 RS232C 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ 2）只需要單一 +5V 電源供電 （ 3） 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V第三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 電壓 V+、 V （ 4）功耗低，典型供電電流 5mA （ 5）內(nèi)部集成 2 個 RS232C 驅(qū)動器 （ 6）內(nèi)部集成兩個 RS232C 接收器 （ 7） 高集成度，片外最低只需 4 個電容即可工作。 系統(tǒng) 總機(jī) 電路圖 本章對充放電控制器的原理以及具體的硬件實現(xiàn)電路進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對電路中使用到的芯片也予以描述，使讀者通過閱讀可以清晰的明白控制器的設(shè)計思路和實現(xiàn)過程 。由于 ADC0804 的轉(zhuǎn)換時間很短，本設(shè)計未用中斷讀取 A/D 的數(shù)據(jù)，而是在啟動 A/D 轉(zhuǎn)換后，稍等一會第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 時間（程序中用延時函數(shù)實現(xiàn)），直接讀取 A/D 的數(shù)字輸出口即可。 （ 3）將數(shù)據(jù)或命令送到達(dá)數(shù)據(jù)線上。 delay1()。 piling 控制器移屏 .c... //編譯文件控制器移屏 .c linking... //鏈接 Program Size: data= xdata=0 code=1572 //項目大小：存儲空間 RAM 和ROM 的數(shù)據(jù)存儲量 creating 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 錯誤， 0 警告 。 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 D0D1D2D3D4D5D6D7RSR/WENENR / WRSCS A Db e e pD0D1D2D3D4D5D6D7L E D 2L E D 1ADWRRDCS A DP W MF UZ A IK2K1S C KS D ARX DT X DL E D 2L E D 1L E Db e e pK1ADK2L E DP W MRX DT X DRDWRS D AS C KF UZ A IX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1 S TC 8 9 C 5 2C12 2 p FC23 0 p FC31 0 u FX11 2 MR11 0 k234567891R P 1D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1602RV 21 0 kV I N+6V I N7V RE F / 29CLK I N4A G ND8RD2WR3I NT 。通過編寫和調(diào)試程序，深深的體會到了程序編寫的不易和艱辛，同時積累了很多的經(jīng)驗，收益匪淺。 delay1()。 關(guān)于時序圖中的各個延時，不同廠家生產(chǎn)的液晶延時不同，不過大多數(shù)基本為納秒級，而單片機(jī)操作最小單位為微秒級，因此在寫程序是可不做延時，不過為了使液晶運行穩(wěn)定 ，最好做簡短延時即可。 開 始C S 置 低片 選 芯 片W R 置 低啟 動 A D 轉(zhuǎn) 換NN轉(zhuǎn) 換 完 成 ？Y延 時 等 待N結(jié) 束R D 置 低 電 平讀 使 能讀 取 A D轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果轉(zhuǎn) 換 成實 際 電 壓 值 圖 43 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 顯示模塊 1602 液晶寫操作時序圖 通過電壓采集轉(zhuǎn)換子程序，通過單片機(jī)處理就可以得到蓄電池的實際電壓值，本設(shè)計用液晶 1602 作顯示器來進(jìn)行顯示。第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 第四章 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計采用 C 語言來實現(xiàn)，受 C 語言模塊化編程設(shè)計思想的啟發(fā)， 本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計思路，即整個控制軟件由許多獨立的 子 程序 （子函數(shù)） 模塊組成，它們之間通過 函數(shù)調(diào)用實現(xiàn) 連接。其引腳圖如圖 313 所示。 AT24C02 內(nèi)部 有一個 8 字節(jié)頁寫 入數(shù)據(jù) 緩沖器。 CS1RD2WR3CLOCK4INTR5IN6IN7AGND8VREF/29DGND10D711D612D513D414D315D216D117D018CLKR19VCC20U5AD0804VCC10kR1710KR1910KR20VCCCSADRDWRC9CapP10P11P12P13P14P15P16P17ADIN 圖 312 A/D 轉(zhuǎn)換電路 LCD 顯示電路 液晶具有體積小、功耗低，顯示清晰的優(yōu)點，所以比較適合作顯示使用。 ADC0804 的簡介 AD 轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換， 顧名思義，就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 當(dāng)光耦 U2 斷開 時，由于 Q1 的 G 極電壓 接近蓄電池電壓 ， S 極是接地，使得 Vgs0，當(dāng) G 極電壓達(dá)到一定值時， Q1 導(dǎo)通 。 復(fù)位電路雖然簡單，但其作用非常重要。 （ 4） EA /VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。 （ 3） I/O 口引腳。 硬件電路主要由以下幾部分組成：單片機(jī)最小系統(tǒng)、充放電電路、光耦驅(qū)動電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 LCD 顯示電路、 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲電路、串口通信電路等。根據(jù)蓄電池的工作原理，結(jié)合實際應(yīng)用情況，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，影響鉛酸蓄電池壽命的主要因素有：充電電壓的設(shè)置、過放控制點的設(shè)置、溫度、運行環(huán)境等 。二階段充電法是先用恒定電流充電至預(yù)定的電壓值，然后改為 恒定電壓完成剩余的充電，一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓；三階段充電法是指在充電開始和結(jié)束時采用恒定的電流充電，中間用恒定的電壓進(jìn)行充電。 第二章 太陽能 儲存 的總體設(shè)計方案 第 二 章 太陽能 儲存 的總體設(shè)計方案 太陽能儲存 的控制策略 太陽能電池板 如圖 21 所示，太陽能電池板是利用半導(dǎo)體光伏效應(yīng)制成的，能夠直接將太陽輻射轉(zhuǎn)換成電能的器件。 （ 3）長久性。太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)已成為新能源和可再生能源的重要組成部分，也被認(rèn)為是當(dāng)前世界最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)。 實驗表明，該控制器性能優(yōu)良，可靠性高，可以時刻監(jiān)視太陽能電池板和蓄電池狀態(tài)，實現(xiàn)控制蓄電池最優(yōu)充放電， 既能 達(dá)到延長蓄電池 使用壽命，也能夠更好的對太陽能進(jìn)行存儲 。所以綜合考慮，太陽能無疑是符合我第一章 緒論 國可持續(xù)發(fā) 展戰(zhàn)略的理想綠色能源，全球能源專家也認(rèn)為，太陽能將成為 21 世紀(jì)最重要也最有前景的能源之一。這里以充 /放電最大電流 10A，額定電壓 12V 控制器系統(tǒng)為例，其實現(xiàn)的主要功能如下。蓄電池的存在，可以解決太陽能產(chǎn)生電能和 負(fù)載用電時間不一致不同步的問題，太陽能極板和負(fù)載兩者之間電壓不匹配的問題等。脈寬調(diào)制方式是指在固定時鐘頻率下，通過調(diào)節(jié)開關(guān)的通斷時間來控制信號的占空比，從而實現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)整。整體方案設(shè)計，講述了光伏發(fā)電技術(shù)中控制器和蓄電池的作用，控制器主要負(fù)責(zé)控制太陽 能極板對蓄電池的充電以及控制蓄電池對負(fù)載的供電。 STC89C52 常見的是 PDIP 封裝， 是一個有 40 個引腳的芯片，引腳如圖 31所示。這一位置 “ 1” ， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。二極管 D1 是為了防止 反充，當(dāng)陰天或晚上蓄電池的電壓高于太陽能電池 板 的電壓時， D1 就生效 ，可以防止蓄電池電流流向太陽能電池板 。 M0S 管Q2 控制著放電電路，其原理與 Q1 相似。 DB0~DB7— 三態(tài)特性數(shù)字信號輸出端 . VCC: 電源供應(yīng)以及作為電路的參考電壓 . ADC0804 外圍接線電路 （ 1） 電壓采集電路 如 圖 39 所示，電壓采集電路使用兩個串聯(lián)的電阻，大小比例為 2:1，然后并聯(lián)在需要檢測的電壓兩端，從兩個電阻中間采集電壓。 123456789