【正文】 E和ENABLE分別由單片機(jī)的WR，(或非門(mén))后接入，這種安排主要是為了滿足ADC0809的信號(hào)電平與時(shí)序的要求。 74LS00在AT89S52與ADC0809的對(duì)接電路中用到了非門(mén)和或非門(mén)，但是由于缺少器件，所以用上述兩個(gè)芯片組合來(lái)設(shè)計(jì)，以達(dá)到要求實(shí)現(xiàn)的功能。這里先來(lái)認(rèn)識(shí)一下這個(gè)芯片，見(jiàn)圖413。① 實(shí)現(xiàn)非門(mén)電路觸發(fā)單片機(jī)中斷需要一個(gè)脈沖的下降沿，所以需要產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，這個(gè)正脈沖在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)輸入高電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)給一個(gè)低電平，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)下降沿來(lái)觸發(fā)中斷程序。實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的方法是：在ADC0809的EOC輸出端加上一個(gè)非門(mén)。在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)EOC一直輸出低電平，經(jīng)過(guò)非門(mén)后輸入到的是一個(gè)高電平，這個(gè)高電平在A/D轉(zhuǎn)換的整個(gè)過(guò)程中都是存在的；當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)EOC輸出一個(gè)高電平，這樣經(jīng)過(guò)非門(mén)后加到上的電平就跳變?yōu)榈碗娖?，這樣整個(gè)過(guò)程就相當(dāng)于給加上了一個(gè)正脈沖，在脈沖的下降沿觸發(fā)單片機(jī)進(jìn)入中斷程序。為了不再增加芯片，這時(shí)候用74LS74來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)非門(mén)，就是將EOC輸出的信號(hào)輸入上圖的1A，然后給1B一直加高電平，這樣或非門(mén)的輸出就取決于1A的輸入了，即實(shí)現(xiàn)了非門(mén)。圖412 AT89S52與ADC0809的連接電路圖圖413 74LS00管腳圖② 實(shí)現(xiàn)或非門(mén)電路這里先看一個(gè)等式的變換通過(guò)邏輯代數(shù)式的相互轉(zhuǎn)換可以看出，只用與非門(mén)即可實(shí)現(xiàn)或非門(mén)。實(shí)現(xiàn)的方法也很簡(jiǎn)單，就是先把兩路輸出的信號(hào)先各自經(jīng)過(guò)上面實(shí)現(xiàn)非門(mén)的方法變成各自的反相輸出，然后把兩路反相輸出作為下一個(gè)與非門(mén)的兩路輸入，這樣既可實(shí)現(xiàn)或非門(mén)的輸出。這一步的作用在圖412中可以很清楚的看到。ADC0809的START和ALE輸入信號(hào)，以及OE的輸入信號(hào)都是通過(guò)這種方法實(shí)現(xiàn)的。 單片機(jī)的防干擾技術(shù) 干擾分析① 干擾產(chǎn)生的原因總的來(lái)說(shuō)，干擾信號(hào)的產(chǎn)生主要有三類(lèi)：(1) 放電干擾：主要是雷電、靜電、大功率開(kāi)關(guān)觸電斷開(kāi)等放電產(chǎn)生的干擾；(2) 高頻振蕩干擾：主要指感應(yīng)電爐、中頻電弧、開(kāi)關(guān)電源、直流交流變換器產(chǎn)生高頻振蕩時(shí)形成的；(3) 浪涌干擾：主要是交流系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流、電爐合閘電流、開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器等設(shè)備產(chǎn)生涌流引起的；這些干擾可能通過(guò)各種形式作用于計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，對(duì)它們的性能有嚴(yán)重的影響，其中以各類(lèi)開(kāi)關(guān)分?jǐn)嚯姼行载?fù)載所產(chǎn)生的干擾最難以抑制與消除。本系統(tǒng)最有可能產(chǎn)生干擾的就是靜電引起的放電干擾，還有開(kāi)關(guān)電源引起的高頻振蕩干擾。② 干擾的危害干擾對(duì)于不同設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的影響范圍和影響程度不一樣，基本上干擾產(chǎn)生的后果有以下五個(gè)方面：(1) 數(shù)據(jù)采集誤差加大。干擾侵入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)測(cè)量單元模擬信號(hào)的輸入通道，疊加在有用信號(hào)上，會(huì)使數(shù)據(jù)采集誤差加大，特別是對(duì)于比較微弱的信號(hào)，干擾更加嚴(yán)重。(2) 控制狀態(tài)失靈。一般計(jì)算機(jī)輸出的控制信號(hào)較大，不易受到外界的干擾。但計(jì)算機(jī)輸出的控制信號(hào)常依據(jù)某些條件的狀態(tài)輸入信號(hào)和這些信號(hào)的邏輯處理結(jié)果。若這些輸入的信號(hào)受到干擾，引入虛假的狀態(tài)信號(hào)，將導(dǎo)致輸出控制誤差加大，甚至控制失常。(3) 數(shù)據(jù)受干擾發(fā)生變化。就是在進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)操作時(shí)，由于一些錯(cuò)誤的信號(hào)使得數(shù)據(jù)發(fā)生異變，而這些數(shù)據(jù)的變化可能使得控制狀態(tài)失靈，也可能改變程序的運(yùn)行狀態(tài)。(4) 程序運(yùn)行失常。這個(gè)嚴(yán)重的后果表現(xiàn)為程序執(zhí)行一系列毫無(wú)意義的指令，最后進(jìn)入死循環(huán)，這將使輸出嚴(yán)重混亂或系統(tǒng)失靈。(5) 器件損壞。某些干擾，如靜電可能會(huì)使得芯片上加上一個(gè)較大的電壓，這樣一個(gè)芯片的某些部件將很快的燒毀。 硬件抗干擾方法在上面的分析中已經(jīng)很清楚的闡述了干擾帶來(lái)的危害，所以必須采取措施抵抗干擾的出現(xiàn)，或者把干擾帶來(lái)的危害降到最低。下面是一些常用的抗干擾措施，并且在本文的硬件設(shè)計(jì)中也用到了其中的一些措施。① 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(kāi)線圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾；適當(dāng)增加電路板上各個(gè)集成塊的濾波電路，并且要注意高頻電容的布線，連線應(yīng)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(huì)影響濾波效果；布線時(shí)避免90度折現(xiàn)，減少高頻噪聲發(fā)射。如下圖414所示圖414 一種抗干擾電路圖中主要采用了兩種電容來(lái)對(duì)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(dòng)，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(dòng)；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。② 切斷干擾傳播途徑。這里就有幾個(gè)需要注意的方面了：充分考慮電源對(duì)單片機(jī)的影響；有可能的話抑制電場(chǎng)、磁場(chǎng)的干擾，這個(gè)現(xiàn)在最常見(jiàn)的就是光耦器件，本系統(tǒng)并沒(méi)有采用；注意晶振布線，晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近，用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái)，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415）；上拉電阻的使用（416）。圖415 地線連接圖416 上拉電阻的使用 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)概述正如人體的一舉一動(dòng)是由大腦控制一樣，單片機(jī)要工作就必須有相應(yīng)的控制指令，這些指令集合在一起共同指揮系統(tǒng)的工作。在上一節(jié)的敘述中已經(jīng)基本上了解了系統(tǒng)的工作過(guò)程，對(duì)于每個(gè)子系統(tǒng)的工作也有了相應(yīng)介紹。本文主要是對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行描述和探討，軟件部分由另一位同學(xué)來(lái)完成，下圖是本系統(tǒng)的工作流程圖。圖417 系統(tǒng)的工作流程圖 本章小結(jié)本章是本文的重點(diǎn)介紹章節(jié)。由于整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)才是論文要描述的重點(diǎn)，所以在本章的介紹中主要是從硬件電路的各個(gè)部分著手，詳細(xì)介紹每一部分的工作原理和工作工程。對(duì)硬件電路的介紹中主要從系統(tǒng)的兩個(gè)核心部件AT89S52和ADC0809展開(kāi)，介紹了芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，管腳分配以及管腳功能，然后以芯片為核心設(shè)計(jì)了各個(gè)模塊的電路，最后介紹了AT89S52和ADC0809的對(duì)接。另外，本文也比較詳細(xì)的介紹了單片機(jī)的抗干擾技術(shù)。5 結(jié)論 全文工作總結(jié)近幾年，能源問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，全世界開(kāi)始了對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和利用，太陽(yáng)能作為一種新型的綠色可再生能源，具有儲(chǔ)量大、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，因而成為最具前途的一種新能源。本文在此基礎(chǔ)之上主要研究了基于AT89S52的太陽(yáng)能充電控制器的實(shí)現(xiàn)。一套基本的太陽(yáng)能充電系統(tǒng)是由太陽(yáng)能電池板、充電控制器和蓄電池(組)構(gòu)成。其中，太陽(yáng)能電池是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，為系統(tǒng)提供能量?？刂破魇窍到y(tǒng)的核心部分，根據(jù)太陽(yáng)能電池和蓄電池的不同狀態(tài)，選擇不同的控制策略，保護(hù)蓄電池。本文主要從以下幾個(gè)方面作了分析和研究：首先，本文介紹了太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)原理。太陽(yáng)能電池通過(guò)光伏效應(yīng)，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，它是一個(gè)典型的非線形元件。文中給出了太陽(yáng)能電池的物理數(shù)學(xué)模型，并對(duì)不同環(huán)境和不同日照強(qiáng)度下的太陽(yáng)能電池板的輸出進(jìn)行了模擬仿真，驗(yàn)證了它的非線性。其次，蓄電池作為整個(gè)系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置，它是一個(gè)非常重要的部件。本文對(duì)常用的鉛酸蓄電池原理及工作情況作了詳細(xì)介紹，在此基礎(chǔ)上介紹常用的蓄電池充電方法。最后，構(gòu)建了太陽(yáng)能充電控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路，包括電路元器件的選型，各個(gè)控制模塊和顯示模塊的設(shè)計(jì)，最后完成了整個(gè)控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89S52作為控制中心，用ADC0809實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池端電壓的A/D轉(zhuǎn)換，通過(guò)計(jì)算蓄電池的荷電狀態(tài)來(lái)確定繼電器的動(dòng)作時(shí)間，確保蓄電池在充電前期可以直接充電，而在充電后期不會(huì)因?yàn)槌掷m(xù)的電流導(dǎo)致過(guò)充，達(dá)到保護(hù)蓄電池的目的。在所有的設(shè)計(jì)工作完成之后，本人制作了一個(gè)實(shí)物電路板，并且在PROTEUS軟件上進(jìn)行了仿真。但是由于時(shí)間關(guān)系未能進(jìn)行實(shí)物的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。 進(jìn)一步工作設(shè)想由于研究時(shí)間和試驗(yàn)條件的限制，對(duì)于太陽(yáng)能充電技術(shù)還有很多問(wèn)題值得研究。下面是進(jìn)一步的工作設(shè)想：首先，對(duì)于硬件設(shè)計(jì)電路，雖說(shuō)已經(jīng)做出了實(shí)物電路板，并且硬件的設(shè)計(jì)在理論上沒(méi)有問(wèn)題，但是不進(jìn)行實(shí)物測(cè)試還是顯得不完整。所以在后續(xù)的研究中一定要通過(guò)實(shí)物測(cè)試來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。其次，對(duì)于軟件的編程，雖說(shuō)另一位同學(xué)能夠編譯成功，但是同樣存在上述的問(wèn)題，應(yīng)該以同樣的方法解決。最后，本文所設(shè)計(jì)的硬件電路還是有缺陷的，比如不能很直觀的顯示充電量的多少，在充電保護(hù)方面還缺少一些考慮。以上提到的和還沒(méi)有提到的東西，都應(yīng)該是以后的繼續(xù)研究中要解決的問(wèn)題。致 謝在本論文完成之際，首先要感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師XXX老師。本文是在方老師的精心指導(dǎo)下完成的。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師給我指明了研究的方向，提供了巨大的幫助。老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、對(duì)工作一絲不茍的態(tài)度，以及寬厚質(zhì)樸、平易近人的師長(zhǎng)風(fēng)范，令我敬佩不已。在此期間，老師不僅傳授了我知識(shí)，更重要是的給了我工作和做人的準(zhǔn)則，這將使我終生收益。在此，再次對(duì)方老師表示最衷心的感謝和最崇高的敬意。另外，我要感謝實(shí)驗(yàn)室的于子捷老師。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，于老師給我提供了很多的幫助，在實(shí)驗(yàn)儀器的使用和指導(dǎo)方面給予我很大的方便。在此，對(duì)于老師表示最衷心的感謝和最崇高的敬意。 時(shí)光飛逝，四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在此畢業(yè)來(lái)臨之際，感謝在大學(xué)給過(guò)我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們。同時(shí)也感謝給我最大支持和關(guān)愛(ài)的家人。最后，感謝各位專(zhuān)家學(xué)者對(duì)論文的評(píng)閱。參考文獻(xiàn)[1] 趙爭(zhēng)鳴，劉建政，孫曉瑛，:科學(xué)出版社，2005[2] （上）.,5 (3): 44~46[3] 張冬潔，王志遠(yuǎn)，劉勝利．太陽(yáng)能在我國(guó)的應(yīng)用及發(fā)展前景．洛陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，22(4) 3537[4] 徐進(jìn)，王德仁．停電突顯能源危機(jī)困境中尋找新能源．新能源，2003，11(3)：3537[5] [D].遼寧:遼寧師范大學(xué)，2004 5.[6] Bimal K, Bose. Energy Environment and Advances in Power. IEEE Trans Power Electron, 2000 (15):688701[7] 崔容強(qiáng)，喜文華，[J].太陽(yáng)能，2004(4):7276.[8] 、產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)發(fā)展情況比較[J].光伏技術(shù)專(zhuān)欄，2004(4):2629.[9] [J].光伏技術(shù)專(zhuān)欄，2004(4):1925.[10] [學(xué)位論文].北京：[11] [M].北京:北京大學(xué)出版社,1999[12] (日)，:科學(xué)出版社，2006.[13] (美)——:宇航出版社，1987.[14] 楊金煥，陳中華．21世紀(jì)太陽(yáng)能發(fā)電的展望．上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，17(4)：1718[15] 高橋清．太陽(yáng)光發(fā)電．北京：科學(xué)出版社，1987[16] Chih chiang Hua, Chihming Shen. Study of maximum power tracking techniques control of DC/DC converters for photovoltaic power system. PESC 98 Record 29th Annual IEEE. 1998(1):8693[17] (日）桑野辛德．太陽(yáng)電池及其應(yīng)用．北京：科學(xué)出版社，1990[18] Preliminary Datasheet Solar Cells Msol50W Monocrystallin[19] B Andersson, B Perers. Battery Guide for Small Stand Alone PV Systems. IEA, 99, 1(33):1223[20] System Sizing Tool. Solarex (3)：2224[21] John Chatzakis, Kostas Kalaitzakis, Nicholas C. Designing a new generalized battery management system. IEEE Trans, 2003, 50(1): 990999[22] Carl Johan Rydh. Energy Analysis of Batteries in Photovoltaic Systems. San Francisco,2003(10): 2729[23] 歐陽(yáng)名三，余世杰，[, 19 C6):272~275[24] 孫佩石，[[J]. 5(111):18 ~20[25] 歐陽(yáng)名三，余世杰，沈玉梁一種太陽(yáng)能電池MPPT控制器實(shí)現(xiàn)及測(cè)試方法的研究[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2004, 18 (2) ：30~34[26] 楊樹(shù)明，[27] 劉廣林．鉛酸蓄電池技術(shù)手冊(cè)．北京：宇航出版社出版，1991[28] 羅光毅．蓄電池智能管理系統(tǒng)．浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003[29] 劉建平．從閥控式密封鉛酸蓄電池看充電器．移動(dòng)電源與車(chē)輛，2000(3)：2932[30] 王鶴，劉東社，楊宏．鉛酸蓄電池的過(guò)充電保護(hù)與溫度補(bǔ)償．西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，35(12)：13101312[31] 沈夢(mèng)甜．電力用閥控密封式鉛酸蓄電池維護(hù)方法的探詞．繼電器，2001，29(5)：2022[32] James P, Dunlop Brian N, Farhi. Remendations for maximizing battery life in photovoltaic systems. A review of lessons learned Proceedings of Forum 2001 Solar Rnerny, The Power to Choose Washington D C, 2001. 2125[33] 劉福刁，劉新田．單片機(jī)全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)發(fā)電設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)．微計(jì)算機(jī)信息，1999，15(4)：26[34] 薛均義，張彥斌．MC551/96系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用．西安：西安交通大學(xué)出版社，1997[35] 趙富鑫，:國(guó)防工業(yè)出版社，1985.[36] 朱小同，:煤炭工業(yè)出版社[37] 畢大成，2000 24 (3)159~161.[38] ，, 2004. 5.[39] 王寶輝，2001. 25 (1):24~29.[40] (模