基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器(編輯修改稿)
2025-07-24 19:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓電路，圖23是三端穩(wěn)壓集成電路7805的引腳及封裝圖。7805具有輸入電壓范圍寬、工作電流大、輸出精度高、工作及其穩(wěn)定以及外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，即使太陽(yáng)能電池電壓有較大的波動(dòng)，也能穩(wěn)定的輸出5V電壓，從而為整個(gè)電路的正常運(yùn)行提供了保障。 電壓電流的A/D采集 電路中設(shè)計(jì)了多功能電壓電流輸出，并且配帶顯示器，故應(yīng)在電路中加入數(shù)模轉(zhuǎn)換元件。一方面需要對(duì)數(shù)據(jù)采集以調(diào)節(jié)合適的輸出電壓和電流，另一方面進(jìn)行完整的電壓電流輸出顯示。ADC0809是一個(gè)比較具有代表性的數(shù)模轉(zhuǎn)換元件，在現(xiàn)實(shí)生活生產(chǎn)中使用較為廣泛。ADC0808是ADC0809的簡(jiǎn)化版本，功能基本相同。由于在Proteus中ADC0809沒(méi)有仿真模塊，故不能使用ADC0809進(jìn)行仿真，所以一般在硬件仿真時(shí)采用ADC0808進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)時(shí)采用ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。故在此設(shè)計(jì)中選擇ADC0808進(jìn)行仿真。圖24為ADC0808的引腳圖。 圖24 ADC0808的引腳結(jié)構(gòu)ADC0808各腳功能如下：IN0IN7：8位模擬量輸入引腳。GND：地。VREF（+）：參考電壓正端。VREF（）：參考電壓負(fù)端。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳OE：輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。A、B、C：地址輸入線。通道選擇表如下表所示。表23 通道選擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7在設(shè)計(jì)中，START和EOC兩個(gè)信號(hào)的作用是啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。ADC0808轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)發(fā)送至AT89C51的P2口，然后由AT89C51進(jìn)行處理以便電路的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 ACS712的選用在大多數(shù)的電子產(chǎn)品電路中，直交流的電流精準(zhǔn)測(cè)量一直是個(gè)難題，為此各類測(cè)量元件蜂擁而出。設(shè)計(jì)初期，本人選擇的是MAX471測(cè)量元件，由于在使用的仿真軟件Proteus中沒(méi)有元件模板，而且進(jìn)行封裝的話，各項(xiàng)參數(shù)不好設(shè)置，故使用另外一個(gè)測(cè)量元件ACS712，而且ACS712可以為大多數(shù)情況下的直交流測(cè)量提供一個(gè)很好的解決方案。圖25為ACS712的引腳圖。圖25 ACS712引腳圖如圖25為ACS712引腳圖，ACS712具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 、封裝輕便，在各種電路上使用方便?？梢詰?yīng)用在電動(dòng)機(jī)控制等電路上；（2） 、具有精確的低偏置線性霍爾傳感器電路，在電路的應(yīng)用中便于控制盒檢測(cè)；（3） 、具有較低的功率損耗（）；（4） 、接線端與傳感器引腳之間電氣絕緣。適用于一些對(duì)電氣絕緣要求較高的設(shè)備。在本設(shè)計(jì)中，使用ACS712來(lái)檢測(cè)充電電流，通過(guò)D/C轉(zhuǎn)換通道精確測(cè)出充電電流，完成預(yù)充電到正常充電再到浮充的全自動(dòng)智能充電過(guò)程。 按鍵電路的選擇及設(shè)計(jì)由于本電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能較多，故在電路中加入了六個(gè)按鍵，分別實(shí)現(xiàn)電路的輸出功能選擇鍵（為移動(dòng)設(shè)備充電和作為直流電源）、數(shù)字加減鍵、確定鍵和過(guò)電流保護(hù)指示燈功能，在本電路中，將按鍵接在P1口。圖26 按鍵接線圖在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵主要有兩種形式：（1） 、獨(dú)立按鍵：每個(gè)按鍵都單獨(dú)接到單片機(jī)的一個(gè)I/O口上；（2） 、矩陣編碼鍵盤：通過(guò)行列交叉按鍵編碼進(jìn)行識(shí)別。在本設(shè)計(jì)中由于按鍵不是太多，故采用獨(dú)立按鍵法，這樣可以減小編程的難度，圖26為本設(shè)計(jì)的按鍵接線圖。由P0口的硬件構(gòu)成可知，如果P0口做輸出的話則需要接上拉電阻，之后再與按鍵連接起來(lái)。在實(shí)際工作中還需考慮按鍵的抖動(dòng)問(wèn)題，所以在電路的軟件編程中按鍵部分必須加入延時(shí)程序以保證電路的準(zhǔn)確性。 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)綜合各種因素，本設(shè)計(jì)采用LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路,每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口。單片機(jī)只需要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，直到有新的數(shù)據(jù)要顯示時(shí),再發(fā)送新的字形碼可以了。這樣可以是cpu的負(fù)荷減少到最小。圖27 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路在實(shí)際電路需要一個(gè)中介作為L(zhǎng)ED顯示器的靜態(tài)顯示接口以便連接在AT89C51上。在經(jīng)過(guò)考慮之后，可以選用74HC164實(shí)現(xiàn)此功能。圖27為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路。數(shù)碼管在單片機(jī)內(nèi)09所對(duì)應(yīng)的字型碼分別是：01H，4FH，12H，06H，4CH，24H，20H，0FH，00H，04H。3. 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)整體程序框架設(shè)計(jì)電路整體工作主要由單片機(jī)程序控制實(shí)現(xiàn)。其工作過(guò)程為：電路初始化，輸出功能選擇，選擇確定輸出電流電壓，為移動(dòng)設(shè)備充電直至完成，程序整體框架如圖31所示。圖31 程序整體框架流程 電路初始化程序初始化是每個(gè)具有單片機(jī)電路開(kāi)始工作的必需的工作，主要完成以下工作：（1） 、清片內(nèi)ram，進(jìn)行上電復(fù)位操作；（2） 、置初始參數(shù)設(shè)定，以利系統(tǒng)的工作；（3） 、設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行所需的各個(gè)參數(shù)；（4） 、返回執(zhí)行充電任務(wù)。 鍵盤子程序鍵盤子程序主要作用是檢測(cè)開(kāi)關(guān)是否處在有效的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，而且在確定程序運(yùn)行后判斷應(yīng)執(zhí)行那個(gè)充電狀態(tài)。通常所用的按鍵為輕觸機(jī)械開(kāi)關(guān)，因機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開(kāi)的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，一般為5ms～20ms，所以讀取端口后要做一定的延時(shí)以排除鍵抖引起的誤動(dòng)作。圖32為按鍵子程序結(jié)構(gòu)流程圖。圖32 按鍵子程序結(jié)構(gòu)流程圖 數(shù)碼管顯示子程序開(kāi)機(jī)時(shí)，需要先進(jìn)行初始化數(shù)碼管。如圖33為數(shù)碼管顯示子程序。圖33 數(shù)碼管顯示子程序結(jié)構(gòu)流程圖當(dāng)要顯示某字符時(shí)，片內(nèi)工作為：把首先把起始地址送入DPTR中作為基址，然后將緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)作為偏移量送入變址寄存器A，執(zhí)行查表指令“MOVCA，@A+DPTR”，則累加器A中得到的結(jié)果即對(duì)應(yīng)數(shù)字的字形碼。 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序數(shù)據(jù)采集及數(shù)模的轉(zhuǎn)換主要ADC0808完成，然后傳遞給AT89C51進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理后產(chǎn)生預(yù)期的效果。程序流程如圖34所示。圖34 數(shù)據(jù)采集子程序結(jié)構(gòu)流程圖 充電子程序的設(shè)計(jì)如今的電子產(chǎn)品電池規(guī)格不一，但是大多數(shù)都是采用鋰離子聚合物電池作為新一代安全性電池。這種設(shè)備都是采用恒壓恒流充電，首先是恒流充電，即恒壓充電方式，此
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