【正文】 如下圖 28 左圖所示） ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 地址輸入和控制線： 4 條 ALE 為地址鎖存允許輸 入線，高電平有效。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7 上的一路模擬量輸入。 表 1 CBA通道選擇表 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 數(shù)字量輸出及控制線： 11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。 OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ。 ADC0809 具體工作過程為：首先 、 、 輸入 3 位地址，并使 輸出高電平，將地址存入地址鎖存器中。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖剑甘?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號可用作中斷申請，而觸發(fā)單片機(jī)動作準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，這是使 輸出高電平，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上，單片機(jī)讀取 P0 口然后做下一步處理操作。 圖 29 89C51 與 ADC0809 的設(shè)計(jì)電路 鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計(jì) 14 BUCK 斬波電路 DC/DC 變換器廣泛應(yīng)用于便攜裝置（如筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩 電話、 PDA 等）中。開關(guān)變換器因具有效率高、靈活的正負(fù)極性和升降壓方式的特點(diǎn)，而備受人們的青睞。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式 Ts 不變，改變 ton(通用 )，二是頻率調(diào)制（ 1） Buck電路 —— 降壓斬波器，其輸出平均電壓 U0 小于輸入電壓 Ui，極性相同。（ 3） Buck－ Boost 電路 —— 降壓或升壓斬波器，其輸出平 均電壓 U0 大于或小于輸入電壓 Ui，極性相反，電感傳輸。還有 Sepic、 Zeta 電路。它 是一種輸出電壓小于輸入電壓的單管不隔離直流變換器 。 工 作原理為 當(dāng) uB為高電平時(shí)， T飽和導(dǎo)通， D 因承受反偏電壓而截止，電感 L 存儲能量，電容 C 充電；發(fā)射極電位uE=UIUCES≈UI。占空比：在uB的一個(gè)周期 T 內(nèi)， Ton 為調(diào)整管導(dǎo)通時(shí)間， Toff為調(diào)整管截止時(shí)間，占空比 q=Ton/T。在換能電路中，如果電感 L 數(shù)值太小，在Ton 期間儲能不足，那么在 Toff 還未結(jié)束時(shí)，能量已放盡，將導(dǎo)致輸出電壓為零，出現(xiàn)臺階，這是決不允許的。換言之，只有在 L 和 C 足夠大時(shí)輸出電壓 Uo 和負(fù)載電流 Io 才為連續(xù)的， LheC 愈大， Uo 的波形愈平滑。若將 Ue 視為直流分量和交流 分 量 之 和 ， 則 輸 出 電 壓 的 平 均 值 等 于 Ue 的 直 流 分 量 ， 即Uo=(Ton/T)*(UiUces)+(Toff/T)*(UD)=（ Ton/T） *Ui 可以寫為 Uo=qUi 改變占空比 q，即可改變輸出電壓大小。 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 15 圖 210 BUCK變換器設(shè)計(jì)電路 數(shù)碼管顯示電路 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)有一個(gè)串行 I／ O 端口，通過引腳 RXD 和 TXD 可與外部電路進(jìn)行全雙工的串行異步通信，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)由 TXD 端送出，接收時(shí)數(shù)據(jù)由 RXD 端輸入。其中，方式 0 是8 位移位寄存器輸入／輸出方式，多用與外接移位寄存器以擴(kuò)展 I／ O 端口。因此外接一個(gè)移位寄存器就可擴(kuò)展一個(gè) 8 位的并行輸入／輸出接口，如果想多擴(kuò)展幾個(gè)并口就需要在外部級連幾個(gè)移位寄存器。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， LED 數(shù)碼管的顯示常用兩種方法：靜態(tài)鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計(jì) 16 顯示和動態(tài)掃描顯示。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí) ,再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中CPU 的開銷小。需要幾個(gè)數(shù)碼管就擴(kuò)展幾個(gè)并行接口，數(shù)碼管直接接在 74LS164 的輸出腳上，單片機(jī)通過串口將要顯示數(shù)據(jù)的字形碼逐一的串行移出至74LS164 的輸出腳上數(shù)碼管就可以顯示相應(yīng)的數(shù)字。 74LS164 是 8 位串入，并出移位寄存器。 74LS164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。兩個(gè)輸入端或者連在一起，或者把不同輸入端接高電平，一定不要懸空。 主復(fù)位 (MR) 輸入端上的一個(gè)低電平將使其它所有輸入端都無效，同時(shí)非同步地清除寄存器，強(qiáng)制所有的輸出為低電平。 圖 31 程序整體框架流程 開始 初始化 電池充電 充電子程序 電源子程序 Yes No 結(jié)束 鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計(jì) 18 數(shù)碼管顯示子程序 開機(jī)時(shí)，初始化數(shù)碼管，通過串口將“ 0”的字形碼輸出使數(shù)碼管顯示“ O”。 顯示子程序首先初始化串口，使串口工作在方式 0，再讀取顯示緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù) (顯示緩沖區(qū)主要是用來存放即將要顯示的數(shù)據(jù) )，然后通過查表的方式找到對應(yīng)的字形碼，最后 把字形碼寫入串口寄存器 SBUF 通過串口方式 0 發(fā)送出去。 對于電路中的 74LS164 共陰極數(shù)碼管數(shù)據(jù)位和字形的對應(yīng)關(guān)系如下表。 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 19 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序 圖 32 數(shù)據(jù)采集子程序框圖 數(shù)據(jù)采集主要由單片機(jī)控制 ADC0809 完成，程序分為數(shù)據(jù) 初始化，發(fā)送啟動轉(zhuǎn)換命令，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，接收數(shù)據(jù)，處理并存入緩存，程序流程如上圖 所示 。程序流圖如下圖 所示。其輸出電壓 0 到 5V 可調(diào)， 數(shù)字顯示，并有完善的過流保護(hù)功能，從而確保電子產(chǎn)品的安全使用。 入口 采集電壓電流 恒流充電 恒壓充電 返回 充電結(jié)束 電壓 4V？ 電流 ？ Y N Y N 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 21 圖 34 電源子程序流程圖 N Y 小 大 相等 入口 電 壓電流采集 過電流 輸出電壓判斷 增大占空比 跳過 減小占空比 關(guān)斷輸出 返回 鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計(jì) 22 結(jié) 論 本太陽能充電器 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為硬件電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，硬件電路設(shè)計(jì)屬于前期的主要工作， 通過方案論證與可行性分析，最終確定由 89C51 單片機(jī)完成主電路的控制與設(shè)計(jì)，并展開外圍電路與控制硬件電路設(shè)計(jì)， 硬件電路的設(shè)計(jì)主要是電路原理圖的繪制 以及參數(shù)的確定。 軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化的程序設(shè)計(jì) 方法 ，分為主程序部分、 按鍵采集模塊 、 數(shù)碼管顯示模塊 、 AD 轉(zhuǎn)換采集模塊 以 PWM 脈寬信號產(chǎn)生 模塊等。 但在總的造價(jià) 有所 增加；（ 2） PWM 產(chǎn)生由獨(dú)立芯片完成，這樣可減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，使其有時(shí)間做其它人性化的服務(wù)，并可提高電路輸出精度。三版。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。感謝他們四年來的辛勤栽培。 希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵我繼續(xù)進(jìn)步。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 論文密級： □ 公開 □ 保密 （ ___年 __月至 __年 __月） (保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 ) 作者簽名： _______ 導(dǎo)師簽名： _______ _______年 _____月 _____日 _______年 _____月 _____日 鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計(jì) 26 獨(dú) 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 27 致 謝 時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等 方方面面都有很大的進(jìn)步。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。再次對周巍老師表示衷心的感謝。 另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。 四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。 回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。 學(xué)友情深，情同兄妹。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵，給了我很多解決問題 的思路，在此表示衷心的感激。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。