【正文】 光源會(huì)先經(jīng)過一個(gè)偏光板然后再經(jīng)過液晶。這時(shí)液晶分子的排列方式就會(huì)改變穿透液晶中傳播的光線的偏振角度，然后這些光線還必須經(jīng)過前方的彩色的濾光膜與另一塊偏光板。因此我們只要改變加在液晶上的電壓值就可以控制最后出現(xiàn)的光線強(qiáng)度與色彩，這樣就能在液晶面板上變化出有不同色調(diào)的顏色組合了。液晶顯示器的工作原理和液晶顯示器的物理特性下面簡(jiǎn)單介紹一下。液晶顯示器的工作原理：液晶是這樣一種有機(jī)化合物, 在常溫條件下，呈現(xiàn)出既有液體的流動(dòng)性，又有晶體的光學(xué)各向異性，因而稱為“液晶”.在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、應(yīng)力等外部條件的影響下，其分子容易發(fā)生再排列，使液晶的各種光學(xué)性質(zhì)隨之發(fā)生變化，液晶這種各向異性及其分子排列易受外加電場(chǎng)、,即液晶的“電－光效應(yīng)”,實(shí)現(xiàn)光被電信號(hào)調(diào)制，液晶分子會(huì)做規(guī)則旋轉(zhuǎn)90度排列，產(chǎn)生透光度的差別，如此在電源ON/OFF下產(chǎn)生明暗的區(qū)別，依此原理控制每個(gè)像素，便可構(gòu)成所需圖像。液晶的物理特性是：當(dāng)通電時(shí)導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術(shù)上簡(jiǎn)單地說，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過這層液晶時(shí)，液晶本身會(huì)排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數(shù)液晶都屬于有機(jī)復(fù)合物，由長(zhǎng)棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長(zhǎng)軸大致平行。將液晶倒入一個(gè)經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會(huì)順著槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。下面介紹一下液晶顯示器1602，1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地；第2腳：VDD接5V電源正極；第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）；第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器；第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作； 第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端；第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端；第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。液晶顯示電路如圖313所示。 圖313液晶顯示電路 報(bào)警電路設(shè)計(jì)。具體電路如圖314所示。圖314報(bào)警電路圖下面是報(bào)警電圖按鍵指示電路及實(shí)現(xiàn)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵主要有兩種形式：獨(dú)立按鍵；矩陣編碼鍵 盤。獨(dú)立按鍵的每個(gè)按鍵都單獨(dú)接到單片機(jī)的一個(gè)I/O 口上，獨(dú)立按鍵則通過判 斷按鍵端口的電位即可識(shí)別按鍵操作； 而矩陣鍵盤通過行列交叉按鍵編碼進(jìn)行識(shí) 別。通常所用的按鍵為輕觸機(jī)械開關(guān)，正常情況下按鍵的接點(diǎn)是斷開的，當(dāng)我們 按壓按鈕時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地 接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。因而機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性及操作人員按鍵動(dòng)作決定，一般為 5ms20ms； 按鍵穩(wěn)定閉合時(shí)間的長(zhǎng)短是由操作人員的按鍵按壓時(shí)間長(zhǎng)短決 定的，一般為零點(diǎn)幾秒至數(shù)秒不等。 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3為本設(shè)計(jì)的按鍵接線圖315所示。 圖315按鍵接線圖對(duì)電路總體考慮后，將 ADC0809 采集電路接在了單片機(jī)的 P0 口，并用 P2 口做采集控制，這樣 P0 口僅用接收數(shù)據(jù)，不用發(fā)送數(shù)據(jù)，有 P0 口的硬件構(gòu)成知 道，其做輸出的話需接上拉電阻，做輸入的不用接，這樣整體上減少了電路的硬 件開支，而 P3 口要做串口傳輸?shù)裙ぷ?，所以在本電路中將按鍵接在 P1 口，其中 是數(shù)字減鍵， 為數(shù)字加鍵， 鍵位確定鍵， 為過電流保護(hù)指示 燈，、 為輸出功能選擇鍵，按下 代表給手機(jī)電池充電，按下 則做普通直流電源使用，其中 5V 輸出可直接用 USB 連接線給手機(jī)充電，電池 充電控制則有手機(jī)提供。 PADS簡(jiǎn)介PADS Logic是一個(gè)功能強(qiáng)大的、多頁(yè)的原理圖設(shè)計(jì)輸入工具，為PADS Layou（原PADS Layout（PowerPCB））提供了一個(gè)高效的、簡(jiǎn)單的、前端設(shè)計(jì)環(huán)境。PADS Logic提供了在沒頁(yè)進(jìn)行快速的存取、在線元件編輯和方便的庫(kù)管理，以及快速的幫助向?qū)?。與PADS Layout完全的集成提高了原理圖設(shè)計(jì)到PCB設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)化效率，PADS Logic允許您快速地識(shí)別相應(yīng)的元件和放置和精確度。（1）印制線路板的條件1) 具備電路原理圖；2) 已知印制線路板板面需要容納的電路以及該電路內(nèi)各種元器件的型號(hào)，規(guī)則及尺寸；3) 明確各元器件和導(dǎo)線對(duì)印制板板面安排的特殊要求；4) 確定印制線路板在總體布局中的位置及其連接形式以及對(duì)印制線路板板面的尺寸限制或是要求等；（2）元件布局：1) 就一般情況而言，元件布局應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：2) 面上的元件應(yīng)按原理圖順序成直線排列，并力求安排緊湊，密集，以縮短引線。這對(duì)高頻和寬帶電路更為必要。3) 能采用單面板的盡可能使用單面板，即元件盡可能布設(shè)在印制板不焊接的一面，以便加工和安裝。4) 對(duì)雙面板或是多面板，元件放置的位置應(yīng)與相鄰印制導(dǎo)線交叉，特別是電感器件，以防止電磁干擾。5) 元件表面溫度超過125攝氏度時(shí)，不應(yīng)與基板接觸。防止熱量通過傳導(dǎo)，對(duì)流及輻射等而影響其他元件，并注意加用散熱器和遠(yuǎn)離熱敏元件。6) 圓形元件不易跨在金屬化通信孔上，以利于焊接時(shí)孔內(nèi)熱空氣的流通。7) 變壓器或是類似的大電感器件，應(yīng)定向放置或用屏蔽罩，以減少對(duì)臨近元件的干擾。8) 在保證電性能合理的原則下，元件應(yīng)相互平行或是垂直排列，以求整齊，美觀。一般不宜將元件重疊布置，如必須重疊跨接時(shí)，應(yīng)考慮加固措施。布線是實(shí)施印制板線路設(shè)計(jì)的最后階段，為了使設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出質(zhì)量好，造價(jià)低，加工周期短的印制板，特別提出下列原則和要求，供大家參考。（1）布線原則1) 一般應(yīng)將公共地布置在最邊緣，便于印制板安裝在機(jī)殼上，也便于與機(jī)殼連接。2) 單面板印制板上的導(dǎo)線不能交叉，因此迫使導(dǎo)線繞道或是平行布設(shè)平行線越長(zhǎng)，不僅會(huì)使引線電感增大，而且導(dǎo)線之間，電路之間的寄生耦合也會(huì)增大。3) 對(duì)外連接宜采用接插形式的印制板，為便于安裝，往往將輸入，輸出，反饋電線和地線均勻的平行排列為插頭。4) 印制板上每級(jí)電路的地線，在許多情況下應(yīng)自成封閉回路，這樣會(huì)減小級(jí)間的低電流耦合。5) 印制導(dǎo)線需要屏蔽，但要求不高時(shí)，可采用印制屏蔽線，屏蔽網(wǎng)等屏蔽措施。(2)布線要求1) 印制導(dǎo)線可以布置成單面，雙面或是多面，但應(yīng)首選單面，其次是雙面。仍然不能滿足的時(shí)候再考慮多層。2) 作為電路的輸入和輸出兩端用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，以免發(fā)生電流反饋，在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。3) 在布線密度比較低時(shí)，可加粗導(dǎo)線，信號(hào)線的檢舉可適當(dāng)加大。4) 印制導(dǎo)線的布局應(yīng)盡可能短，特別是電子管的柵極，半導(dǎo)體管的基極和高頻回路等更應(yīng)這樣。5) 印制導(dǎo)線拐彎一般為圓形，而直角和尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會(huì)影響電氣的性能。3. PCB圖經(jīng)過以上的方案選擇及方框圖設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了控制器充放電電路、液晶顯示器電路、報(bào)警電路設(shè)計(jì)。在制作PCB圖的過程中，利用PADS Logic原理圖設(shè)計(jì)輸入工具的輔助完成了PCB圖的設(shè)計(jì)。其過程中，我的指導(dǎo)老師幫助我了很多。最終一塊完美的PCB圖展現(xiàn)在我的電腦顯示器上。PCB圖316所示。圖316 Pcb圖 本章小結(jié)本章主要是介紹課題的方案選擇，確定課題方案后。仔細(xì)分析方案。整理出方案的方框圖，并重點(diǎn)分析介紹系統(tǒng)中的每個(gè)重點(diǎn)模塊。還學(xué)習(xí)了太陽(yáng)能電池組件概述，分類，以及單片機(jī)的控制電路、液晶顯示電路、報(bào)警電路設(shè)計(jì)、PADS相關(guān)知識(shí)。第4章 鋰蓄電池電壓電流的檢測(cè)和技術(shù)研究STC12C5408AD單片機(jī)帶有8路10位A／D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為：0～5V，轉(zhuǎn)換后相應(yīng)的數(shù)字量范圍：0～255。將蓄電池電壓Vd的最高值定于5V，利用電阻分壓的方式將其轉(zhuǎn)換為0～5V。電路如圖41所示。圖41鋰蓄電池電壓的檢測(cè)圖Vi=R2/(R1+R2) Vd，取R2=10 KΩ，R1=10 KΩ，代入數(shù)值則由Vi=1/2Vd故蓄電池電壓：Vd=Vi*2；A／D轉(zhuǎn)換數(shù)字波動(dòng)范圍為177。1LSB。故電壓測(cè)量波動(dòng)范圍177。在獨(dú)立的太陽(yáng)能應(yīng)用產(chǎn)品中,蓄電池是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分,對(duì)蓄電池的保護(hù)也至關(guān)重要,所以電路中必須設(shè)計(jì)有蓄電池兩端電壓的檢測(cè)電路,來檢測(cè)蓄電池電壓的大小,從而控制器有效地工作。為了保證準(zhǔn)確性,整個(gè)控制器的基準(zhǔn)零電位點(diǎn)需用蓄電池的負(fù)極。 圖 42 蓄電池電壓檢測(cè)電路單片價(jià)的PCI口可作ADC輸入通道,故可以將采樣結(jié)果送到PCI處。在很多需要模數(shù)轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合,為了提高AD的分辨率,往往都選擇較小的電壓作為基準(zhǔn)源,特別是采樣一些電壓值較小的模擬信號(hào),此時(shí)Atmega48內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓()無疑是最好的選擇。本控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊?！癉),蓄電池采樣電路將采集到的信息送到刀D轉(zhuǎn)換器,通過單片機(jī)的分析,判斷當(dāng)前電池的工作狀態(tài)。這里采用IV的穩(wěn)壓管工作,將此處的電壓限制在IV以下。 由于蓄電池白天的充電,晚上的放電,導(dǎo)致蓄電池的兩端電壓也是在變化的,所以為了準(zhǔn)確的檢測(cè)到任何時(shí)刻的蓄電池電壓,采樣處的電壓需要小于IV,否則會(huì)被穩(wěn)壓管穩(wěn)定在IV,這里電容CS的作用是濾波。系統(tǒng)通過對(duì)U電壓大小的判斷,可以實(shí)行控制器的充電控制,并可以判斷出蓄電池是何種規(guī)格,即是12V還是24V蓄電池。判斷的方法是若呱:十18v,蓄電池為12V系統(tǒng),否則為24V系統(tǒng),即單片機(jī)的軟件通過公式()的轉(zhuǎn)換,將呱T十轉(zhuǎn)換為嘰_。uT后,判斷得出結(jié)果。本章主要簡(jiǎn)單介紹鋰蓄電池電壓的檢測(cè)和蓄電池電壓檢測(cè)電路設(shè)計(jì)。結(jié) 論由于能源的日益緊張，引起人們對(duì)太陽(yáng)能應(yīng)用的熱潮，由太陽(yáng)能極板、充放電控制器、蓄電池等構(gòu)成的產(chǎn)品都有了相對(duì)成熟的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外很多專家也在這方面做了深入的研究。本論文就太陽(yáng)能充放電控制器對(duì)蓄電池的充放電方式、控制器的功能要求和實(shí)際應(yīng)用方面做了分析，完成了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)蓄電池的科學(xué)管理，并將其應(yīng)用到太陽(yáng)能家庭用電系統(tǒng)中。論文的主要工作有：（1）對(duì)鋰蓄蓄電池的充、放電過程、影響鉛酸蓄電池使用壽命的各種因素作了分析，確定了太陽(yáng)能充電控制器的總體設(shè)計(jì)方案。（2）完成了控制器的硬件設(shè)計(jì)、電路板的繪制，電路的焊接。實(shí)現(xiàn)控制器通過對(duì)單片機(jī)STC12C5408AD的PWM輸出來控制開關(guān)MOS管的通斷，從而控制充電放電。（3）在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)太陽(yáng)能充電控制器進(jìn)行了軟件編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的保護(hù)以及過載檢測(cè)等。（4）將充放電控制器應(yīng)用于太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的總體方案。本論文在軟硬件設(shè)計(jì)上仍有很多需要完善之處：（5）在PCB板的元件布置和布線上要更加合理，以便減少干擾的引入。（6）本論文所采用的軟件編程思想，還需要進(jìn)一步在實(shí)際的運(yùn)行中驗(yàn)證其穩(wěn)定性及可靠性。（7）延長(zhǎng)蓄電池壽命目前還沒有一個(gè)最好的方式，如何進(jìn)一步保護(hù)蓄電池，采用更優(yōu)的控制方法需要更進(jìn)一步的研究。，雖然還存在一些瑕疵，但是我相信以后不斷地努力會(huì)有進(jìn)步的。在這次的學(xué)習(xí)過程中與遇到了前所未有的困難，最后在老師和同學(xué)的幫助下還是解決了。在這里我非常感謝幫助我的老師和同學(xué)。參考文獻(xiàn)[1] Bimal K. Bose. Energy, Environment, and Advances in Power[J]. IEEE. Trans. Power Electron, 2000 (15): 688701. [2] 徐進(jìn)，[M]. . [3] [D].遼寧:遼寧師范大學(xué)，2004.[4] 崔容強(qiáng)，喜文華，[J].太陽(yáng)能，2004，(4):7276.[5] 、產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)發(fā)展情況比較[J].光伏技術(shù)專欄，2004 (4):2629.[6] [J].光伏技術(shù)專欄，2004，(4):1925.[7] 第二版 化學(xué)工業(yè)出版社2010，(6):5465[8] 》 第二版 化學(xué)工業(yè)出版社2010，3337.[9] [M].北京:科學(xué)技術(shù)出版社，2000，45.[10] . Development of An Electrical Model For A PV/Battery System for Performance Prediction[J].Renewable Energy, 1998,15(1):531534. [11]Stand Alone Photovoltaic System Design Principles[J]. Renewable Energy. .致 謝本課題在選題及研究過程中得到孫吉紅老師的悉心指導(dǎo)。老師們多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)拔、熱忱鼓勵(lì)。老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，對(duì)老師的感激之情是無法用語言來表達(dá)的。通過這次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。從開始進(jìn)入可提到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！最后我再次感謝指導(dǎo)老師的關(guān)心和幫助以及在本次實(shí)訓(xùn)中幫助我的所有以前幫助過我的老師和同學(xué)，是你們的幫助和支持，讓我完成了本次實(shí)訓(xùn)，祝你們身體健康萬事如意！39