【導讀】二○一二年五月十五日。北華大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）

　　

【正文】 的一些措施。 抑制干擾源。這里常用的措施有：繼電器 線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時產(chǎn)生的反電動勢干擾；適當增加電路板上各個集成塊的濾波電路，并且要注意高頻電容的布線，連線應靠近電源端并盡量粗短，否則等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，會影響濾波效果； 布線時避免 90 度折 線 ，減少高頻噪聲發(fā)射。如下圖 413 所示 。 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 圖 413 抗干擾電路 圖中主要采用了兩種電容來對抗可能的干擾，采用大容量的濾波電容可以有效地抑制電源上出現(xiàn)的紋波，即輕微的電壓波動，并且能夠構(gòu)成電壓快速變化分量的泄放電路，防止電壓的快速波動；而退藕電容是并接在芯片的電源和地線之間的，用于消除高速跳變 的電流產(chǎn)生的阻抗噪聲。 其中 C5 是退藕電容 C6 是濾波電容。 切斷干擾傳播途徑。這里就有幾個需要注意的方面了：充分考慮電源對單片機的影響；有可能的話抑制電場、磁場的干擾，這個現(xiàn)在最常見的就是光耦器件，本系統(tǒng)并沒有采用；注意晶振布線，晶振與單片機引腳盡量靠近，用地線把時鐘區(qū)隔離起來，晶振外殼接地并固定；電路板合理分區(qū)，盡可能把干擾源與敏感元件隔離；模擬地和數(shù)字地的隔離（如圖 414）；上拉電阻的使用（ 如圖 415）。 圖 414 地線連接 R1 模擬地 模擬電路 1 模擬電路 2 數(shù)字電路 1 數(shù)字電路 1 數(shù)字地 電源地 R3 R2 R4 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 415 上拉電阻的使用 本章小結(jié) 本章首先介紹了太陽能充 /放電的原理，然后從 硬件電路的各個部分著手，詳細介紹每一部分的工作原理和工作工程。 對硬件電路的介紹中主要從系統(tǒng)的兩個核心部件 STC12C5412AD 和MAX232 展開， 并對其他部分做了一定的介紹， 并且生成了 PCB。 另外，本文也比較詳細的介紹了單片機的抗干擾技術(shù)。 . . . AT89S52 CCV 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 第 5 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 protues 仿真 使用 protues 進行仿真，首先要畫電路圖， 電路圖與前面的 protel 圖 基本一樣，但因為此版本中沒有 STC12C5412AD 單片機，所以用 AT89C52 代替。而 MAX232因其電源內(nèi)置而沒有畫出。因為 protues 中沒有太陽能電池板所以沒有畫出。仿真電路圖如圖 51 所示，運行后如圖 52 所示。 圖 51 仿真圖 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 圖 52 仿真運行圖 keil 程序調(diào)試 使用 keil 編譯程序，在調(diào)試成功后與之前畫好的 protues 仿真圖相連，便可完成仿真， 本系統(tǒng)調(diào)試在 環(huán)境下進行，具體步驟如下： (1)打開 keil 軟件，新建工程 打開 keil 軟件，選擇 project——new project 創(chuàng)建新工程 ， 如圖 53 所示。 (2)選擇單片機 輸入功能項目名之后，因為系統(tǒng)中沒有 STC12C5412AD 所以 在單片機窗口中選擇 AT89C52 單片機作為模擬單片機 ， 如圖 54 所示。 (3)新建文件并導入工程 通過菜單 File——New 創(chuàng)建一個新的文字編輯窗口，我們可以將寫好的程序直接復制上面，也可以直接在上面編寫。編寫完畢以后選擇 “保存 ”。保存完畢后，會出現(xiàn)類似第 2 步的對話框，我們把第一個程序命名為 ，保存在項目所在的目錄中，這時您會發(fā)現(xiàn)程序單詞有了不同的顏色，說明 KEIL 的 C 語法檢查生效了。此時鼠標在屏幕左邊的 Source Group1 文件夾圖標上右擊彈出菜單，在這里可以做在項目中增加減少文件等操作。我們選 “Add File to Group?Source Group 1?”彈出文件窗口，選擇剛剛保存的文件，按 ADD 按鈕，關(guān)閉文件窗，程序文件已加到項目中了。 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 圖 53 新建工程 圖 54 選擇單片機型號 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 流程圖 系統(tǒng)流程圖 下圖是本系統(tǒng)的工作流程圖。 如圖 55 所示從系統(tǒng)開始運行、初始化然后互在電池端電壓采樣， 當 測得 蓄電池電壓低于 ，自動關(guān)斷負載（ 欠壓關(guān)斷），同時有報警提示； 當蓄電池電壓介于 之間時自動接通負載； 當蓄電池電壓高于 ，自動關(guān)斷負載（欠壓關(guān)斷），同時有報警提示 。 圖 55系統(tǒng)的工作流程圖 N N U Y Y Y Y N N 開始 初始化 電池端電壓采樣 U U≤ U≥ 自動關(guān)斷負載（欠壓關(guān)斷），并報警 自動關(guān)斷負載（過壓關(guān)斷），并報警 自動接通負載 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 A/D 轉(zhuǎn)換 流程圖 下圖是 A/D 轉(zhuǎn)換 的流程圖，如圖 56 所示，系統(tǒng)開始后選擇通道， 允許 A/D轉(zhuǎn)換 ，在設(shè)置其相應寄存器的值之后啟動轉(zhuǎn)換，判斷轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，若結(jié)束，讀取轉(zhuǎn)換值，再進行數(shù)據(jù)處理。若沒結(jié)束，則繼續(xù)進行轉(zhuǎn)換。 圖 56 A/D 流程圖 蜂鳴器 流程圖 蜂鳴器流程圖如圖 57 所示，開始后設(shè)置循環(huán)計數(shù) A，當 BEEP=1 后延時400ms,延時后 BEEP=0， 再延時 400ms,若判斷 A=0 則結(jié)束，若不等于則重新開始。 Y 開始 選擇通道，允許 A/D 轉(zhuǎn)換 設(shè)置相應寄存器的值 啟動轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束 讀取轉(zhuǎn)換值 數(shù)據(jù)處理 N 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 本章小結(jié) 本章 重點介紹了系統(tǒng)的仿真， 程序調(diào)試以及流程圖。仿真中包括了仿真圖以及運行圖，詳細的介紹了程序調(diào)試的各個步驟，畫出了系統(tǒng)流程圖、 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖以及蜂鳴器流程圖。 Y 判斷 A是否等于 0 開始 設(shè)置循環(huán)計數(shù)值 A BEEP=1 BEEP=0 延時 400ms 延時 400ms 結(jié)束 N 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 結(jié)論 在 本課題的 研究 中， 我對太陽能發(fā)電、 蓄電池以及單片機 硬件和軟件的 知識有了 很大程度的提高 。 太陽能充放電控制器的主要作用就是 要能自動檢測太陽能電池板電壓是否高于蓄電池電壓，若高于蓄電池電壓則開始充電：若低于蓄電池電壓，則不能開啟充電，否則蓄電池電流會反向流向太陽能電池板而造成電量損耗。 本文是 以充 /放電最大電流 10A、額定電壓 12V控制系統(tǒng)為例 。 當蓄電池電壓低于 時，自動關(guān)斷負載，同時有報警提示；當從低于 回升到 時自動接通負載。當蓄電池電壓高于 ，自動關(guān)斷負載，同時有報警提示 。在設(shè)計的過程 中也遇到過很多問題。比如：在使用 protel 軟件畫電路圖時因為STC12C5412AD 沒有封裝而無法生成相應的 PCB，但最后通過學習完成了封裝；在電路圖設(shè)計完成后又加入了防干擾電路 并且將晶振和單片機之間的距離盡量縮短以減少干擾 。但是由于時間比較緊，很遺憾的是，并沒有完成電路板的制作，希望能在以后的學習中完成這項工作，完善整個設(shè)計。 隨著能源問題的日益嚴峻，相信太陽能充放電技術(shù)講會運用在更多領(lǐng)域 ，也相信這方面的前景一片光芒。 北華大學 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 參考文獻 [1] 高橋清．太陽光發(fā)電．北京：科學出版社， 1987. 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