【正文】 e = 3。amp。amp。 if(Get_Mode_from_boost() == 2) mode = 2。 buck_charge_cap_full == 1) { Mode1_Mode2()。 mode == 1 amp。 } else if(boost_sw == ON amp。 charge_finish == 0) { Mode7_Mode1()。 mode == 7 amp。} } elseif(buck_sw == ON amp。} if(buck_sw == OFF) { If(mode == 1){Mode1_Mode7()。 break。 case 6: Mode6_Mode7()。 if(Get_Mode_from_boost() == 6) mode = 6。 case 5: Mode5_Mode6()。 if(Get_Mode_from_boost() == 6) mode = 6。 if(load_sw == OFF) { switch (mode) { case 4: Mode4_Mode6()。Boost變換器單片機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程: boost變換器系統(tǒng)控制流程圖[[] 秦友淑,[M].:華中科技大學(xué)出版社,2011.] 主程序分析 buck變換器單片機控制系統(tǒng)Buck控制器主程序：void main(void){ MCU_Init()。 為方便流程的閱讀，系統(tǒng)整體控制中對模式轉(zhuǎn)換未進行系統(tǒng)的描述，此部分需兩個控制器之間協(xié)同配合完成。Mode5到Mode6的轉(zhuǎn)換條件是當(dāng)前工作模式為Mode5，同時電機負載控制開關(guān)量斷開。Mode7到Mode4的轉(zhuǎn)換條件是當(dāng)前工作模式為Mode7，同時電機負載控制開關(guān)量閉合。Mode2到Mode7的轉(zhuǎn)換條件是當(dāng)前工作模式為Mode2，同時boost變換器控制開關(guān)量斷開。Mode3到Mode7的轉(zhuǎn)換條件是當(dāng)前工作模式為Mode3同時光伏電池通過boost變換器對超級電容的充電結(jié)束。Mode1到Mode2的轉(zhuǎn)換條件是boost變換器控制開關(guān)量閉合，當(dāng)前工作模式為Mode1同時Mode1中光伏電池通過buck變換器對超級電容的充電結(jié)束。因此清楚各個模式之間進行轉(zhuǎn)換時的條件至關(guān)重要。此時，檢測系統(tǒng)是否滿足狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件。該控制流程圖對系統(tǒng)模式轉(zhuǎn)換的描述進行了抽象的描述，實際上模式轉(zhuǎn)換的過程需與boost控制器配合完成，詳細的操作過程見核心控制程序分析部分。此處限制必須由停止模式進入電機啟動模式，是為了避免系統(tǒng)的誤狀態(tài)切換。狀態(tài)轉(zhuǎn)換器兩個單片機控制系統(tǒng)協(xié)同有序工作，完成系統(tǒng)工作模式的轉(zhuǎn)換。Buck變換器單片機控制系統(tǒng)向boost變換器單片機控制系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，指示系統(tǒng)狀態(tài)的切換，boost接受到數(shù)據(jù)，進行相應(yīng)的繼電器狀態(tài)切換，同時boost變換器工作時，檢測系統(tǒng)的電壓電流數(shù)據(jù)，滿足狀態(tài)切換條件時，自身進行相應(yīng)的繼電器狀態(tài)轉(zhuǎn)換，同時向buck變換器單片機控制系統(tǒng)發(fā)送狀態(tài)信號，進行相應(yīng)的繼電器狀態(tài)轉(zhuǎn)換，完成系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 軟件控制總體流程分析Boost變換器和buck變換器上各有單片機控制系統(tǒng)，主要用來檢測系統(tǒng)中相關(guān)電壓電流信號，來控制系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。 該軟件的功能有項目管理器、文本編輯器、搜索引擎、源瀏覽器、構(gòu)建系統(tǒng)、源級別調(diào)試器、指令組模擬器等等。在每個所支持的平臺上，性能及使用均是相同的。該單片機軟件開發(fā)環(huán)境采用的時CodeWarrior 這一款軟件，該軟件包括構(gòu)建平臺和應(yīng)用所必須的所有主要工具：IDE、編譯器、調(diào)試器、編輯器、鏈接器、匯編程序等。 本章小結(jié)本章主要介紹了系統(tǒng)的原理框圖，單片機控制電路原理圖設(shè)計，主要包括最小系統(tǒng)圖，采樣電路圖，驅(qū)動信號產(chǎn)生及控制電路圖，繼電器控制電路等等。其中buck變換器TL494電路通過比較器構(gòu)成一個電流環(huán)，使buck變換器工作于恒流模式，boost變換器有兩種工作模式，恒流模式和恒壓模式，恒壓由TL494電壓環(huán)實現(xiàn)，恒流由單片機控制實現(xiàn)。輸出電流采樣電路如下： 輸出電流采樣電路圖[9] 輸出電流采樣與輸入電流的采樣原理相同，只是放大的倍數(shù)不同。輸入電流采樣電路如下： 圖 輸入電流采樣電路圖[[] 康華光,陳大欽,[M].北京:高等教育出版社,2006.] 該電流采樣電路首先由LTC6101芯片進行電流一級放大，再通過后面的運算放大器進行進一步的電流放大。實現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)同、有序工作。通信采用的是MAX232 芯片。 系統(tǒng)及單片機輔助供電模塊電路圖該部分為輔助電源模塊，芯片L7805為穩(wěn)壓輸出芯片，輸出電壓為5V，用來個單片機供電，LM317為線性穩(wěn)壓芯片這里設(shè)計輸出電壓為12V，用來給系統(tǒng)中運算放大器及MOSFET 驅(qū)動電路相關(guān)芯片供電。 單片機BDM下載器連接圖，MC9S08SG16 單片機程序下載需用到BDM下載器，該下載器支持在線下載、單步調(diào)試和仿真，觀察全部寄存器和全局變量的數(shù)值。單片機控制最小系統(tǒng)圖如下： 單片機最小系統(tǒng)圖，最小系統(tǒng)是單片機工作的最小單元，也是單片機系統(tǒng)中最核心的部分，外部電路主要有晶振電路和復(fù)位電路，這里采用的晶振為8MHz，單片機內(nèi)部有鎖頻環(huán)，可提高系統(tǒng)工作頻率，實際應(yīng)用中利用單片機編程設(shè)置總線頻率為16MHz。其引腳分布圖如下: MC9S08SG16 引腳分布圖[6] DCDC變換電路不僅轉(zhuǎn)換效率很高，而且可通過對半導(dǎo)體開關(guān)通斷時間控制來控制輸出的電壓電流，可方便調(diào)節(jié)輸出功率，調(diào)節(jié)光伏電池的輸出供率，追蹤最大功率工作點[[] 王兆安,[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009:119138.]?？筛鶕?jù)實際應(yīng)用選擇，這里選擇的是20Pin 封裝。光伏電池在系統(tǒng)中作為能量輸入源。通過本章的分析，可清楚各個模式間轉(zhuǎn)換的具體操作，方便后面軟件的設(shè)計。以上是負載啟動到穩(wěn)定運行以及制動停止，系統(tǒng)各種模式轉(zhuǎn)換的過程中需要進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換的繼電器及其操作順序分析。操作步驟：①閉合SW6②斷開SW5③斷開SW1④SW3接觸點2（5）Mode6轉(zhuǎn)換到Mode7，即制動模式結(jié)束后轉(zhuǎn)換到停止模式，此時SW6的狀態(tài)發(fā)生變化。此過程僅SW6狀態(tài)發(fā)生變化，操作步驟：斷開SW6（3）Mode4轉(zhuǎn)換到Mode6，即電機啟動模式進入制動模式，此時SW1，SW3，SW5狀態(tài)發(fā)生變化。制動結(jié)束后系統(tǒng)進入停止模式。當(dāng)電機啟動之后，進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，此時將超級電容從電路中切除，由鉛酸電池和光伏電池給負載供電，系統(tǒng)進入工作模式Model5，電機負載穩(wěn)定運行模式。操作步驟：①SW7接觸點5②斷開SW1③SW4接觸點4 以上是負載不工作時，系統(tǒng)各種模式轉(zhuǎn)換的過程中需要進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換的繼電器及其操作順序分析。操作步驟：①斷開SW1②SW3接觸點2（6）Model3轉(zhuǎn)換到Model7，光伏電池經(jīng)boost變換器給超級電容充電切換到停止模式。操作步驟：①斷開SW2②SW7接觸點5（5）Model2轉(zhuǎn)換到Model7，即光伏電池經(jīng)boost變換器由給鉛酸電池充電切換到停止模式。操作步驟：①SW7接觸點6②SW3接觸點2③SW4接觸點3（4）Model1轉(zhuǎn)換到Model7，光伏電池經(jīng)buck變換器給超級電容充電切換到停止模式。操作步驟：①斷開SW2②SW7接觸點5③合上SW1④SW3接觸點1（3）Model2轉(zhuǎn)換到Model3，即光伏電池經(jīng)boost變換器由給鉛酸電池充電切換到給超級電容充電。操作步驟：①合上SW2②SW7接觸點6（2）Mode1轉(zhuǎn)換到Mode2，即光伏電池經(jīng)buck變換器給超級電容充電切換到經(jīng)boost變換器給鉛酸電池充電。系統(tǒng)啟動前，處于停止模式，該過程即是有Mode7轉(zhuǎn)換見到Mode1。除了以上相關(guān)切換過程之外，考慮到系統(tǒng)處于任意工作模式時，可能因為外界因素，人為控制，系統(tǒng)需從其中任意模式直接進入停止模式，還需分析以上任一模式下，如何切換到停止模式。當(dāng)光伏電池對鉛酸電池的充電完成時，系統(tǒng)再切換到Mode3，即光伏電池通過boost變換器對超級電容充電。負載不工作時：負載不工作時，系統(tǒng)啟動之后，進入充電模式，首先工作于Mode1，即光伏電池通過buck變換電路對超級電容充電。系統(tǒng)的工作模式與負載的工作狀態(tài)息息相關(guān)，必須考慮系統(tǒng)切換過程中繼電器狀態(tài)變換順序。下面分析各種工作模式之間進行模式轉(zhuǎn)換時，繼電器的具體操作順序。 各工作模式下繼電器狀態(tài)了解清楚系統(tǒng)的各個工作模式，還需確定在各種工作模式下，繼電器的相關(guān)狀態(tài)，才能清楚如何控制系統(tǒng)在各個模式之間轉(zhuǎn)換。Mode6：超級電容吸收電機制動時能量回饋模式。 Mode5下能量流向圖電機負載啟動結(jié)束后，電機進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，此狀態(tài)下，無需超級電容提供大電流，將超級電容切除，只有鉛酸電池和光伏電池給負載供電，boost變換器工作于恒壓模式。光伏電池通過boost變換器給電機供電時，單片機控制電路將boost變換器切換到恒壓模式。 描述了該工作模式下能量的流向。由于電機吸收能量是有啟動和穩(wěn)定運行兩種狀態(tài)，不同狀態(tài)下，提供能量的對象不同，這里有2種工作模式。 以上就是對系統(tǒng)處于充電狀態(tài)下的各種工作模式分析，下面分析系統(tǒng)處于放電狀態(tài)下時，各工作模式。 Mode3下能量流向圖該工作模式下，boost變換器依然工作于恒流模式，需要注意的是由于boost變換器的工作特性，其輸出電壓一定不會比輸出電壓低，因此不能直接用來給超級電容充電，必須使boost變換器最低輸出電壓和超級電容上電壓的差值在一個很小的范圍是，才可用boost變換器來個超級電容充電，因此該模式必須在Mode1完成的狀態(tài)下，系統(tǒng)才能轉(zhuǎn)換到當(dāng)前工作模式。充電完成時，若未檢測到系統(tǒng)充電控制開關(guān)斷開，系統(tǒng)切換到下一充電模式，否則系統(tǒng)退出充電狀態(tài)。Mode2：光伏電池經(jīng)boost變換器給超級電容充電的工作模式。分析充電狀態(tài)下系統(tǒng)3種工作模式如下：Mode1：光伏電池經(jīng)buck變換器給超級電容充電的工作模式。 由于系統(tǒng)不能同時處于充電和放電狀態(tài)，下面將系統(tǒng)處于充電工作狀態(tài)下的模式轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)出于放電工作工作狀態(tài)下的模式轉(zhuǎn)換分開討論分析。如此，必須清楚系統(tǒng)所有可能的工作模式，及各個工作模式之間的正確切換。兩個控制器協(xié)同工作完成系統(tǒng)工作模式的轉(zhuǎn)換。 系統(tǒng)控制方法分析 繼電器控制連接框圖 ，繼電器是為了系統(tǒng)在各個工作模式下相互轉(zhuǎn)化，合理的繼電器連接可以降低系統(tǒng)控制的難度，提高系統(tǒng)安全可靠性。此時，boost變換器工作于恒壓模式。此時，鉛酸電池與超級電容并聯(lián)給負載供電，同時光伏電池通過boost變換器給負載供電，boost變換器此時的工作狀態(tài)由其單片機控制電路調(diào)節(jié)至恒壓模式。當(dāng)boost變換器單片機控制電路檢測到電容上電壓達到上限時，停止充電，斷開boost變換器與光伏電池的連接。此時，boost變換器輸出接鉛酸電池，光伏電池與boost變換器連接。①電機負載不工作：此時，若光伏電池?zé)o功率輸出，則系統(tǒng)不工作，buck, boost變換器均與太陽能電池板斷開連接；若光伏電池有功率輸出，系統(tǒng)進入充電狀態(tài)，光伏電池接buck變換器，buck變換器單片機控制電路向boost變換器單片機控制電路發(fā)送工作狀態(tài)，控制boost變換器不與光伏電池連接，