【正文】 并根據(jù) AT24C02 字節(jié)寫入方式， 結合 CI2 總線時序圖，軟件中實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)存儲的 流程圖 如圖 48 所示 。 delay1()。 啟動信號的程序如下： 在 SCL 為高電平期間， SDA 一個下降沿 為 啟動信號。 由于 STC89C52 單片機 沒有 CI2 總線接口，所以 使用時要先通過軟件模擬 CI2 總線的工作時序，正確的調(diào)用函數(shù)就可方便的擴展 CI2 總線接口部件。 按照 1602 液晶的寫操作時序圖，結合硬件連接電路，軟件設計中電壓顯示模塊的流程圖如圖 45 所示。 （ 3） 將數(shù)據(jù)或命令送到達數(shù)據(jù)線上。 1602的基本時序如下： 讀狀態(tài) 輸入： RS=L, WR/ =H, E=H 輸出： DO~D7=狀態(tài)字 讀數(shù)據(jù) 輸入： RS=H, WR/ =H, E=H 輸出：無 寫指 令 輸入： RS=L, WR/ =L, DO~D7=指令碼， E=H 高脈沖 山東科技大學課程設計 23 輸出： DO~D7=狀態(tài)字 寫 數(shù)據(jù) 輸入： RS=H, WR/ =L, DO~D7=數(shù)據(jù) ， E=H 高脈沖 輸出： 無 作為顯示用的芯片，通常對其進行寫操作， 1602 液晶寫操作時序圖如圖 44 所示。 //設置 16X2 顯示 ,5X7 點陣 ,8 位數(shù)據(jù)接口 write_(0x0c)。下面就 1602 的初始化指令和操作時序進行介紹。 由于 ADC0804 的轉換時間很短，本設計未用中斷讀取 A/D的數(shù)據(jù)，而是在啟動 A/D 轉換后，稍等一會時間（程序中用延時函數(shù)實現(xiàn)），直接讀取 A/D的數(shù)字輸出口即可。 在 INTR 變?yōu)榈碗娖胶螅?CS、 RD 同時來低電平，則數(shù)據(jù) 鎖存器 的 三態(tài)門打開， 把 數(shù)字信號送出， 此時直接讀取 數(shù)字端口數(shù)據(jù)，便可得到轉換后的數(shù)字信號。蓄電池電壓的采集、 轉換 顯示 和 異常數(shù)據(jù)的存儲 都在測 控子程序中進行 ， 系統(tǒng) 應用 主 程序采用模塊化結 構 ，首先完成初始化，然后就開始按順序調(diào)用各個模塊 子 程序 ，通過系統(tǒng)自檢和控制指令來實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理 和電路控制 ，有效的控制蓄電池充放電。系統(tǒng)軟件主要完成蓄電池電壓 采集 轉換 ， PWM 脈沖充電控制、 實時 LCD 顯示， 異常 報警 等。當然單片機和 DB9 要共地，這是實現(xiàn)串行通信的前提條件。 第三部分是供電。由 1 1 1 14 腳構成兩個數(shù)據(jù)通道。 第一部分是電荷泵電路。 MAX232 芯片是專門為電腦的 RS232 標準串口設計的單電源電平轉換芯片 ,使用 +5v單電源供電。由 于并行通信存在使用傳輸線較多，長距離傳送 成本高且收、發(fā)方的各位同時接受存在困難等 諸多 問題，所以在現(xiàn)代單片機測控系統(tǒng)中，信息的交換多采用串行通信方式。 根據(jù)各引腳的功能，依據(jù) CI2 總線系統(tǒng)的典型硬件連接圖， AT24C02與單片機連接構成的數(shù)據(jù)存儲電路如圖 313 所示。該器件通過 I2C 總線接口進行操作，有一個專門的寫保護功能。為了解決這一難題，本設計采用具有I2C 總線接口的串行 E2PROM 器件，這里選擇 AT24C02 芯片。液晶 3 端通過接一個 10K 電位器接地來調(diào)節(jié)顯示對比度。 1602 引腳功能 如表 32 所示。為了更好的顯示電壓值，同時擴展自己學習芯片的能力，本設計用液晶 1602 來顯示蓄電池的電壓值。 BT1Battery20KR310KR5ADINBAT+BAT 圖 310 電壓采集電路 （ 2） ADC0804 構成的典型 A/D 轉換電路 CS1RD2WR3CLOCK4INTR5IN6IN7AGND8VREF/29DGND10D711D612D513D414D315D216D117D018CLKR19VCC20U5AD0804VCC10kR1710KR1910KR20VCCCSADRDWRC9CapP10P11P12P13P14P15P16P17ADIN 圖 311 A/D 轉換電路 按照芯片手冊中 ADC0804 的典型接法，系統(tǒng)中設計的 A/D 轉換電路如 311 所示。 VIN(+) VIN() —— 差動模擬電壓輸入 。 RD— 外部讀取轉換結果的控制輸出信號。 AD 轉換器最主要的技術參數(shù)是轉換速度和轉換精度，由于逐次比較型 兼有并行 A/D 轉換器轉換速度高和雙積分型轉換精度高的 優(yōu)點，所以得到普遍應用。 市場中集成的 A/D 轉換器品種很多，選用時需要綜合考慮各種因素進行選取。 M0S 管 Q1 控制著充電電路， 當 充電控制 信號 PWM 為低電平時，光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管的電流近似為零， 右側三極管不導通， 輸出端兩管腳間的電阻很大，相當于開關 “斷開 ”，輸出端 K1 被抬高，電阻 R9 右側被穩(wěn)壓管 D2 穩(wěn)壓到 12V左右， MOSEFT 的 Vgs0， MOS 管 Q1 開啟，太陽能極板開始對蓄電池充電； 當 充電控制器信號 為高電平時，光耦內(nèi)部的發(fā) 光二極管發(fā)光， 三極管導通， 輸出端兩管腳間的電阻變小，相當于開關 “接通 ”，此時從 U2 輸入的電壓經(jīng)光耦流向接地端， K1 處的電壓接近為零，MOSEFT 的 Vgs0， Q1 截止，充電電路關斷 。 太陽能電池板20KR210KR4100uFC4100uFC5D212v15VDCQ1MOSFETNQ2MOSFETND11N4148D31N4148BT1Battery20KR310KR51KR1PV+K1ADIN充電電路開關蓄電池電壓采集放電電路開關K2DS4LampBAT+BATPV 圖 37 充放電電路 按程序設計當檢測到蓄電池的電壓低于 12V，充電模式為均充， Q1 為完全導通狀態(tài)，也就是導通的脈沖占空比最大；當檢測到蓄電池的電壓在 ，充電模式為浮充，Q1 導通與不導通的占空比例變小 ， ；當檢測到蓄電池的電壓等于 15V 左右 ， Q1 截止 使 充電停止 ，同時 Q2 也關閉來關斷負載 。 電容 C4 是太陽能電池板輸出電壓濾波，使得更穩(wěn)定地給蓄電池充電。所使用的 MOSFET 是電壓控制單極性金屬氧化物半導體場效應晶體管，所需驅(qū)動功率較小。 蜂鳴器報警 電路 圖如圖 36 所示 。 其中 LED1 為正常充電 指示燈， LED2 為過壓指示燈， LED3 為欠壓指示燈。一個單片機系統(tǒng)能否正常運行，首先要檢查是否能復位成功。 單片機的復位電路如圖 34 所示。 電路中 C C7 是反饋電容，其值在 5pF~30pF 之間選取 ， 本電路選用的電容為 30pF，晶振頻率為 。本設計 單片機 最小系統(tǒng)擴展 電路包括上電復位電路， 時鐘電路 ，工作 指示燈 和蜂鳴器報警電路 等 。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器指令 ， EA 必須接 GND。這個 ALE使能標志位 (地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位 )的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的 振蕩 頻率輸出脈沖，可 作為外部定時器或時鐘使用。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。如 P0、 P P P3。如 VCC、 GND、 XTAL XTAL2。 同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。 STC89C52 具有以下標準功能 ： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 單片機 最小 系統(tǒng) STC89C52 的簡介 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash山東科技大學課程設計 8 存儲器 ?？刂?MOSFET 管導通的方式是脈沖寬度調(diào)制 (PWM)，根據(jù) 載荷 變化來調(diào)制 MOSFET 管柵的偏置，達到實現(xiàn)開關功能。 硬件電路 主 要由以下幾部分組成：單片機最小系統(tǒng) 、 充放電電路、光耦驅(qū)動電路、 A/D轉換電路、 LCD 顯示電路、 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲電路、串口通信電路 等。由于不合適的充放電方式會導致蓄電池的損壞，縮短蓄電池的使用壽命，本論文提出了 PWM 脈寬調(diào)制充電方法，這種充電方法能夠使蓄電池有較充分的反應時間，與以前的充電方式相比，提高了蓄電池的充電效率。 該系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制蓄電池的最優(yōu)充放電 ，有效的延長蓄電池的壽命。 時 間電 壓U0tT 圖 23 輸出電壓波形 針對目前市場上的太陽能充電控制器當蓄電池給負載供電時，沒有 時刻檢測蓄電池的電壓，很容易導致蓄電池的深度放電這個問題，本論文提出時刻在線檢測蓄電池電壓來避免蓄電池發(fā)生過放現(xiàn)象，保護蓄電池，提高其使用壽命。 PWM 調(diào)制充電方式使蓄電池有較充分的反應時間，減少了析氣量，提高了蓄電池的充電效率。 PWM 是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。 恒壓充電時要嚴格掌握充電電壓，電壓在全部充電時間里保持恒定的數(shù)值，充電電壓過低，蓄電池會充不滿，過高則會造成過量充電。 第二種是 階段充電法 。依據(jù)這些影響因素，分析蓄電池常見充放電方式局限性，對充放電方式進行了一定的改進?？刂破骺刂铺柲軜O板對蓄電池的充電，為了延長蓄電池的使用壽命，必須對它的充放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電。 在獨立的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) 中，蓄電池是整個系統(tǒng)的重要組成部分，是對整個系統(tǒng)性能可靠性影響比較 大的部分。依據(jù)化學基礎理論：鉛酸蓄電池釋放化學能的過程 (放電過程 )是負極進行氧化，正極進行還原的過程；電池補充化學能的過程 (充電過程 )是負極進行還原，正極進行氧化的過程。 在這個過程中，光電池本身不發(fā)生任何化學反應，也沒有轉動磨損，因此使用太陽能電池的過程中沒有噪聲，沒有環(huán)境污染，這是其他方式發(fā)電所不能比擬的。系統(tǒng)各個部分的控制功能全由充電控制器來完成。 這里以太陽能充電控制器應用于太陽能 光伏發(fā)電路 燈系統(tǒng)為例，對 系統(tǒng) 各個組成部分的主要功能做詳細的分析說明。 （ 2） 當蓄電池電壓低于 時，自動關斷負載（欠壓關斷），同時有報警功能； （ 3） 當蓄電池電壓高于 ，自 動關斷負載（過壓 關斷）和充電電路 ，同時有報警功能 。 所以，如何改善太陽充控制器的充放電方式，開發(fā)性能優(yōu)良的 充放電 控制器，提高其在實際應用中的效率， 成為了一個重要的研究方面 。 市 目前 場上有各種各樣的太陽能控制器，但這些控制器主要問題對于蓄電池的保護不夠充分，不合適的充放電方式容易導致蓄電池的損壞，使蓄電池的使用壽命降低。 在進行太陽能光伏發(fā)電時，由于一般太陽能極板輸出電壓不穩(wěn)定，不能直接將太陽能極板應用于負載，需要將太陽能轉變?yōu)殡娔芎蟠鎯Φ揭欢ǖ膬δ茉O備中，如鉛酸蓄電池。 總體看來我國太陽能資源比較豐富，因此充分利用豐富的太陽能資源，采用太陽能光伏發(fā)電技術，可以節(jié)約能源，發(fā)展經(jīng)濟，提高人民生活水平。全國各地的年太陽輻射總量 3340． 8400MJ／ m2，中值為 5852MJ／ m2。 只要有太陽，就有太陽能 ，因此太陽能可以說是取之不盡，用之不竭。 地球上處處都有太陽能，不需要到處去尋找，去運輸 ，容易獲取 。雖然風能或水能等更加便宜，但是大多數(shù)的自家用戶卻都不可能找到適當場合進行架設， 架設成本較高。 伴隨著世界能源危機的日益嚴重，石油價格不斷上漲，利用常規(guī)能源已經(jīng) 不能適應世界經(jīng)濟快速增長的需要，如何解決能源問題，是每個國家都必須面臨的問題。s most promising new energy technologies. At present solar photovoltaic device has been widely used in munications, transport, electricity and other aspects, the core part is the charge controller. The conventional charge controller on the market today on the battery charge and discharge control is unreasonable, and its protection is also inadequate,whichs makes the battery life to shorten. To solve this problem, the design identifies a solar charge controller based on single chip solution. In the solar energy to battery charge and discharge means, the co