【正文】 按下 代表給手機(jī)電池充電，按下 則做普通直流電源使用，其中 5V 輸出可直接用 USB 連接線給手機(jī)充電，電池充電控制則有手機(jī)提供。串口有四種工作方式，通過(guò)編程設(shè)置，可以使其工作在任一方式以滿足不同的場(chǎng)合。方式 0 的輸出是 8 位串行數(shù)據(jù)，通過(guò)移位寄存器可將8 位串行數(shù)據(jù)變成 8 位并行數(shù)據(jù)輸出，也可以將外部的 8 位并行數(shù)據(jù)變成 8 位串行數(shù)據(jù)輸入。 本 設(shè)計(jì)采用基于串口的 LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，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。單片機(jī)通過(guò)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。 Q0Q7 第3― 6和 10― 13引腳 并行輸出端分別接 LED顯示器的 ADP各段對(duì)應(yīng)的引腳上。要顯示某字 段則相應(yīng)的移位寄存器 74HC164 的輸出線必須是低電平。 降壓斬波電路 Buck Chopper 的原理圖及工作波形如圖 39 所示。由圖 39（ b）中 V 的柵極電壓波形 UGE可知，當(dāng) V 處于通態(tài)時(shí)，電源 Ui 向負(fù) 載供電， UD Ui。負(fù)載電壓的平均值為： （ 31） 式（ 31）中 ton 為 V 處于通態(tài)的時(shí)間， toff 為 V 處于斷態(tài)的時(shí)間， T 為開(kāi)關(guān)周期，α為導(dǎo)通占空比，簡(jiǎn)稱占空比或?qū)ū? α ton/T 。 a 電路圖 b 波形圖 圖 39 降壓斬波電路的原理圖及波形 在本設(shè)計(jì)中開(kāi)關(guān)管選用 2N5366PNP型三極管和 2N5551NPN型三極管聯(lián)合使用。當(dāng) 口輸出高電平， 2N5551 導(dǎo)通，進(jìn)而 2N5366 導(dǎo)通，電壓輸出；當(dāng) 口輸出低電平， 2N5551 截至， 2N5366 截至，無(wú)電壓輸出。 如圖 310 所示。 ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。 （ 1） ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開(kāi)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 為高電平，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 圖 311 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2 引腳結(jié)構(gòu) 圖 312 引腳結(jié)構(gòu)圖 ADC0809 各引腳功能如下： D7D0： 8 位數(shù)字量輸出引腳； IN0IN7： 8 位模擬量輸入 引腳； VCC： +5V 工作電壓； GND：地； REF（ +）：參考電壓正端； REF（ ）：參考電壓負(fù)端； EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開(kāi)始轉(zhuǎn)換為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平； OE：輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 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 2 CBA 通道選擇表 C B A 選擇通道 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(dòng)信號(hào)，在 ST 端給出一個(gè)至少有 100ns 寬的正脈沖信號(hào)。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 OE 為輸出允許信號(hào)，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(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ， VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。 ADC0809具體工作過(guò)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?，指?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(hào)可用作中斷申請(qǐng)。如圖 313 所示。 471 介紹 471 是美國(guó) IM 公司生產(chǎn)的雙向精密電流傳感放大器。根據(jù)實(shí)際情況，用戶可根據(jù)自己的需要配置外接的傳感電阻與增益電阻。 471 引腳結(jié)構(gòu)： 圖 314 471 引腳結(jié)構(gòu) 471 各引腳功能說(shuō)明如下： SHDN 為關(guān)閉信號(hào)，正常操作時(shí)接地；當(dāng)它為高電平時(shí)，供電電流小于 5μ A。 GND 為地端或電源負(fù)端。RS－為內(nèi)傳感電阻的負(fù)載端。 工作原理 471 的功能框圖如圖 315 所示。 以圖 315 為例，若傳感器電流從 RS+經(jīng)精密傳感電阻流向 R，輸出端 OUT 通過(guò)輸出電阻 Rout 接地（ GND）。 特定的滿標(biāo)范圍所對(duì)應(yīng)的輸出調(diào)壓電阻 Rout 為： Rout （ RG） / 對(duì)于 471, / 500 106 但要注意，變化時(shí)，須保證 471 輸出電 壓的電壓上限不能超過(guò)VRS+。這一電容的引入不會(huì)影響到 471 的使用性能。 471 接線電路如圖 316 所 示。 圖 41 程序整體框架流程 電路啟動(dòng)初始化 初始化是為單片機(jī)的運(yùn)行設(shè)置初始的運(yùn)行環(huán)境，主要完成以下工作：清片內(nèi)，每次單片機(jī)加電時(shí)，都將引起單片機(jī)的上電復(fù)位操作。這些未知的值在單片機(jī)復(fù)位完成，正式運(yùn)行以后，會(huì)產(chǎn)生無(wú)法讓程序設(shè)計(jì)人員掌握的后果，甚至?xí)斐上到y(tǒng)的損壞。設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行所需的各個(gè)參數(shù)，設(shè)置定時(shí)器和中斷設(shè)定。 圖 42 初始化程序流程 按鍵采集程序 鍵盤(pán)子程序用于探測(cè)開(kāi)關(guān)、是否處在有效的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以決定是否啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。其中讀取端口后要做一 定的延時(shí)以排除鍵抖引起的誤動(dòng)作。 圖 43 按鍵子程序結(jié)構(gòu)流程圖 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序 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(dòng)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。 圖 44 數(shù)據(jù)采集子程序結(jié)構(gòu)流程圖 充電子程序的設(shè)計(jì) 充電過(guò)程分兩階段進(jìn)行，第一階段為恒 流充電，充電電流可設(shè)定，當(dāng)充電電壓達(dá)到 4V 時(shí)轉(zhuǎn)入第二階段，即 的恒壓充電方式，恒壓充電電流會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸降低，待充電電流降到 時(shí)，表明電池已充到額定容量的93%～ 95%，此時(shí)即可認(rèn)為基本充滿，如果繼續(xù)充下去，充電電流會(huì)慢慢降低到零，電池完全充滿。充電子程序流程圖如圖 45 所示。電源子程序流程圖如圖 46 所示。 程序在 Keil 中調(diào)試如圖 51 所示。 圖 52 程序在 Debug 中調(diào)試 通過(guò)在程序中的調(diào)試，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，證明匯編程序是可行的，然后生成“ .asm”文件，燒錄到單片機(jī)中，進(jìn)行下一步的硬件測(cè)試。 6 結(jié)論與展望 本太陽(yáng)能手機(jī)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，硬件電路的設(shè)計(jì)主要是電路原理圖的繪制在硬件電路設(shè)計(jì)上遇到一些問(wèn)題，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化的程序設(shè)計(jì)，分為主程序部分、以模塊等。 對(duì)于本設(shè)計(jì)，如果進(jìn)行進(jìn)一步的研究，我認(rèn)為應(yīng)該在以下幾個(gè)方面重點(diǎn)考慮：（ 1）考慮顯示模塊改用液晶顯示，漢字，但在總的造價(jià)增加； （ 2） 致 謝 本文是在鄧方雄老師的親 切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。在此論文撰寫(xiě)過(guò)程中，要特別感謝的指導(dǎo)與督促，同時(shí)感謝的諒解與包容。在這四年的學(xué)期中結(jié)識(shí)的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財(cái)富。 參考文獻(xiàn) [1] 裴郁 .我國(guó)可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略研究 [D].遼寧 :遼寧師范大學(xué)， 2020 [2] 徐進(jìn)，王德仁 .停電突顯能源危機(jī)困境中尋找新能源 [J].科學(xué)雜志，2020， 11 3 :3537 [3] 張冬潔，王志遠(yuǎn)，劉勝利 .太陽(yáng)能在我國(guó)的應(yīng)用及發(fā)展前景 [J].洛陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020， 22 4 :3537 [4] 張紅梅，尹云華 .太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) [J].社會(huì)科學(xué)雜志， 2020， 8:3942 [5] 蔣鴻飛，胡淑婷 .綠色能源――太陽(yáng)能充電器 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TH0,PWM1H MOV TL0,PWM1L SETB TR0 。恒流充電 LJMP RETURN DXIX: MOV A,47H CLR C CJNE A,TESTV,DADA