【正文】 如按 15h充電計算，充電電流為 ： )(1550 ATQI xxc ??? （ 5） 式中 ： cI 為 充電電流 ， xQ 為 蓄電池容量 ， cT 為 充電時間。 全密封免維護(hù)型鉛酸蓄電池在電池的整個使用壽命期間，無需添加水，調(diào)整酸相對密度等維護(hù)工作，具有免維護(hù)功能，不漏液，無酸霧，不腐蝕設(shè)備，結(jié)構(gòu)緊湊，密封良好，抗震動，比容量高，電池使用壽命長。由于公交站牌一天要工作 24個小時，考慮陰天情況下系統(tǒng)的供電，后備電源須具有 24h的供電能力，且按 80%的放電率計算，則蓄電池的容量為 ： )( AITQxxx ???? （ 4） 式中 ： xQ 為 蓄電池容量 ， xT 為 蓄電池放電時間 ， sI 為 設(shè)備工作電流。 TtII onFMa ? （ 1） onoFM tTII ? （ 2） IFM為脈沖電流的幅值，單個 LED 的電流為 IFM，根據(jù)經(jīng)驗(yàn) T／ ton取 4 比較合適。 查有關(guān)資料紅 LED（材料為 GaAlAs/GaAs）的正向壓降 VF 為 ，正向電流 IF 為 8mA。 考慮到蓄電池的自放電要小，耐過充放，而且充放電效率要高，價格低廉，使用方便等因素，選用鉛酸蓄電池比較合適。 鉛酸蓄電池沒有記憶能力，同樣能在充放電過程中把電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，浮充壽 命可達(dá) 10年以 上，必要時，可高速率放電。比如，鎳鎘蓄電池只放出 80%的電量后就開 始充電，充足電后，該電池只能放 出 80%的電量。 鎳鎘蓄 電池是一種帶有記憶能力的蓄電池，在充電時把電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，I DshIRR shR s ILVI L 放電時把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。在這種季節(jié)性循環(huán)的基礎(chǔ)上還要加上小得多的日循環(huán)：白天方陣給蓄電池充電（同時方陣還要給負(fù)載供電），晚上負(fù)載用電則全部由蓄電池供給。目前常用的是鉛酸蓄電池，重要的場合也有用鎘鎳蓄電池，但價格較高，相對來說應(yīng)用沒有前一種廣泛。蓄電池組由若干蓄電池串并聯(lián)而成。但是，由于太陽板前表 面和背表面的電極和接觸，以及材料本身具有一定的電阻率，流經(jīng)負(fù)載的電流經(jīng)過它們時，必然引起損耗，在等效電路中可將它們的總效果用一個串聯(lián)電阻 Rs來表示；同時，由于電池邊沿的漏電，在電池的微裂痕、劃痕等處形成的金屬橋漏電等，使一部分本該通過負(fù)載的電流短路，這種作用可用一個并聯(lián)電阻 Rsh來等效。 當(dāng)受光照的太陽能電池接上負(fù)載時，光生電流流經(jīng)負(fù)載，并在負(fù)載兩端建起端電壓，這時太陽能電池的工作情況可用圖 12所示的等效電路來描述。如半導(dǎo)體中存在 PN結(jié)，那么電子向 N型半導(dǎo)體擴(kuò)散，空穴向 P型半導(dǎo)體擴(kuò)散，并分別聚集于兩個電極部分，即負(fù)電荷和正電荷聚集于兩端。這樣，收集效率就由過剩載流子的壽命和 PN結(jié)的位置來決定。通常把這個時間常數(shù)叫做過剩載流子壽命。半導(dǎo)體中產(chǎn)生的電子－空穴對借助存在于半導(dǎo)體中的電場產(chǎn)生的偏移效應(yīng)和電荷的濃度梯度產(chǎn)生的擴(kuò)散而移動。 （ 3）過剩載流子的移動 。若考慮使電荷短路狀態(tài)，則分離的電荷在外部回路中流動而形成短路電流。 PN結(jié)產(chǎn)生的電子－空穴對的分離是有限的，但如果沒有連接外部電 路，則被分離的電荷不能消失，從而電荷蓄積在 PN兩層，使 PN結(jié)正向，即向著電位勢壘變小的方向偏轉(zhuǎn)，結(jié)果分離過程停止，得到正常狀態(tài)。只有以某種方法在半導(dǎo)體中形成勢壘，才能使受激發(fā)的電子－空穴對分開，從而可向外電路供電。若比攜帶能量 Eg小的光子被半導(dǎo)體吸收，那么它僅能透過半導(dǎo)體晶格，而對光電轉(zhuǎn)換沒有作用。如果半導(dǎo)體晶格吸收的光足夠大，能夠解除半導(dǎo)體晶格對電子的約束，就產(chǎn)生自由電子，留下空穴。在這種狀態(tài)下，半導(dǎo)體不顯示導(dǎo)電性，而是絕緣體。 太陽能電池 太陽能電池的發(fā)電原理是利用光入射于半導(dǎo)體時所引起的光伏效應(yīng)。 太陽能供電控制電路設(shè)計包括充電控制電路、防過充電路、防過放電路、穩(wěn)壓電路、太陽能電池板和蓄電池的選用等。一般容量要能在無太陽輻射的日子里，滿足用戶要求的供電時間和供電量。 蓄電池組是太陽能電池方陣的儲能裝置，其作用是將方陣在有日照時發(fā)出的多余電能儲存起來，在晚間或陰雨天時供負(fù)載使用。因?yàn)檫^充或過放對蓄電池的壽命都會有大的損傷，大大減少蓄電池的使用壽命。 圖 10 系統(tǒng)設(shè)計方框圖 阻塞二極管作用主要是防止在蓄電池的電壓在遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于太陽能電池的電壓時，蓄電池通過太陽能電池板進(jìn)行放電，所以必須在太 陽 能電池板和蓄電池之間接入一個阻塞二極管。太陽能電池方陣分為若干個子陣列，每個陣列由一個電子開關(guān)控制。太陽能電池板是整個電源的核心部分，它既要給整個點(diǎn)陣屏供電，還要同時給蓄電池供電。 5 太陽能供電控制電路 系統(tǒng)設(shè)計方框圖 太陽能供電的電源設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計方框圖如圖 10 所示。 （ 3）如果發(fā)送中文字符，則采用 UCS2 編碼方式，每個中文字符用 16 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的 Unicode 字符編碼方式表示，如果是中英文混合的短信，由于英文字符只占 1 字節(jié)，需要補(bǔ) 0，成為 16 位的編碼。補(bǔ)位規(guī)則 :將后一字節(jié)的從尾取位補(bǔ)在前一字節(jié)的頭 ， 補(bǔ)滿 8 位。 在 PDU 模式中，可以采用三種編碼方式來對發(fā)送的內(nèi)容進(jìn)行編碼，它們是UTF UTF8 和 UCS2 編碼。從 Inter上發(fā)出的短消息常常是這種情形。例 2，接收一條短信息， SMSC 號碼是（短信中心號碼） +8613800371500，對方號碼是 +8615893810886，則從 GSM 模塊讀取的 PDU 串為： ? 0891683108301705F0240D91685198830188F6000880401001156423064F60597DFF01?， 表 5列出了對該 PDU 串的詳細(xì)解釋。例 1，發(fā)送一條 PDU格式的中文短信息， 地區(qū)的 SMSC 號碼是（短信中心號碼） +8613800371500，目標(biāo)號碼 +8615939026810，短信息內(nèi)容是 ? 你好！ ?， 則從單片機(jī)發(fā)送到 GSM 模塊的 PDU 串可以 是? 0891683108301705F011000D91685139096218F0000801064F60597DFF01?， 如果使用默認(rèn) 的短信中心號碼則 PDU 串可以是： ? 0011000D91685139096218F0000801064F60597DFF01?。發(fā)送和接收的 PDU 串，結(jié)構(gòu)是不完全相同的。它們是 8 位的十六進(jìn)制數(shù)，或者 BCD 碼十進(jìn)制數(shù)。下面介紹的內(nèi)容，是在 PDU Mode 下發(fā)送和接收短消息的實(shí)現(xiàn)方法。 PDU Mode 被所有手機(jī)支持，可以使用任何字符集，這也是手機(jī)默認(rèn)的編碼方式。其中 Block Mode 已經(jīng)逐漸被淘汰，目前很少用了。如果要發(fā)送其他 AT 指令，則只需要在程序的開始定義該條指令，例如要發(fā)送 ? AT+CREG?? ，在頭文件中需要定義 INT8U code Command_Creg[9] = ? AT+CREG?\r? ；其中指令末尾的 ? \r? 是回車符。 RI = 0。 } Serial_Inter_Open()。 //返回 ok 說明通信成功 else if(error_counter++5) //否則延時重發(fā) Delaytx100ms(10)。K39。amp。O39。 } Close_timer2()。 rec[i] = SBUF。 i 9。 //用定時器 2 做超時處理，在其他子程序中使用功能相同 Uart_send(Command_At,3)。 i++) rec[i] = 0x00。 for(i = 0。 while(1) { TI = 0。 error_counter = 0。ok39。 遵循以上的 AT 指令執(zhí)行原則，通過單片機(jī)發(fā)送一條 AT 指令到 GSM 模塊的C 語言程序如下： INT8U code Command_At[3] = AT\r。當(dāng)手機(jī)接收到一條完整的 AT 指令后，手機(jī)并不立即執(zhí)行這條指令，而是首先把剛才接收到的 AT 指令的全部 ASCⅡ 編碼序列全部反發(fā)送出來 (含 0DH)，其次發(fā)送 1 個回車符和換行符的 ASCⅡ 編碼即 0DH 和 0AH，最后執(zhí)行該條指令。 單片機(jī)通過串口向手機(jī)發(fā)送每一條指令后，必須以回車符作為該條指令的結(jié)束，回車符的 ASCII 編碼為 0DH。 需要重點(diǎn)說明的是，所有 AT 指令的指令符號、常數(shù)、 PDU 數(shù)據(jù)包等都是以ASCII 編碼形式傳送的。如設(shè)置短信息的編碼方式、讀取手機(jī)的 短信息內(nèi)容、刪除短信息內(nèi)容、列出手機(jī)中還未讀的短消息等。 表 3 常用 AT 指令 AT 指令 功能描述 ATCR 聯(lián)機(jī)命令 AT+CSQCR 查詢信號質(zhì)量 AT+CREG?CR 查詢注冊狀況 AT+IPRCR 設(shè)置串行通信的波特率 ATamp。在 TC35i 的用戶手冊中用來操作 TC35i 的 AT 指令非常繁多，但常用的指令并不是很多。單片機(jī)與 TC35i 的波特率都設(shè)置為 9600bit/s、 8 位數(shù)據(jù)位、 1 位停止位、無校驗(yàn)位。因此只需要使用一根串口通信電纜（ DB9）連接單片機(jī)的串口與 TC35i 的串口即可。一旦程序跑飛或者死機(jī)，在規(guī)定的時間內(nèi)（例如本程序中的 ）沒有調(diào)用 Reset_Wdt 函數(shù)，看門狗計數(shù)器就會溢出，同時發(fā)復(fù)位信號給單片機(jī)，重新啟動系統(tǒng)。 //復(fù)位看門狗 } void Init_Wdt(void) { WDT_CONTR = 0x3f。下面是使用 C 語言操作單片機(jī)內(nèi)部看門狗的子程序?？撮T狗溢出時間 =（ NPre_scale32768） /Oscillator frequency，例如，當(dāng)系統(tǒng)晶振頻率為 12MHz， 12 時鐘模式，則看門狗溢出時間 = （ 12Pre_scale32768） /12020000?？撮T狗預(yù)分頻值如表 2 所示。當(dāng)該位清 ? 0? 時，看門狗計數(shù)器在 ? 空閑模式 ? 不計數(shù)。 （ 2） CLR_WDT 看門狗清 ? 0? 位，當(dāng)設(shè)置為 ? 1? 時，看門狗重新計數(shù)，硬件將自動清 ? 0? 此位。 WDT_CONTR 寄存器的各位及其功能如表 1 所示 [6]。 圖 8 實(shí)時時鐘電路 從圖中可以看出 X X2 連接 的晶體振蕩器，用來產(chǎn)生 DS1302的片外振蕩脈沖， BT1 腳連接一塊紐扣的電池作為備用電源， SCLK、 I/O、 RST腳接單片機(jī)，運(yùn)用單總線方式控制。 DS1302 工作時功耗很低 保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mW。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個口線：（ 1） RES（復(fù)位），（ 2） I/O（數(shù)據(jù)線），（ 3） SCLK（串行時鐘）。 圖 7 DS1302 外形及管腳分布 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實(shí)時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。 實(shí)時時鐘 電路 在本系統(tǒng)中需要顯示當(dāng)前的日期、時間提示，因此我們使用一個時鐘芯片，用來提供年、月、日、星期、小時、分鐘等信息 內(nèi)容 。因此，處理器會把一個字節(jié)的信息寫入到鎖存器地址區(qū)域中的任意地址上，接著這一字節(jié)的信息便會被輸出到 LED 組。 CY62256 的地址輸出被用來驅(qū)動 74HC373 鎖存器使能輸入端 LE（ Latch Enable）。存儲電路原理圖如圖 6 所示。為了增大存放數(shù)據(jù)的容量，本設(shè)計采用了 CY62256（ 32KB）進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲 。 功能引腳： LE 鎖存器使能輸入端； OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效）； D0～ D7 數(shù)據(jù)輸入端； O0~O7 輸出端； VCC、 GND 電源引腳。 存儲 電路 存儲電路芯片介紹 CY62256 是一種 32K 的高集成度的 RAM，采用單 一 +5V 電源供電，雙列直插式 28 引腳 SOIC 封裝，它存儲容量大、集成度高、成本低，具有靈活的讀寫性和較好的數(shù)據(jù)非易失性 等特點(diǎn)， 其芯片 的 引腳排列如圖 4 所示。 從以上幾種型號單片機(jī)的比較中可以看出， PIC 單片機(jī)、 AVR 單片機(jī)雖然在很多方面都有其特點(diǎn)，如 在 運(yùn)行速度 上 ，內(nèi)部資源的配置等。 STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾 / 高速 / 低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)， 12 時鐘 / 機(jī)器周期和6 時鐘 /機(jī)器周期可任意選擇 ，最新的 D 版本內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。這種單片機(jī)所包括的硬件資源有： （ 1）一個 8 位的微處理器； （ 2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM，用以存放可以讀 /寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果