【文章內容簡介】 布如圖46所示．各引腳功能如下：1 DIN，串行二進制數(shù)輸入端；2 SCLK，串行時鐘輸入端；3 ，芯片選擇，低有效；4 DOUT．用于級聯(lián)的串行數(shù)據(jù)輸出；5 AGND，模擬地；6 REFIN，基準電壓輸入端；7 OUT，DAC模擬電壓輸出端；8 VDD，正電源電壓端 圖46 TLC5615在本設計設計中tlc5615的作用是進行AD轉換，設計如圖37所示，當片選為低電平時，在每一個SCLK時鐘的上升沿將DIN的一位數(shù)據(jù)移人16位移寄存器，在這里，二進制最高有效位被導前移人。接著，的上升沿將16位移位寄存器的1O位有效數(shù)據(jù)鎖存于lO位DAC寄存器，供DAC電路進行轉換；當片選為高電平時，串行輸人數(shù)據(jù)則不會被移人l6位移位寄存器。 當DIN讀入數(shù)據(jù)后，經(jīng)DA轉換，在OUT輸出電壓VOUT，VOUT與充電電路中LM2576的反饋端相連接，與內部參考電壓比較，進而調整充電電壓。，,而輸出電壓的計算可根據(jù)公式42進行計算， ，公式42，其中，X為DIN端讀入的二進制數(shù)，恒小于1024 圖47 輸出電壓調整電路 顯示電路的設計 顯示電路的設計的驅動芯片應用是74HC595,它的特點是:時鐘移位頻率高,最大頻率大于25MHz。他的特點是1）標準串行(SPI)接口。2）CMOS串行輸出,可用于級聯(lián)3）功耗低,最大電流僅僅為4uA圖48是它的管教示意圖,各管腳的說明如表31所示: 圖48 74HC595管腳圖表41 74HC595管腳說明 圖49是設計的電路圖,除了驅動芯片外,電路靜還連接了排阻以增大輸出能力,數(shù)碼管也會與主芯片STC12C5616連接,接收數(shù)據(jù),實時顯示電流電壓。 圖49 數(shù)碼管顯示電路設計 放電電路設計如圖410所示為設計的放電電路，放電時，通過程序控制，按下主芯片的復位按鍵，即可達到放電效果。圖410 放電電路設計 風力發(fā)電電源接入模塊設計 如圖411是風力發(fā)電電源接入模塊，設計選用的是MAXA1W103,型控制器,它特別適用于600W的風機充電系統(tǒng),它采用MPPT(即最大功率點跟蹤),又能提高發(fā)電率10%15%。而且該充電器采用防塵防水設計，體積小，散熱也好。它的技術參數(shù)如表32所示： 圖411 風力發(fā)電機充電器表42 MAXA1W103技術參數(shù)表型號MAXA1W103電壓等級12V額定功率300W額定充電電流25A最大輸出電流30A顯示方式LED顯示御荷方式PWM無級無噪軟御荷方式性能MPPT最大功率點跟蹤充電溫濕度范圍20℃——+60℃，35~80%RH保護方式蓄電池過充電、放電、蓄電池反接、手動剎車 繼電器切換電路設計繼電器切換電路是用來控制電路通斷，前面提到分布式發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性，在蓄電池和太陽能（或風能）之間要進行兩者間的切換。切換的主要元件是繼電器，它能起到小電流控制大電流的作用，不僅安全，而且穩(wěn)定。 圖412 繼電器切換電路原理圖圖412是繼電器切換的原理圖，P1是連接太陽能充電控制器或風能充電控制器的連接端，P2的接線端與蓄電池連接，P3則是與逆變電源連接，P4接線端與PLC（可編程控制器）連接，當蓄電池為逆變電源供電時，KK3閉合，K1斷開，當蓄電池的供電電壓低于12V時，KK2閉合，K3斷開，充電器開始為蓄電池充電，如果P1送過來的電壓為12V，此時充電器同時會為逆變電源供電。當蓄電池充滿電（即輸出電壓為12V）時，KI再次斷開，KK3再次閉合，為逆變電源供電。本設計中用到的繼電器型號為SRD05VDCSLC，價格便宜，在220V工作時，線圈最大的吸合電流為10A，在線圈得5V直流時即可吸和，適合單片的控制，而且該繼電器功耗小。第5章 太陽能充電控制器軟件設計 引言本章是太陽能充電控制器的軟件設計部分，程序設計的目的是實現(xiàn)設計的功能、解決問題。程序設計的步驟主要有以下四步：1. 明確設計要實現(xiàn)什么樣的功能和要解決什么問題；2. 針對設計工作原理和目的，畫出程序的大體流程圖。3. 根據(jù)設計好的流程圖開始編寫程序代碼。4. 調試程序,檢查程序是否存在錯誤或需要改進的地方。根據(jù)本次設計的太陽能充電器要實現(xiàn)的功能，因此，在軟件的設計中它主要包括五大部分：1. 主函數(shù)程序設計；2. 模數(shù)轉換程序設計；3. TLC5615電壓調節(jié)的程序設計；4. 數(shù)碼管顯示程序設計；5. 按鍵調節(jié)程序設計。 主函數(shù)程序的設計如圖51,主函數(shù)是用來連接各功能函數(shù)的樞紐,起到連接和控制各部分分程序的作用,而各部分功能函數(shù)也會影響主函數(shù)的運行,他的程序代碼如附錄主函數(shù)部分所示,流程圖如圖52所示,設計的大體思路是,程序先進行初始化,然后主程序檢測是否有調節(jié)按鍵按下,如果有就判斷其加減,如果沒有,就輸入和顯示反饋電壓,接著開始進行充電,實時顯示電流電壓值,當電池快充滿的時候判斷電池兩端電壓值是否為12V，如果是就固定輸出，如果不是就要降低反饋電壓，提高輸出電壓。 圖51 主函數(shù)與各功能函數(shù) 圖52 主函數(shù)流程圖 TLC5615調節(jié)模塊程序設計 TLC5615主要負責調節(jié)輸出電壓，所以本程序的設計功能是用來驅動TLC5615的，它首先接收STC12C5616輸入的初始反饋電壓，然后輸對LM3576輸出反饋電壓，讓穩(wěn)壓芯片輸出電壓最低，流程圖如圖53所示，程序代碼如附錄所示。圖53 TLC5615程序設計流程圖 顯示模塊程序設計 數(shù)碼管顯示部分由74HC595驅動，由P30P33作為選位，數(shù)碼管由4位組成，在執(zhí)行程序時，應先判斷數(shù)碼管的位數(shù)是否大于4，如果大于，這個程序將結束，如果小于4程序先處理給出的顯示數(shù)據(jù)并將處理后的數(shù)據(jù)傳至595進行鎖存，由595來控制數(shù)碼管的顯示，然后數(shù)碼管的位數(shù)自加1，然后程序再返回到數(shù)碼管位數(shù)判斷，進行循環(huán)，直至數(shù)碼管顯示4位。數(shù)碼管顯示程序設計流程圖如圖54所示。 圖54 顯示模塊設計流程圖 模數(shù)轉換測量程序設計 模數(shù)轉換由STC12C5616來完成，由于5615內含8路的AD轉換，所以本程序的設計思路為；先在主程序設置好測量通道,然后等待測量結束,測量結束完成后就關閉AD測量,最后返回測量數(shù)據(jù)給主程序。它的流程圖如圖55所示，程序代碼如附錄。 圖55 AD測量程序設計流程退 按鍵程序設計設計按鍵程序是在調試時用來確定充電電壓的，在本程序中，按鍵設置的步長值為1，用戶可以通過按下加減鍵來確定充電電壓，但相應程序要改變。按鍵程序的流程圖如圖56所示。它的程序編寫如附錄。 子程序的設計思路如下：單片機首先判斷是否有“加”或“減”鍵按下，如果有加被按下，則反饋電壓數(shù)值增加1V，反之減1V，如果兩個都沒有按下，程序直接進入確定鍵后的程序，如果其中之一按下，在調整好后即可按確定鍵進入后面的程序。 圖56 按鍵程序設計在完成這部分后，總的程序設計部分也將完成，但這只是理論的編寫，在接下來的調試中還會有變動和改善，程序的設計主要是以硬件為基礎，硬軟件的相互配合、相互補充，這樣才能真正完成設計的目標要求，調試好后的程序如附錄所示。第6章 安裝調試 引言本章進入設計的安裝調試階段，也是設計的最后部分，以上都是設計的理論分析，雖然在理論上可行，但在整個電路安裝完成、燒入程序時卻不一定能成功實現(xiàn)。因此，要想成功實現(xiàn)設計，在安裝調試過程中要注意很多細致地方，決不能操之過急，一步步做好。電路的調試要按照本來設計的技術指標要求來調試，本設計的技術指標要求如表61所示：表61 充電控制器技術指標要求技術指標要求實現(xiàn)指標備注輸出：滿載12V+滿載12V312V可任意設定電流：比例誤差2%誤差%效率：70%%過流：3A+3A本設計由于電路不是太復雜，故采用單面覆銅板進行制作，制作的流程如圖61所示。圖61 硬件的制作過程在制作電路板的過程中要注意一些細致問題，盡管這些問題看似繁瑣，但會對最后設計是否成功有重要影響。要注意的問題包括：1) 在制作PCB圖時，焊盤的大小要根據(jù)元件管教的大小設置好，該設置大的要設大，該小的要?。?) 繼電器切換的電路應設置寬一點，因為是大電流流過，太小的話會影響電路的正常工作；3) 在轉印電路圖時，轉印時間不宜過長，在轉印過程中，電路圖與敷銅板之間決不能有相對移動，否則轉印失??；4) 在轉印完成后，一定要仔細檢查電路線路是否有有不清晰或斷線的部分，如果有，一定要用油性筆補回；5) 銅板的腐蝕一定要干凈，否則可能在焊接好后，通電便會引起短路；6) 鉆孔時不能鉆太快，否則會引起銅板斷裂，同時要根據(jù)鉆孔的不同選用不同的鉆針，這樣方便以后的焊接；7) 焊接元件時，焊接時間不能過長，但也不能存在虛焊，焊完時要仔細觀察是否存在了短路或虛焊；8) 焊接時，單片機先不用插上芯片座以免在焊接時因過熱而被損壞 軟件調試 本設計的程序是用C語言來寫的，用Keil uVision2作為軟件開發(fā)環(huán)境，用單片機學習板作為調試的操作平臺。如圖62所示所示，當程序編寫完畢，用Keil uVision2進行編譯后下載到學習板上，模擬能否實現(xiàn)預期的功能，如果實現(xiàn)不了則返回程序修改，當程序的一切問題都解決了以后，就可以把程序下載到單片機里，進行軟硬件調試。圖62 Keil uVision2仿真圖 硬軟件聯(lián)調在電路焊接完后，先用萬用表測試下電路是否存在短路或短路，在確認無誤后，將已燒好程序的芯片插上，電路進入聯(lián)調階段，本設計的充電器是可以為多種蓄電池充電的，在本設計程序中設為12V，調試按鈕電路設計如圖63所示，在調試時通過調節(jié)加減按鈕使充電的確定為默認值12V電壓，這是由于微電網(wǎng)需要的逆變器的輸入電壓必須為直流12V，否則，微電網(wǎng)就不能正常工作。圖63 按鍵電路設計結 論本次微電網(wǎng)的設計成功實現(xiàn)了所有的預期效果和技術指標，真正實現(xiàn)了低成本，多功能，高穩(wěn)定的設計目標，設計的一切工作程序和原理一目了然，簡單易懂。本次微電網(wǎng)的成功構建完