【正文】 總的來說，本次 設(shè)計的任務(wù)還是圓滿完成了，自己各方面的能力都得到了鍛煉、提升，也展示了自己的專業(yè)技能以及學(xué)術(shù)技能，為即將畢業(yè)進(jìn)入社會奠定了基礎(chǔ)。接下來就是程序的編寫、調(diào)試，最后在系統(tǒng)軟硬件結(jié)合調(diào)試時，又做了很多測試，主要目的是降低系統(tǒng)采樣的誤差。開關(guān)管通過驗證后， 才 設(shè)計了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換電路部分，控制部分用的是之前做了的 51單片機(jī)控制板。然后根據(jù)思路進(jìn)行相關(guān)的試驗，主要對象是場效應(yīng) MOSFET 開關(guān)管 。剛開始是抱著忐忑的心理選取了這個課題設(shè)計，心里沒譜， 總22 以為這個課題會很難。以設(shè)計實用性產(chǎn)品為最終目的。如：采用低功耗的 DCDC 轉(zhuǎn)換芯片，選取 DSP 等高速 MCU替代 51單片機(jī)，控制太陽能電池板旋轉(zhuǎn)，使得其以最佳位置接收太陽光。從整個系統(tǒng)分析來看，效率不高的主要原因有幾點： 系統(tǒng)的功耗相對比較高，這主要體現(xiàn)在 LM7805供電模塊，以熱損耗形式消耗； 系統(tǒng) MCU選取不是很恰當(dāng)， STC89C52RC雖說有較大的 存儲能力，但是其處理 的速度還是比較 慢 ，導(dǎo)致跟蹤的速度低，有時候并沒跟蹤到最大功率點； 環(huán)境影響，太陽能電池板不是每時每刻都以最佳位置接收太陽光。 5 總結(jié) 對于太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率低的問題，采用 MPPT（最大功率跟蹤）技術(shù)來提高太陽能電池板的利用率。 要解決這些問題，進(jìn)一步提升效率，就需要采用高端的處理器，如 DSP、21 FPGA、 430 低功耗系列單片機(jī)等 ，優(yōu)化 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，加強(qiáng)系統(tǒng)各信號處 的濾波處理。 由圖 可知系統(tǒng)的信號濾波處理得 也 不是很完善，這樣會給 A/D采樣帶來誤差。 系統(tǒng)測試 為了能夠體現(xiàn)出本 設(shè)計 的性能，要對太陽能電池板的輸出作兩次測試，分為直接接負(fù)載測試和通過 MPPT 接負(fù)載測試，其測得的數(shù)據(jù)分別如表 。 為了降低誤差，在程序中 也做了修正。 在調(diào)試程序的時候， 通過幾組不同電壓值的采樣，比較 A/D轉(zhuǎn)換器與萬用表兩者測得的值。 ad0、ad1代表 A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字碼。將電阻調(diào)整合適之后還得進(jìn)行校正，再次利用萬用表測得分壓電阻對應(yīng)的電壓值，最終確定分壓系數(shù)，其測試結(jié)果如表 ： 表 ，電壓 計算 的公式 U=(float)((*ad0)/4095*1127+113)。 表 萬用表測量分壓電阻分壓值 R R2兩端電壓 U R2兩端電壓 U2 分壓系數(shù) U/U2 平均系數(shù) 注：表中電壓的單位為 V； 表 調(diào)整電阻后的分壓情況 R R2兩端電壓 U R2兩端電壓 U2 分壓系數(shù) U/U2 平均系數(shù) 注：表中電壓單位為 V； 根據(jù)這種猜測，結(jié)合采樣電阻的大小對系統(tǒng)功耗的影響，后來將 R R2的阻值改小一個數(shù)量級，但是測得的結(jié)果還是不行，所以只能再降低分壓電阻阻值， 直到 減小到 R1= ， R2=460Ω 。通過用萬用表測試的結(jié)果如表 ： 18 在測試的過程中，發(fā)現(xiàn)了一個很嚴(yán)重的問題：用萬用表可以測出 R2兩端的電壓，但是用 A/D卻采不到電壓。穩(wěn)壓塊的輸出為 +5V，比較標(biāo)準(zhǔn)。 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)的調(diào)試 包括硬件調(diào)試與軟件調(diào)試。 else PWM++。 17 else PWM。//輸出低電平 } MPPT 算法程序： void mppt() { uchar P_new,U_new。 if(pwmnum) //num 用于調(diào)節(jié)占空比 pwm_out=1。 pwm++。 //開總中斷 } void timer1 () interrupt 3 //3 為定時器 1的中斷號 1 定時器 0的中斷號 0 外部中斷 1 2 外部中斷 2 4 串口中斷 16 { TH1 = 0xff。//低八位 TR1 = 1。//定時器 1，工作方式 3 TH1 = 0xff。//清屏 Init_pwm()。 void Init_sysm()//初始化系統(tǒng) { Init_n5110()。 sbit sdin=P0^6。 sbit reset=P0^4。 sbit cs2543=P1^0。 sbit din2543=P1^2。 sbit eoc=P1^4。 14 開始初始化系統(tǒng)測量Ui,Ii=+1計算Pi Pi=Pi+1？ UiUi+1 ？ UiUi+1 ？PWMPWM+ PWM PWM+是是 否是 否 否是 PiPi=1 ?否 圖 MPPT 算法流程圖 子程序設(shè)計實現(xiàn) 下面主要分析 PWM以及系統(tǒng)算法程序。再定義一個數(shù) C，定時溢出時 C自動加 1，此時 C為一個常數(shù)，把 C可以分為兩段范圍，一段范圍內(nèi)給單片機(jī)的 口賦 1，另一個范圍給其賦 0，這樣就實現(xiàn)了脈 寬調(diào)制波形的產(chǎn)生。 PWM設(shè)計思路： 使用內(nèi)部的定時中斷，最大計數(shù)脈沖 為 65535，外部晶振為 12M時，最長定時時間為 。數(shù)據(jù)的輸入與輸出是在時鐘信號I/O CLOCK 的下降沿進(jìn)行。 A/D 轉(zhuǎn)換的驅(qū)動程序主要根據(jù) TI 官網(wǎng)提供的 Datasheet上面的時序圖和一些固定指令來寫； PWM波的產(chǎn)生通過單片機(jī)內(nèi)部的定時器中斷來實現(xiàn)； n5110液晶的驅(qū)動程序也通過相應(yīng)的時序及命13 令編寫。整個系統(tǒng)的程序采用 C語言編程 [11]。 軟件設(shè)計 程序編寫使用的是 Keil軟件，它是美國 Keil software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。單片機(jī) 出 PWM波來實現(xiàn)控制太陽能電池板輸出電壓 ， ~TLC2543 的 EOC、 I/Oclk、 Din、 Dout、 CS ， ~ 分別 接 液晶屏的各個數(shù)據(jù)口。采樣電壓包括輸出電壓與電流，電壓采用電阻分壓，電流使用模塊 檢測 ，其輸出的也為電壓信號。為了更加直觀地了解系統(tǒng)控制的輸出結(jié)果，控制部分還接入了 n5110液晶屏， +，12 有背光，功耗低。 1234567891011121314151617181920 2122232425262728293031323334353637383940P1 . 0P1 . 1P1 . 2P1 . 3P1 . 4P1 . 5( MO SI )P1 . 6( MI SO )P1 . 7( SC K)RS T /V pdP3 . 0/ RX DP3 . 1/ TX DP3 . 2/ IN T0P3 . 3/ IN T1P3 . 4/ T0P3 . 5/ T1P3 . 6/ WRP3 . 7/ RDXT A L2XT A L1Vss P2 . 0P2 . 1P2 . 2P2 . 3P2 . 4P2 . 5P2 . 6P2 . 7PS E NAL E /P RO GEA \ Vp pP0 . 7P0 . 6P0 . 5P0 . 4P0 . 3P0 . 2P0 . 1P0 . 0VccU2 S T C8 9 C5 2 R12345678910 11121314151617181920AI N 0AI N 1AI N 2RE F RE F +CSDo u tDinI/ O cl kEOCVCCAI N 3AI N 4AI N 5AI N 6AI N 7AI N 8AI N 9AI N 10GNDU1 T L C 25 43V c cP 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7P W M 輸出Y112MC230pC130p采樣電壓采樣電流液晶接口V c cA/DV C C 圖 控制部分原理圖 STC89C52RC 它擁有 8K 字節(jié) Fla