【正文】 為： Bit 7:6_COM1A1:0: 通道A 比較輸出模式 Bit 5:4 _COM1B1:0: 通道B 比較輸出模式 COM1A1:0與COM1B1:0分別控制OC1A 與OC1B狀態(tài)。 Bits2:0_ADPS2:0: 用來選擇ADC 預(yù)分頻器。（如果過程中要使用中斷的話，就不用再手動(dòng)清零） Bit3_ADIE ADC 中斷使能。此觸發(fā)啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換的是觸發(fā)信號的上升沿 Bit4_ADIF ADC 中斷標(biāo)志。而如果在自由的連續(xù)轉(zhuǎn)換模式的情況下，寫“1”就只表示啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 Bit5_ADATE 表示允許觸發(fā)自動(dòng)轉(zhuǎn)換的位。 Bit6_ADSC 用來轉(zhuǎn)換開始的位。如果在轉(zhuǎn)換地過程中這幾位的值發(fā)生了改變，是不能馬上發(fā)生改變的，只有在轉(zhuǎn)換結(jié)束后的情況下重新設(shè)置才能有效。通過這幾位的設(shè)置，可以選擇接到了ADC的模擬輸入。ADCL和ADCH 數(shù)據(jù)寄存器，如表4 表44。ADC轉(zhuǎn)換的結(jié)果在ADC數(shù)據(jù)寄存器中的存放形式受ADLAR的值影響，如果ADLAR被置位，則轉(zhuǎn)換結(jié)果是左對齊的，反之是為右對齊。 ADMUX 多路復(fù)用器選擇寄存器表41 多路復(fù)用器選擇寄存器Bit76543210REFS1REFS0ADLARMUX4MUX3MUX2MUX1MUX讀/寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始值00000000Bit 7:6 對ADC參考電源進(jìn)行設(shè)置的位，如表42，在本次研究中，采用的是REFS1＝0，REFS1＝1。而如果要使用ADC功能的話，那么就要用到一個(gè)低通濾波器來和VCC相連接?！　?0).AVCC 作為端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源的引腳?！　?).XTAL1 反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端。但端口D還可以用做其他不同的特殊用途?！　?).端口C端口C（PC7～PC0）擁有端口B的全部特點(diǎn)，除此以外假使JTAG接口是使能狀態(tài)的，就算上拉電阻激活了引腳PC5（TDI）、PC3(TMS)還有PC2(TCK)，端口C也有的特殊用途。在，端口A復(fù)位正在進(jìn)行的時(shí)候，就算系統(tǒng)時(shí)鐘尚沒有起振，端口A是高阻狀態(tài)的。它的輸出緩沖器擁有對稱的驅(qū)動(dòng)特性，既可以輸出又可以吸收大電流?！　?).端口A端口A（PA7～PA0）是A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端口。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1 MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。5).外設(shè)特點(diǎn)其擁有兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻功能的預(yù)分頻器和比較功能的八位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，以及一個(gè)集預(yù)分頻器、比較功能、捕捉功能于一身的十六位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，還有四通道的PWM，八路十位ADC；1 個(gè)可編程且支持同步/異步通信的串行接口 USART，還有1 個(gè)可工作于主機(jī)/從機(jī)模式的 SPI (Serial Peripheral Interface Bus)串行接口(支持 ISP 程序下載)，可編程看門狗定時(shí)器還自帶有的獨(dú)立片內(nèi)振蕩器，片內(nèi)模擬比較器。3).非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器16KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash擦寫壽命一萬次，有512B的EEPROM擦寫壽命10000次；1KB的片內(nèi)SRAM,可以通過對鎖定的地址位進(jìn)行編程來達(dá)到對用戶程序加密的目的。而當(dāng)蓄電池的最大可接受電流小于太陽能電池板的最大可供電流時(shí),智能策略控制系統(tǒng)工作于馬斯曲線充電狀態(tài),最大限度延長蓄電池使用壽命同時(shí)盡可能充分使用太陽能。蓄電池智能充電策略研究必須綜合實(shí)現(xiàn)蓄電池智能充電策略和MPPT最大功率跟蹤算法,即最大限度提升太陽能電池板功率輸出的同時(shí),最大程度延長蓄電池使用壽命。若將三段式充電法直接應(yīng)用于太陽能照明系統(tǒng),最大的問題在于無法實(shí)現(xiàn)最大效率應(yīng)用太陽能電池板的輸出。三段式充電法與蓄電池本身特性最為匹配,更有利于延長蓄電池使用壽命,所以成為以市電充電中應(yīng)用最廣泛的方法。而蓄電池充電電流小于或等于最大可接受電流時(shí)，用于析氣及電池極化的能量部分趨于最小化,提高了能源利用效率和蓄電池使用壽命。若蓄電池充電電流大于最大可接受電流,則加速蓄電池極化。3)第三階段浮充:在浮充階段,電路給蓄電池提供一個(gè)精確的、帶溫度補(bǔ)償功能的浮充電壓,以補(bǔ)償蓄電池自放電的損失。當(dāng)充電電流降到低于蓄電池最小輸出電流時(shí),可以認(rèn)為蓄電池電量已充滿。該電壓對應(yīng)于蓄電池充滿時(shí)對應(yīng)的端電壓值。充電過程中,通過實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池電壓,當(dāng)蓄電池荷電狀態(tài)到達(dá)相應(yīng)狀態(tài)后,充電進(jìn)程進(jìn)入恒壓充電階段。蓄電池的充電電流通常由蓄電池的總?cè)萘看_定,為蓄電池最大可接受電流Imax。(2)三段式充電法三段式充電法即恒流,恒壓,浮充三個(gè)階段充電?？焖俪潆姺ǚN類較多,還有些方法會在充電過程中加入瞬時(shí)大電流放電環(huán)節(jié),以消除電池極化提高蓄電池接受率,從而實(shí)現(xiàn)更短時(shí)間內(nèi)將蓄池充滿。變電壓間歇充電法變電壓間歇充電法采用的不是間歇電流,而是間歇電壓。在充電前期的各段采用變電流對蓄電池充電,使蓄電池獲得絕大多數(shù)電量。提高了蓄電池對充電電流的接受率,從而加快了蓄電池充電速度。之后可以在蓄電池上加一個(gè)恒定電壓以補(bǔ)償其由于自放電而損耗的電量。(1)快速充電法,主要思想是用更短的時(shí)間將蓄電池迅速充滿。故而蓄電池的智能控制策略顯得尤為重要。蓄電池的使用,歸根結(jié)底是如何應(yīng)用蓄電池的充放電特性。變步長擾動(dòng)觀察法控制流程如圖34所示。當(dāng)功率的變化量|dP|時(shí),認(rèn)為系統(tǒng)已經(jīng)工作在了太陽能電池板最大功率點(diǎn),停止電壓的擾動(dòng)。由于擾動(dòng)觀察法的基礎(chǔ)的是利用電壓擾動(dòng)來觀察功率的變化,因此這種方法在實(shí)際的系統(tǒng)中無法到達(dá)理論上的最大功率點(diǎn)。變步長的擾動(dòng)觀察法的基本原理與固定步長擾動(dòng)觀察法相似,都是采用電壓擾動(dòng)的方式來跟蹤太陽能光伏電池的最大功率。擾動(dòng)觀察法雖跟蹤準(zhǔn)確,轉(zhuǎn)換效率較高,但是系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)時(shí)存在振蕩問題,且電壓擾動(dòng)的步長直接影響跟蹤速度,而跟蹤速度和穩(wěn)態(tài)誤差又相互矛盾。增量電導(dǎo)法雖然克服了恒定電壓法的缺點(diǎn)，具有精度高和效率高的優(yōu)點(diǎn),卻是以復(fù)雜的計(jì)算為代價(jià)。表31為上節(jié)3種最大功率跟蹤算法的比較,表中主要比較了太陽能光伏照明系統(tǒng)的最大功率跟蹤算法控制的優(yōu)缺點(diǎn)。因此,恒定電壓控制法在溫度及太陽光照強(qiáng)度時(shí)刻變化的情況下實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤會產(chǎn)生跟蹤誤差,并不能實(shí)現(xiàn)所有溫度環(huán)境下完全跟蹤太陽能電池板的最大功率點(diǎn)。恒定電壓控制法具有控制簡單,易于實(shí)現(xiàn)特點(diǎn),且系統(tǒng)一般不會出現(xiàn)因設(shè)定的控制電壓劇烈變化而引起的震蕩,具有較好的穩(wěn)定性。圖33 不同日照強(qiáng)度下的PV關(guān)系曲線 由功率特性曲線可以太陽能光伏電池在溫度變化不大情況下,太陽能光伏電池的最大功率點(diǎn)近似分布在一條垂直的直線兩側(cè)。,不同光照強(qiáng)度時(shí)太陽能光伏電池輸出的伏安特性曲線。 恒定電壓控制法恒壓控制法是一種較為簡單的最大功率跟蹤策略,它利用控制太陽能光伏電池輸出電壓為某一特定的值,使太陽能光伏電池工作在最大功率點(diǎn)。與擾動(dòng)觀察法相比較，增量電導(dǎo)法觀察的是電導(dǎo)的變化率和瞬時(shí)電導(dǎo)值的大小，而與前一狀態(tài)的工作電壓及功率的大小無關(guān)，因此增量電導(dǎo)法不會存在電壓擾動(dòng)觀察法的最大功率點(diǎn)左右振蕩的問題。圖 32 功率電壓特性曲線增加跨導(dǎo)法可以說是電壓型擾動(dòng)觀察法的一個(gè)變形,它主要是為了解決電壓型擾動(dòng)觀察法的振蕩問題的,所不同的是,它觀察的不是功率的變化,而是跨導(dǎo)的變化，其原理主要基于對擾動(dòng)觀察法判據(jù)dp/dv=O如下所示的一個(gè)變形。 增量跨導(dǎo)法圖32所示為太陽能光伏電池板的PV曲線,由圖中可以知道,在最大功率點(diǎn)處，太陽能光伏電池板輸出的dp/dv=0。O 算法假設(shè)輸出功率的改變都是由擾動(dòng)引起的，Pamp。O 才能讓系統(tǒng)重新工作在真正的 MPP。O 算法可能無法跟蹤到 MPP。O 算法會給系統(tǒng)帶來一定的能量損失，因?yàn)橄到y(tǒng)不停地在 MPP 附近振蕩。O 算法的另一個(gè)不足就是當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)工作在 MPP 時(shí)，擾動(dòng)還是繼續(xù)存在，會不停地繼續(xù)尋找 MPP，產(chǎn)生不必要的擾動(dòng)。O 跟蹤到 MPP 的時(shí)間一般為幾十毫秒或者更長。O 算法要用到電壓、功率、電流的平均值來求導(dǎo)，這大大的降低了算法的響應(yīng)速度。O 算法響應(yīng)速度慢。在整體上，Pamp。O 算法能夠滿足MPPT 的要求；但是當(dāng)光照溫度等外界條件快速變化的時(shí)候，Pamp。通過獲取電池板的輸出電流和終端電壓，計(jì)算出當(dāng)前的 MPP 然后和上次的參考值比較即可得出擾動(dòng)的方向，很容易通過數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。O MPPT 算法流程圖Pamp。O 算法會不停的改變電流的參考值，因此，如何找出擾動(dòng)變量移動(dòng)的方向是擾動(dòng)觀察法的關(guān)鍵所在，擾動(dòng)觀察法實(shí)現(xiàn)流程圖如圖31所示。工作電壓在多次擾動(dòng)后向最大功率點(diǎn)的電壓靠近。擾動(dòng)觀測法是一種自動(dòng)尋優(yōu)的 MPPT 控制方法，是研究最為廣泛的算法之一，也稱爬山法或登山法，通過檢測光伏電池的輸出電流和輸出電壓這兩個(gè)參數(shù)值便可實(shí)現(xiàn)，不用檢測環(huán)境參數(shù)如溫度和光照度等。 最大功率點(diǎn)跟蹤算法簡介 擾動(dòng)觀察法擾動(dòng)觀察(Perturbation and Observation，簡稱 Pamp。在線式的MPPT 算法依靠算法計(jì)算出光伏電池板的實(shí)際最大功率點(diǎn)，然后與上一次的功率點(diǎn)比較，最終給出一個(gè)控制信號使其調(diào)整到最大功率點(diǎn)，如擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法、粒子群算法、模糊邏輯算法等。通常，通過調(diào)整光伏電池的輸出電流或者光伏電池兩端的電壓來實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)的最大功率輸出。3 最大功率點(diǎn)跟蹤算法光伏電池的特性決定光伏電池在每個(gè)特定的條件下都存在一個(gè)最大功率（Maximum Power Point，簡稱 MPP），并且 MPP 會隨著溫度、光照強(qiáng)度的改變而改變。當(dāng)負(fù)載阻抗Rm匹配時(shí)，則組件的 IU 特性與負(fù)載為最佳匹配狀態(tài)，光伏電池組件可在最大功率點(diǎn) Pm工作，組件的工作效率也最高；當(dāng)負(fù)載的阻抗上升至 RH時(shí)，組件在高于最大功率點(diǎn)電壓的狀態(tài)下工作，此時(shí)輸出電壓少量增加，但是電流下降明顯，這導(dǎo)致組件的輸出功率和運(yùn)行效率均降低；當(dāng)負(fù)載阻抗下降至 RL時(shí)，組件在低于最大功率點(diǎn)電壓的狀態(tài)下工作，此時(shí)輸出電流略有上升，但是電壓下降明顯，同樣導(dǎo)致組件的輸出功率和運(yùn)行效率均降低。 負(fù)載阻抗的影響 圖27 不同負(fù)載的工作點(diǎn)曲線光伏電池組件的輸出電壓由負(fù)載功率大小、工作電壓等因素決定。 太陽能電池板的輸出效率受光單體光伏電池的最大輸出電功率占輻射到該電池受光平面幾何面積上全部光功率的百分?jǐn)?shù)稱為光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率，即 （25）因?yàn)椋? (26) (27) (28)所以： (29)式中，表示光的輸入功率；表示波長的光束的光子流密度；表示電池的光照總面積；表示普朗克常數(shù)；表示光子攜帶的能量；c為光速；量子效率或者收集效率表示每個(gè)光子產(chǎn)生并被收集的電子空穴對數(shù)比上所產(chǎn)生電子空穴總對數(shù)的值 ，該值通常小于1；表示能量大于禁帶寬度的光子流。在最大功率點(diǎn)左側(cè),輸出功率隨電池端電壓增大而增大,近似線性增大。其開路電壓在不同光照條件下變化并不大。在最大功率點(diǎn)之前,當(dāng)太陽能電池板輸出電壓逐漸增大時(shí),其輸出電流將緩慢減小。 圖25 不同光照強(qiáng)度下的IV關(guān)系曲線圖26 不同日照強(qiáng)度下的PV關(guān)系曲線從圖中可以看出：1）隨著光照強(qiáng)度的增加太陽能電池的短路電流增大，輸出功率也增大。圖23 不同溫度下的IV關(guān)系曲線圖24 不同溫度下的PV關(guān)系曲線日照強(qiáng)度也在極大程度上影響太陽能電池的輸出電流。太陽能電池的伏安特性曲線受太陽能電池自身的工藝參數(shù)以及外界光照的強(qiáng)度和太陽能電池自身溫度等因素的影響,不同的伏安特性曲線可以反映太陽能電池在不同環(huán)境條件下工作時(shí)的發(fā)電能力和最佳效率點(diǎn)。太陽能電池的在短路時(shí)輸出電流是一個(gè)有限值。圖22 太陽能電池的伏安特性曲線 從太陽能電池的伏安特性曲線中可以看出太陽能電池既不是恒流源,也不是恒壓源,不可能為負(fù)載提供任意大功率。（22） (23) ：反向飽和電流（數(shù)量級一般為A）；q：電子電荷（）； K:波爾茲曼常數(shù)（）；T:絕對溫度（T=t+273K）；A:PN結(jié)理想因子；：光伏電池串聯(lián)電阻；：光伏電池并聯(lián)電阻。太陽能光伏電池的電路模型如圖21所示。因此,電路模型必須引入一個(gè)并聯(lián)電阻R。另外,制造工藝參差不齊可能會使太陽板的金屬電極與邊緣之間在生產(chǎn)制作時(shí)產(chǎn)生微小的劃痕、裂痕。Rs的阻值越大,線路損耗越大,太陽能光伏電池的能量轉(zhuǎn)化率則越低。負(fù)載壓降反作用于太陽能光伏電池的PN結(jié)上,形成與光生電流I方向相反的電流I。 太陽能電池的電路模型 當(dāng)光照強(qiáng)度不變時(shí),光生電流I不隨光伏電池的工作狀態(tài)發(fā)生變化,因此太陽能光伏電池在此條件下可以等同為恒流源。其中，發(fā)射極層是光伏電池中含有多數(shù)載流子電子的部分，面積較小。光伏電池的最要的部分是發(fā)射極層和基極層。采用抗反射層的主要目的是為了提高光伏電池的輸出功率。但是在實(shí)際應(yīng)用在，光伏電池還含有總線連接部件和固定部分。通常，光伏電池包含頂部連接、一到兩層的抗反射層、N 型發(fā)射層、P 型基極層和底部連接幾個(gè)部分。