基于太阳能的移动电源

1、天津职业技术师范大学TianjinUniversity of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 电子科学与技术 班级学号： 0801-30 学生姓名： 姚欢 指导教师： 王利强 副教授 二一二年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于太阳能的移动电源Mobile supply based on solar energy专业班级：电科 0801学生姓名：姚欢指导教师：王利强副教授系别：电子工程学院2012年6月摘 要太阳能作为一种可再生能源逐步在各个领域得到广泛应用。随着光电转换效率的提高，体积较小的一块太阳能电池板所能提供的电压和电流完全可以满足对普通的

2、电压幅值较小的用电器进行充电，而且太阳能电池板可以工作在多种环境下，只要接受到的太阳光足够的强烈就可以满足光电转换的需求，同时太阳能电池板提供的是直流电源，相比使用交流电源充电时更加安全可靠。所以，本设计旨在利用太阳能的储能特点，结合电路的运用，制作出简易的太阳能移动电源。本设计制作的移动电源，通过太阳能电池板，将太阳能输入的光能转化为电能，再利用MC34063芯片实现DC/DC降压，将由太阳能转化成的电能经过电路变换为稳定直流电给用电器充电，并采用ADC0809芯片进行数模转换，将太阳能输入的模拟信号转化为数字信号，传递给AT89S52单片机，通过程序的控制，让充电的电压和电流显示在液晶屏上

3、，并能在电池充电完成后自动停止充电。再运用7812和7805芯片将太阳能输入的电压幅值降至5V左右，为单片机供电。关键词：太阳能移动电源；数模转换器ADC0809；AT89S52单片机；降压模块ABSTRACTSolar energy as one kind of renewable energy has been gradually widely used in various fields. With improvement of photoelectric conversion efficiency, even a small piece of solar panels can comp

4、letely provide enough voltage and current that satisfiesthe charging of appliances which use lower voltage than normal ones. Furthermore, solar panels can work in a variety of circumstances, as long as the light of the sun accepted is strong enough to meet the conditions of the photoelectric convers

5、ion. Solar panels offering dc power, meanwhile, has more safety and reliability compared with the ac power charge. So, the aims of this design is using solar energy, combined the utilization of circuit, to make a simple solar mobile power.The design of production of portable power source, through th

6、e solar panels, converts input solar energy into electricity, then use MC34063 chip to complete DC/DC voltage reduction. The electrical energy changed from solar energy is stabilized to the DC power to charge appliances through the circuit. Using ADC0809 chip analog-to- digital conversion, the input

7、 analog signal of solar energy will be transformed into digital signal, and be sent to the AT89S52 chip. The charging voltage and current will display on the LCD screen by program control and automatically stop after the battery is full. At the same time, the chip 7812 and 7805 make the voltage of s

8、olar input dropping to around 5V to supply the SCM.Key Words：solar mobile power; D/A conversion ADC0809; AT89S52SCM; step-downmodule目 录1引言11.1太阳能电池工作原理11.2设计内容及思路12设计方案及原理33硬件设计43.1单片机供电电路4电源稳压器4电路设计53.2基于AT89S52 单片机的液晶显示控制电路5AT89S52单片机512864显示屏6电路设计73.3数模转换电路8ADC0809芯片874HC74芯片12电路设计123.4DC/DC降压模块1

9、3MC34063芯片13电路设计143.5继电器控制模块164软件设计174.1系统整体程序设计174.2电路启动初始化184.3按键采集程序204.4显示屏显示子程序224.5充电子程序的设计27结论30参考文献31致谢32附录A:硬件电路图33附录B:单片机程序361 引言基于太阳能的移动电源具有节能、环保、安全、方便、寿命长、适用广等特点，十分具有价值。它的永久性、灵活性、干净清洁等优点给新能源开发带来了无限的创新空间，其采用太阳光能，无需市电，无后期运行费用，节约用电，是国家大力推广使用的绿色环保节能能源，它可任意安装，不受位置限制，安装使用简单，哪里有阳光哪里就有电，其科技含量高，技

10、术先进，故障率低，基本免维护，维修量极少，操作简单，只要轻轻一按就有电源输出。当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能电池是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转移反应产生电能的，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池、以无机盐多元化合物为材料的电池、纳米晶太阳能电池等。从长远来看，随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光电转换装置的发明，各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求，太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法，可为人类未来大规模地利用太阳

11、能开辟广阔的前景。1.1 太阳能电池工作原理太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。 太阳光照在半导体 p-n 结上,形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光-热-电转换方式，另一种是光-电直接转换方式。1.2 设计内容及思路本充电器通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，转化来的电能主要供两部分电路使用：1、通过7812和7805芯片将太阳能输入的高幅值电压降低为5V，从而为单片机供电。2、经过DC/DC变换电路处理后，由充

12、电电路为负载供电。本电路采用的是开始恒流快速充电，待电池电压上升到设定值时，自动转入恒压充电的方式，并且这样有利于保存电池容量。充电过程中采用发光二级管进行指示，系统中设计有完备的过压保护，避免因电池过度充电而损坏。由DC/DC变换电路转换而来的信号传输给ADC0809信号，进行数模转换，再将所得的数字信号传递给单片机，通过程序的控制，使液晶屏显示充电电流和电压。另外，选用了光耦合器来控制继电路，从而很好地将单片机与外界电路隔离，避免单片机控制部分受到一定的影响，而且当用电器充电达到设定的幅值后，可以利用继电器将电路断开，从而起到保护电路和用电器的作用。文中介绍设计的太阳能移动电源，与普通的移

13、动电源相比，它的特殊之处除了能源的供应来自太阳能电池板外，还充分利用了单片机的智能性，设有完备的电压电流检测保护电路，并通过显示电路显示电路状态，通过功能键可以灵活的选择电路输出，为不同的电子产品提供充电。把太阳能电池板放在一个有阳光的地方，即可以为一般电源提供一个方便的太阳能充电点。这种便捷的太阳能充电器几乎可以在任何地方补充电力，从而获得通信的自由。2 设计方案及原理如图2-1所示，由太阳能输入的电压分为两部分使用，一部分经过单片机供电电路，将电压降至5V，从而驱动单片机，使其工作，通过单片机的程序控制显示电路的显示；另一部分电压通过DC/DC降压模块将电压降低，供外界用电器充电使用，同时

14、将DC/DC降压模块的输出电压传送给ADC0809芯片，完成数模转换的功能，再将转换成的数字信号传递给单片机，通过单片机的控制，利用继电器实现光电耦合，将单片机和外围电路隔离，同时利用单片机内的程序控制显示屏，将输出电压和电流显示出来。AT89S52按键太阳能电池板单片机供电电路显示电路12864用电器ADC0809可调型DC-DC变换电路继电器控制电路图2-1设计框架图3 硬件设计3.1 单片机供电电路3.1.1 电源稳压器该部分电源稳压器件选用的是7805和7812芯片，78系列集成稳压器是常用的固定正输出电压的集成稳压器，输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等规格，

15、最大输出电流为1.5A。7805输出电压为5V，7812输出电压为12V。78系列是三端稳压集成电路，且为有正电压输出。这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子像是普通的三极管。用78系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，采用了噪声低、温度漂移小的基准电压源，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7805表示输出电压为正5V，7812表示输出电压为正12V。在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不

16、用）。当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。7805典型应用电路图：78系列集成稳压器的典型应用电路如图3-1所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。当输出电流较大时，7805应配上散热板。 图3-178系列集成稳压器的典型应用电路3.1.2 电路设计单片机对电源质量要求严格，只有波形稳定清晰的电源才能使单片机上电复位，否则无法上电复位，晶振不能起振，单片机就不工作。单片机电源使用 5V 电压，因此需要将太阳能转换来的电压经过降压和稳压后才能供单片机使用。如图2-2所示，该部分电路由7805和7

17、812芯片组成，将太阳能输入的较高幅值的3电压转换为5V左右的电压，用于给单片机供电。当太阳能输入电压正常时，左边的二极管导通，正常发光；当为单片机提供的工作电压正常时，右边的二极管导通，正常发光。单片机供电电路的主要功能是将太阳能电池板转化的直流电经过7812的初步降压，然后由7805再次稳压供给单片机使用，78系列稳压芯片性能稳定，属于集成稳压芯片的较常用系列，同时其价格低廉并能实现系统要求，所以其被选用。电路中所连接的电容为滤波的作用。图3-2单片机供电电路原理图3.2 基于AT89S52 单片机的液晶显示控制电路3.2.1 AT89S52单片机按照功能，AT89S52的引脚可分为主电源

18、、外界晶振或振荡器、多功能I/O口，以及控制、选通和复位四类。尽管均可作普通I/O口用，但P0P3口的结构和驱动能力有所不同：P1、P2、P3是内部带上拉电阻的8位准双向口，不必外接上拉电阻，每个端口可带4个TTL；P0口是开漏结构的8位准双向口，作普通I/O口时必须外接上拉电阻，每个端口可带8个TTL负载。引脚复用功能P0、P2口为普通I/O口和总线复用口，P1的部分和P3的全部端口具有第二功能。AT89S52的I/O口具有自动识别特性。即P0、P2口的总线复用和P1、P3口的第二功能，都是由单片机内部自动选择的，不需要使用者通过指令去设定。AT89S52可外接晶振或振荡器，频率范围033M

19、Hz，外接振荡器时XTAL2浮空，该电路图中，我选择接入了一个12M的晶振，以实现晶体振荡电路。3.2.2 12864显示屏表3-1 显示屏的接口说明管脚号名称LEVEL功能1VSS0V电源地2VDD+5V电源正（3.0V-5.0V）3V0对比度（亮度）调整4CSH/L模组片选端，高电平有效5SIDH/L串行数据输入端6CLKH/L串行同步时钟：上升沿时读取SID数据15PSBLL：串口方式17RESETH/L复位端，低电平有效19AVDD背光源电压+5V20KVSS背光源负载0V图3-312864工作原理方框图显示屏的接口说明如表3-1所示。12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行

20、多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块，工作原理方框图如图3-3所示。3.2.3 电路设计单片机的连接原理图如图3-4所示，本

21、模块电路主要负责在给外部用电器充电时,将用电器的电压和电流显示出来，其次可以通过按键，根据所充用电器的具体型号，设置最大幅值充电电压，当太阳能充电器充至所设置的幅值时，电路自动断开，不再为外界用电器供电。显示屏选用的是12864，其自带字库使用方便，能够节省单片机资源，与1602相比其面积大，显示的内容更加丰富。本系统的显示内容较多，并且基本运用的都是中文字符，其能够更清晰准确的完成系统的调整、校准和显示任务。图3-4单片机连接原理图单片机中，由于该电路无外扩程序存储器和数据存储器，所以31引脚EA应接高电平。按键接在电源和9口上，完成了电路的复位功能，由于复位时高电平有效，在本电路中，当刚接

22、上电源的瞬间，复位按键所接的电容两端相当于短路，即相当于给RESET引脚一个高电平，等充电结束时（这个时间很短暂），电容相当于断开，这时已经完成了复位动作。该电路中P0口用于接收由ADC0809芯片转换来的数字信号，P1.0用于控制继电器的开断，P2.02.3用于控制液晶显示屏，P2.42.7用于控制按钮，调节幅值上限，P3.03.2为地址输入端，P3.33.7用于控制ADC0809芯片。3.3 数模转换电路3.3.1 ADC0809芯片ADC0809是CMOS器件，不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系

23、统”。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。1、内部结构和外部引脚ADC0809的内部结构和外部引脚如下图所示。内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下：图3-5ADC0809内部结构框图地 址选中通道ADDCADDBADDA000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7表3-1地址信号与选中通道的关系(a)、IN0IN78路模拟输入，通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路。(b)、D7D0A/D转换后的数据

24、输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。8位排列顺序是D7为最高位，D0为最低位。(c)、ADDA、ADDB、ADDC模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。地址信号与选中通道对应关系如上表所示。(d)、VR(+)、VR(-)正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。在单极性输入时，VR(+)=5V，VR(-)=0V；双极性输入时，VR(+)、VR(-)分别接正、负极性的参考电压。(e)、ALE地址锁存允许信号，高电平有效。当此信号有效时，A、B、C三位地址信号被锁存，译码选通对应模拟通道。在使用时，该信号常和START信号连在一起，以便同时锁存通

25、道地址和启动A/D转换。(f)、STARTA/D转换启动信号，正脉冲有效。加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿开始A/D转换。如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的转换进程被中止，重新从头开始转换。(g)、EOC转换结束信号，高电平有效。该信号在A/D转换过程中为低电平，其余时间为高电平。该信号可作为被CPU查询的状态信号，也可作为对CPU的中断请求信号。在需要对某个模拟量不断采样、转换的情况下，EOC也可作为启动信号反馈接到START端，但在刚加电时需由外电路第一次启动。(h)、OE输出允许信号，高电平有效。当微处理器送出该信号时，ADC0809的输出三态门被打开，使转换

26、结果通过数据总线被读走。在中断工作方式下，该信号往往是CPU发出的中断请求响应信号。2、工作时序与使用说明ADC0809的工作时序下图所示。当通道选择地址有效时，ALE信号一出现，地址便马上被锁存，这时转换启动信号紧随ALE之后(或与ALE同时)出现。START的上升沿将逐次逼近寄存器SAR复位，在该上升沿之后的2s加8个时钟周期内(不定)，EOC信号将变低电平，以指示转换操作正在进行中，直到转换完成后EOC再变高电平。微处理器收到变为高电平的EOC信号后，便立即送出OE信号，打开三态门，读取转换结果。图3-6ADC0809工作时序模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操作独立地进行(当然，不能

27、在转换过程中进行)，然而通常是把通道选择和启动转换结合起来完成(因为ADC0809的时间特性允许这样做)。这样可以用一条写指令既选择模拟通道又启动转换。在与微机接口时，输入通道的选择可有两种方法，一种是通过地址总线选择，一种是通过数据总线选择。如用EOC信号去产生中断请求，要特别注意EOC的变低相对于启动信号有2s+8个时钟周期的延迟，要设法使它不致产生虚假的中断请求。为此，最好利用EOC上升沿产生中断请求，而不是靠高电平产生中断请求。3、工作原理电压电流的A/D采集是逐次逼近原理进行模-数转换的器件。ADC0809的采样分辨率为8位，其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信

28、号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成（如图3-7所示）。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。图3-7ADC0809内部结构图8条模拟量输入通道ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是 0-5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线：ALE

29、为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将 A、B、C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A、B 和C 为地址输入线，用于选通 IN0-IN7上的一路模拟量输入。数字量输出及控制线：ST为转换启动信号，当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行 A/D 转换；在转换期间，ST 应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行 A/D 转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE1，输出转换得到的数据；OE0，输出数据线呈高阻状态。D7D

30、0为数字量输出线。CLK为时钟输入信号线。因 ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为 500KHZ，VREF(+) ，VREF(-)为参考电压输入。本设计中用单片机的P0口接收来自0809的转换数据，P3.0、P3.1、P3.2依次接在 0809 的 A、B、C 地址线，P3.3和P3.4通过或非门接在0809的 OE 端，P3.4和P3.5通过或非门接 START和ALE端，P3.6通过或门接 EOC端，时钟信号由单片机的ALE端经74HC74触发器二分频后提供，单片机采用12MHz晶振，ALE端经二分频后为500KHz。ADC0809具体工作过程为：首

31、先 P3.0、P3.1、P3.3输入3位地址，并使 P3.4和P3.5低电平输出，将地址存入地址锁存器中，同时令START发出进行A/D转换的信号，此时地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器进行数模转换。之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请，而触发单片机动作准备接收数据，这时使P3.3变为低电平输出低电平，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上，单片机读取 P0口然后做下一步处理操作。3.3.2 74HC74芯片74HC74是一款高速CMOS器件，它是双路D 型上升沿触发器，带

32、独立的数据（D）输入、时钟（CP）输入、设置（SD）和复位（RD）输入、以及互补的Q和Q非输出。设置和复位为异步低电平有效，且不依赖于时钟输入。74HC74数据输入口的信息在时钟脉冲的上升沿传输到Q口。为了获得预想中的结果，D输入必须在时钟脉冲上升沿来临之前，保持稳定一段就绪时间。74HC74的工作电压范围为：2.06.0 V，其具有阻抗对称输出、高抗扰、低功耗、ESD保护等特性。3.3.3 电路设计AT89S52单片机没有内置的 A/D转换模块，因此采集的电压需要经A/D 转换才可接入单片机。如图3-8所示，模数转换的功能就是将太阳能光伏电池板产生的电压转化为数字信号方便单片机读取数据并对外

33、围电路进行控制，此模块电路只要有ADC0809，74HC02、74HC74组成，其中74HC02是由各或非门集成的芯片，此模块性能稳定。本系统主要利用AD采集电压和电流信号，时钟口连接，方便程序的编写，74HC74主要的作用是将单片机30引脚的ALE频率进行多次分频，最后转化为可供ADC0809使用的500KHz信号。ADC0809的最大测量电压是5V，本电路在测量高电压时采用电阻分压方式，间接测量高电压。图3-8数模转换原理图3.4 DC/DC降压模块3.4.1 MC34063芯片MC34063是一种开关型高效DC/DC变换集成电路。它的内部含有具有温度补偿的基准电压源、比较器、具有限电流电

34、路的占空比可控的振荡器、驱动器和大电流输出开关管。另外，它的内部还设有大电流的电源开关，34063能够控制的开关电流达到1.5A，参考电压源是温度补偿的带隙基准源，振荡器的振荡频率有3引脚的外接定时电容决定；开关晶体管由比较器反向输入端与振荡器相连的逻辑控制线路置成ON，并由与振荡器输出同步的下一个脉冲设置成OFF。1、内部结构MC34063的内结构图如图3-9所示：1引脚：开关管T1集电极引出端；2引脚：开关管T1发射极引出端；3引脚：定时电容Ct的接线端，调节电容Ct的电容值可以使工作频率在100Hz-100KHz之间变化；4引脚：GND：5引脚：电压比较器反相输入端同时也是电压输出取样端

35、，使外接电阻精度不低于1%的精度电阻；6引脚：Vcc；7引脚：负载峰值电流取样端，6、7引脚之间的电压超过300mV时芯片启动内部过流保护电路，起到过流保护的作用；8引脚：驱动管T2的集电极引出端。图3-9MC34063内部结构图2、工作原理振荡器通过恒流源对外接在CT管脚（3引脚）上的定时电容不断地充电和放电以产生震荡波形。充电和放电都是恒定的，震荡频率仅取决于外界定时电容的容量。与门的C输入端在震荡器对外充电时为高电平，D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。当C和D输入端都变成高电平时触发器被置为高电平输出开关管导通；反之当振荡器在放电期间，C输入端为低电平，触发器被复位，使得

36、输出开关管出于关闭状态。电流限制通过检测连接在Vcc和5引脚之间电阻上的压降来完成功能。当检测到电阻上的压降接近超过300mV时，电流限制电路开始工作，这时通过CT管脚（3引脚）对定时电容进行快速充电以减少充电时间和输出卡关管的导通时间，结果是使得输出开关的关闭时间延长。3.4.2 电路设计如图3-10所示，系统需要将光伏电池转化后的直流电压转化为可给蓄电池充电的直流电压，MC34063是点盘双极型线性集成电路，专用于直流-直流变换器控制部分，片内悍勇温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输出1.5A的开关电流，他能使用较少的外接元件构成开关式升压变换器，降压

37、式变换器和电源反向器。比较器的反相输入端(引脚5)通过外接分压电阻R1、R2监视输出电压 。其中，输出电压U0=1.25(1+ R2/R1)由公式可知输出电压。仅与R1、R2数值有关，因1.25V为基准电压，恒定不变。故通过调节滑动变阻器R2，可改变输出电压U0的大小。引脚5电压与内部基准电压1.25V同时送入内部比较器进行电压比较。当引脚5的电压值低于内部基准电压(1.25V)时，比较器输出为跳变电压，开启芯片内部的R-S触发器的S引脚控制门，R-S触发器在内部振荡器的驱动下，触发器的输出端Q为“1”状态(高电平)，驱动管内部开关三极管T1和T2导通，使输入电压Ui向输出滤波器电容C2充电以

38、提高U0，达到自动控制U0稳定的作用。当引脚5的电压值高于内部基准电压(1.25V)时，R-S触发器的S引脚控制门被封锁，输出端Q为“0”状态(低电平)，内部开关三极管T1和T2截止。振荡器的IPK 输入(引脚7)用于监视开关管三极管T1（引脚1）的峰值电流，以控制振荡器的脉冲输出到R-S触发器的Q端。引脚3外接振荡器所需要的定时电容C3电容值的大小决定振荡器频率的高低，亦决定开关管T1的通断时间。图3-10DC/DC降压模块原理图3.5 继电器控制模块如图3-11所示，继电器控制模块主要由继电器，光电耦合器，三极管等组成，此电路的主要功能是控制充电电路的通断，即当电池充满时自动切断电源，防止

39、蓄电池的过充，从而保护并延长了电池的使用寿命，此模块由单片机的p1.0进行控制，当p1.0口的电压拉低时，电压通过限流电阻给光电耦合器通电，光电耦合器的光电转换使3和4引脚导通，电源通过限流电阻使三极管导通，继电器得电接通。当输入信号为低电平时，光耦内部的发光二极管的电流近似为零，输出端两管脚间的电阻很大，相当于开关“断开”；当输入信号为高电平时，光耦内部的发光二极管发光，输出端两管脚间的电阻变小，相当于开关“接通”。图3-11继电器模块原理图4 软件设计4.1 系统整体程序设计如图4-1所示，本设计整体工作主要由单片机程序控制实现，其工作过程为：电路启动初始化，并对继电器开始初始值设置，这一

40、步是在按下幅值键后，通过“加”和“减”按钮调节实现的，待继电器初始值设置完毕后，电路开始对外界用电器进行充电工作，直至用电器电压达到继电器初始值设置电压时，电路停止工作。ADC0809初始化幅值键是否按下？12864初始化继电器初始设置主循环扫描YN增加键是否按下？减小键是否按下？上限值加0.1V上限值减0.1VYYN确认键是否按下?上限值调整完毕YN按键扫描及显示按键扫描及显示切断充电电源YN采集是否超上限？开始图4-1 程序设计框图4.2 电路启动初始化如图4-2所示，初始化是为单片机的运行设置初始的运行环境，主要完成以下工作：清片内，每次单片机加电时，都将引起单片机的上电复位操作。复位操

41、作完成以后，单片机的寄存器会被置以不同的值，这些值中有相当一部分是未知的值。这些未知的值在单片机复位完成，正式运行以后，会产生无法让程序设计人员掌握的后果，甚至会造成系统的损坏。因此，在单片机运行后，首先清0使之置初始参数设定，便于程序设计人员掌握，以利系统的工作。设置系统运行所需的各个参数，设置定时器和中断设定。ADC0809初始化液晶初始化单片机I/O口初始化开始图4-2电路启动初始化流程图电路启动初始化程序：void delay(int t) /微秒级的延时 while(t-); void fasong(uchar byte) /发送一个字节uchar i;for(i=0;i<8;

42、i+)SID=byte&0x80;/取最高位CLK=1;CLK=0; /允许传送byte=byte<<1; /右移一位 void write(bit start,uchar temp) /写数据，写指令uchar start_data,Hdata,Ldata;if(start=0) /11111ABC中的B=0start_data=0xf8; /写指令elsestart_data=0xfa; /写数据delay(1); /延时程序时序需要Hdata=temp&0xf0; /取高四位Ldata=(temp<<4)&0xf0; /取低四位fasong

43、(start_data); /发送指令delay(1);fasong(Hdata); /发送高四位delay(1);fasong(Ldata); /发送低四位delay(1);void onit()/液晶的初始化sbit PSB=P20;PSB=0;delay(1);write(0,0x30); /选取基本指令集write(0,0x0c); /开显示，关光标，关闪烁write(0,0x01); /清屏write(0,0x06); void Init()P1=0xff;void delay2(int z)int i,j;for(i=0;i<z;i+)for(j=0;j<125;j+)

44、;voidmain() sbit jdq=P10;double bijiaozhi; /幅值上限的设定值bijiaozhi=12000;/比较值设置12vInit();/液晶初始化onit();/P1口初始化 jdq=0; /继电器开启delay2(5);4.3 按键采集程序按键初始化幅值按键是否按下Y延时10ms后继续判断液晶清屏写入幅值字符串并显示上限初值确认键是否按下YY幅值加1减键是否按下幅值减1YY加键是否按下Y幅值上限设定完毕并显示屏幕主界面NN等待确认键按下NN图4-3按键采集程序如图4-3所示，键盘子程序用于设置继电器的初始值，以保证在为外界用电器充满电后，电路能及时断开，起到

45、保护电路和用电器的电路。探测输出电压是否处在有效的工作状态，以决定是否启动系统运转，并将其值判断处理后存于相关缓存中。其中读取端口后要做一定的延时以排除按键抖动引起的误动作。按键采集程序：void delay2(int z)int i,j;for(i=0;i<z;i+)for(j=0;j<125;j+);void main() sbit jian=P25;sbit queren=P26;double bijiaozhi;sbit jia=P24;sbit fuzhi=P27;if(fuzhi=0)/按键消抖 delay2(10);if(fuzhi=0)write(0,0x01);

46、/清屏 delay2(10);while(!fuzhi);while(1) if(jia=0) delay2(10); if(jia=0) bijiaozhi=bijiaozhi+100;while(!jia); if(jian=0) delay2(10); if(jian=0) bijiaozhi=bijiaozhi-100;while(!jian); if(bijiaozhi>=17100) bijiaozhi=3000; if(bijiaozhi<=2900) bijiaozhi=17000; if(queren=0) delay2(10);/延时10ms if(queren

47、=0) break; while(!queren); 4.4 显示屏显示子程序如图4-4所示，开机时，按下复位键，通过程序。令显示屏上显示初始电压、电流及设计者姓名。用液晶显示ADC0809采集值大体分三步走:第一步：搞清楚液晶12864（带字库，方便使用），大致有如下几个函数：写数据，写指令，忙检测，初始化，指定地址显示字符串等等。第二步：搞清楚ADC0809怎样用，怎样写入与显示出AD采集数据。第三步：把上面两步程序合在一起进行调试，当然要注意各端口的定义与连接。要特别注意各变量的类型，类型错的话会出现乱码。然后时序一定要控制好，一定要严格按照芯片资料的时序编写，各语句之间有时需要加延时进

48、行分隔（假如出现程序运行异常但是逻辑语句没有错误时可以考虑加稍许的延时）显示屏初始化写入第一行地址指令写入第一行数据写入第二行地址指令写入第二行数据写入第四行地址指令写入第三行数据写入第三行地址指令写入第一行数据图4-4显示屏显示子程序用带中文字库的12864显示模块时应注意以下几点：第一，欲在某一个位置显示中文字符时，应先设定显示字符位置，即先设定显示地址，再写入中文字符编码。第二，显示ASCII字符过程与显示中文字符过程相同。不过在显示连续字符时，只须设定一次显示地址，由模块自动对地址加1指向下一个字符位置，否则，显示的字符中将会有一个空ASCII字符位置。第三，当字符编码为2字节时，应先

49、写入高位字节，再写入低位字节。第四，模块在接收指令前，向处理器必须先确认模块内部处于非忙状态，即读取BF标志时BF需为“0”，方可接受新的指令。如果在送出一个指令前不检查BF标志，则在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即等待前一个指令确定执行完成。指令执行的时间请参考指令表中的指令执行时间说明。第五，“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位。当变更“RE”后，以后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位，否则使用相同指令集时，无需每次均重设“RE”位读取12864的数据的时候，一定要注意，E信号要在一个下降延之后持续拉高，然后才能正常读取数据。显示屏显示子程序：vo

50、id delay(int t) /微秒极的延时 while(t-); void fasong(uchar byte) /发送一个字节uchar i;for(i=0;i<8;i+)SID=byte&0x80; /取最高位CLK=1;CLK=0; /允许传送byte=byte<<1; /右移一位 void write(bit start,uchar temp) /写数据，写指令uchar start_data,Hdata,Ldata;if(start=0) /11111ABC中的B=0start_data=0xf8; /写指令elsestart_data=0xfa; /写

51、数据delay(1); /延时程序时序需要Hdata=temp&0xf0; /取高四位Ldata=(temp<<4)&0xf0; /取低四位fasong(start_data); /发送指令delay(1);fasong(Hdata); /发送高四位delay(1);fasong(Ldata); /发送低四位delay(1);void LCM_WriteString(uchar *str)while(*str != '0') write(1,*str+);*str = 0;void ADC0809()sbit RD1=P33;sbit ADD=P34

52、;sbit WR1=P35;sbit INT=P36;double getdata;ADD=0;WR1=1;delay(5);/程序WR1=0;delay(5);WR1=1;while(INT=1);RD1=0;getdata=P0;RD1=1;ADD=1;void delay2(int z)int i,j;for(i=0;i<z;i+)for(j=0;j<125;j+;void display1(double date) uint jishu5=0,0,0,0,0;date=(date*5000/64);jishu0=(int)date%10+0x30;jishu1=(int)d

53、ate%100/10+0x30;jishu2=(int)date%1000/100+0x30;jishu3=(int)date%10000/1000+0x30;jishu4=(int)date/10000+0x30;write(0,0x8a);LCM_WriteString(":");write(1,jishu4);write(1,jishu3);LCM_WriteString(".");write(1,jishu2);write(1,jishu1);write(1,jishu0);LCM_WriteString("V");void Xianzhuping() double getdata;double dianyazhi;write(0,0x80);/第一行的显示LCM_WriteString("<<太阳能充电器>