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名稱 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)
隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，尋求潔凈能源的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題也日益顯現(xiàn)出來(lái)。具有清潔可再生的太陽(yáng)能已經(jīng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。本文提出了一個(gè)基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)，它不但能環(huán)保節(jié)能，還可以在沒(méi)有電源充電時(shí)對(duì)手機(jī)進(jìn)行應(yīng)急充電。 喜歡外出或游玩的人通常會(huì)有手機(jī)沒(méi)電的經(jīng)歷，提供充電的地方也不會(huì)到處都有，因此會(huì)出現(xiàn)手機(jī)因沒(méi)有電無(wú)法正常使用的情況。本次設(shè)計(jì)介紹一種通過(guò)單片機(jī)控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電器，它能將太陽(yáng)能通過(guò)電路變換成穩(wěn)定的直流電從而給手機(jī)充電，還可以在電池充好電以后有自動(dòng)停止充電的功能，并且能當(dāng)作一般的直流電源，讓我們減弱對(duì)市電的依靠，從而得到通信的自由。與傳統(tǒng)的充電器對(duì)比，太陽(yáng)能充電器的優(yōu)勢(shì)日益發(fā)揮出來(lái)。
目錄摘 要 Abstract 目錄 1 緒論 1.1 本課題研究背景及現(xiàn)狀 1.2 課題設(shè)計(jì)思想 1.3 文檔結(jié)構(gòu) 2 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)方案一 2.2 設(shè)計(jì)方案二 2.3基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)方案 3 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3.1太陽(yáng)能電池板的選用 3.2 LM7805穩(wěn)壓電路 3.3 充電主電路的設(shè)計(jì) 3.4 信號(hào)采集處理電路 3.6 單片機(jī)AT89C51介紹 3.7 單片機(jī)電路 3.7.1單片機(jī)復(fù)位電路 3.7.2 單片機(jī)時(shí)鐘電路 3.7.3 單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換電路 3.7.4按鍵電路 3.7.5數(shù)碼管顯示電路 3.8鋰電池充電原理 4 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 4.1 設(shè)計(jì)思想 4.2 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)的整體程序設(shè)計(jì) 4.3 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)的子程序的設(shè)計(jì) 4.3.1電路啟動(dòng)初始化 4.3.2按鍵采集程序 4.3.3數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序 4.3.4數(shù)碼管顯示子程序 4.3.5 充電子程序的設(shè)計(jì) 4.3.6電源子程序的設(shè)計(jì) 5 仿真與調(diào)試 5.1 充電電路仿真 5.2 電流采樣處理電路仿真 5.3系統(tǒng)做直流電源使用時(shí)電路仿真圖 5.4 系統(tǒng)做充電器使用時(shí)仿真結(jié)果 總結(jié)與展望 參考文獻(xiàn) 附錄A 整體電路圖 附錄B 整體程序 致謝
1 緒論
1.1 本課題研究背景及現(xiàn)狀當(dāng)代社會(huì)隨著一些不可再生資源如煤炭，石油等日益減少，使得各國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)越來(lái)越受能源問(wèn)題的約制，因此許多國(guó)家開始逐漸的實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開發(fā)潔凈的能源如太陽(yáng)能，用以成為本國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。 首先讓我們想到的是太陽(yáng)能電池，因?yàn)樗粫?huì)消耗水，燃料等物質(zhì)，并且不會(huì)釋放任何對(duì)環(huán)境有污染的氣體，是直接通過(guò)太陽(yáng)光與材料的相互作用釋放出電能，這種無(wú)污染資源對(duì)環(huán)境的保護(hù)有著相當(dāng)重要的意義[1]。由于無(wú)公害的作用，目前世界太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)出具規(guī)模，1995年到2004年的十年內(nèi)平均年增長(zhǎng)率達(dá)到30%以上。隨著新型太陽(yáng)能電池的涌現(xiàn)，以及傳統(tǒng)硅電池的不斷革新，新的概念已經(jīng)開始在太陽(yáng)能電池技術(shù)中顯現(xiàn)，從某種意義上講，預(yù)示著太陽(yáng)能電池技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[2]。世界各國(guó)對(duì)光伏發(fā)電也越來(lái)越重視，目前全世界已超過(guò)一百個(gè)國(guó)家使用光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中以歐洲為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家為主，占總市場(chǎng)的80.1%,早在09年的時(shí)候，世界各國(guó)總的光伏新加裝機(jī)容量接近800萬(wàn)千瓦，截至當(dāng)年低，世界光伏裝機(jī)容量總共接近2700萬(wàn)千瓦[3]。隨著并網(wǎng)光伏發(fā)電市場(chǎng)的迅速發(fā)展，讓它受到了世界各地的關(guān)注。 目前，太陽(yáng)能電池的應(yīng)用已經(jīng)逐漸廣泛得到推廣，眾所周知，沙漠地區(qū)由于氣溫特別高，因此最具有大規(guī)模開發(fā)太陽(yáng)能的潛力，這使得沙漠等偏遠(yuǎn)地區(qū)對(duì)其的使用更加方便，并且能減低甚至節(jié)省昂貴的輸電線路，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，隨著改善太陽(yáng)能電池制造技術(shù)和新的光 - 電轉(zhuǎn)換裝置發(fā)明，國(guó)家環(huán)保和清潔能源，光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電的巨大需求恢復(fù)將繼續(xù)利用太陽(yáng)輻射能比較實(shí)用方法，這可以為人類以后能使用太陽(yáng)能提供了廣闊的開辟前景[4]。 當(dāng)代社會(huì)太陽(yáng)能手機(jī)充電器得到了一定的使用，它具有運(yùn)用方便，環(huán)保，節(jié)能，格外使用于應(yīng)急場(chǎng)合，高效率充電，性價(jià)比較高，讓大家無(wú)論身處何處，都不會(huì)受到手機(jī)沒(méi)電的困擾[5]。借此太陽(yáng)能手機(jī)充電器的眾多優(yōu)點(diǎn)，因此提出本課題。 1.2 課題設(shè)計(jì)思想基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)是本次探導(dǎo)的課題。首先，由于太陽(yáng)能電池板的電壓會(huì)隨太陽(yáng)光的強(qiáng)度波動(dòng)，強(qiáng)烈的太陽(yáng)光的太陽(yáng)能電池板的電壓是高的數(shù)，當(dāng)太陽(yáng)光弱的強(qiáng)度，所述太陽(yáng)能電池板的輸出電壓低時(shí)，從太陽(yáng)能電池板的輸出到穩(wěn)定的電壓[6]。本設(shè)計(jì)采用了穩(wěn)壓器LM7805 ， LM7805輸出端口可以輸出穩(wěn)定的5V電壓，因?yàn)殡娏梢杂糜趩涡酒推渌酒�，其次，作為下一個(gè)電源電壓轉(zhuǎn)換電路。第二，考慮到電池的充電過(guò)程的電壓要求各不相同，不能簡(jiǎn)單穩(wěn)定的直流輸出，因此提出了利用DC / DC轉(zhuǎn)換器電路的，通過(guò)控制關(guān)斷時(shí)間的占空比，以調(diào)節(jié)輸出電壓。 SCM是控制中心，在控制信號(hào)產(chǎn)生電路是由充電過(guò)程的一個(gè)外部狀態(tài)產(chǎn)生的，外部充電電壓的比較信號(hào)和充電電流與理想充電過(guò)程中，占空比調(diào)節(jié)。單個(gè)微控制器設(shè)計(jì)用于該目的，所述電壓檢測(cè)電路和一個(gè)電流檢測(cè)電路，并且為了方便用戶知道系統(tǒng)的狀態(tài)，設(shè)計(jì)設(shè)置在顯示模塊和指標(biāo)。 1.3 文檔結(jié)構(gòu) 本文檔第一部分介紹了當(dāng)前的形勢(shì)和太陽(yáng)能電池和太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，本研究的背景，并提出了設(shè)計(jì)思路的發(fā)展前景；第二部分論述整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案；第三部分介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)；第四部分進(jìn)行了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；第五部分進(jìn)行了系統(tǒng)仿真分析；第六部分分析了該設(shè)計(jì)的成果和前景。
基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)方案一方案一方框圖如圖2.1所示
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圖2.1方案一方框圖 該程序使用的DC / DC轉(zhuǎn)換電路，將太陽(yáng)能電池板輸出的電壓變換為需要的電壓值給手機(jī)電池充電，同時(shí)單片機(jī)可以控制電路變換，還可采用按鍵設(shè)定某些值，有顯示部分，可以設(shè)定為顯示電路狀態(tài)�？梢詮脑搱D中的框圖中可以看出，該程序能夠控制DC / DC變換器電路，顯示模塊，但該程序是沒(méi)有實(shí)時(shí)檢測(cè)的外部電路，而不是用DC / DC實(shí)時(shí)控制根據(jù)外部電路的條件轉(zhuǎn)換電路。 2.2 設(shè)計(jì)方案二借于方案一存在的缺點(diǎn)，所以在此提出第二種方案，方案二方框圖如下圖2.2。
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圖2.2 方案二方框圖 如從圖2可以看出，以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)用于檢測(cè)電路的狀態(tài)的方案的缺點(diǎn)，并通過(guò)模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)到微控制器。 PWM控制芯片微控制器可以產(chǎn)生施加PWM波轉(zhuǎn)換電路的控制主要模塊和顯示模塊，但此次方案是將生成PWM部分用芯片替換，這使得電路復(fù)雜硬件部分的設(shè)計(jì)，它是更好地使用軟件允許硬件電路簡(jiǎn)單，而且還能充分利用單片機(jī)的功能。 2.3基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)方案綜合以上兩種方案提出本次設(shè)計(jì)的整體設(shè)計(jì)框圖如下圖2.3所示。
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圖2.3 整體設(shè)計(jì)框圖 相對(duì)于前兩種方案，此整體方案顯示的優(yōu)點(diǎn)，不僅能對(duì)充電電路進(jìn)行檢測(cè)，單片機(jī)還可以根據(jù)充電電路的關(guān)鍵電路的信號(hào)處理后的分析來(lái)檢測(cè)的情況進(jìn)行控制可以選擇系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)功能。顯示電路可以顯示用于實(shí)現(xiàn)本方案的電路中，PWM控制信號(hào)的工作狀態(tài)，從而使硬件電路非常簡(jiǎn)單，節(jié)省資源，提高系統(tǒng)的性能。
3 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1太陽(yáng)能電池板的選用太陽(yáng)能電池板是通過(guò)吸收太陽(yáng)光，將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，大部分太陽(yáng)能電池板的主要材料為“硅”，但因制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。硅太陽(yáng)能電池分為晶體硅電池板,非晶硅電池板等幾種。單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高通�？梢赃_(dá)到24%，它是所有種類的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被普遍地使用,因?yàn)閱尉Ч柰ǔ?huì)用鋼化玻璃和防水樹脂包裝起來(lái)，所以會(huì)十分耐用，通常能用十幾年，最長(zhǎng)可以用25年。多晶硅太陽(yáng)電池的制作過(guò)程與單晶的差不多，可相對(duì)而言起光電轉(zhuǎn)換效率要比單晶降低很多，其效率大概在12%左右 (其中世界上最高的多晶硅轉(zhuǎn)換效率為14.8%)[7]。但如果我們從制作費(fèi)用上來(lái)講，多晶硅的由于制造簡(jiǎn)單，節(jié)能節(jié)電，因此其生產(chǎn)費(fèi)用就會(huì)降低不少，從而得到了一定的發(fā)展。另外，其使用年限沒(méi)有單晶硅太陽(yáng)能電池那么長(zhǎng)。如果從性價(jià)比來(lái)說(shuō)，自然是單晶硅太陽(yáng)能電池還略好。接下來(lái)我們說(shuō)下非晶硅太陽(yáng)電池，它是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，其制造過(guò)程得到了很多簡(jiǎn)化，對(duì)硅材料的使用很少，電耗也更低，它突出的優(yōu)點(diǎn)是在很多情況下都能發(fā)電包括弱光時(shí)候。但它也有一定的問(wèn)題，就是光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)而言偏低，就算國(guó)際上的先進(jìn)水平也只大約在10%，不夠穩(wěn)定，時(shí)間越久，其轉(zhuǎn)換效率會(huì)衰減。 根據(jù)所需要的不同數(shù)目的太陽(yáng)能電池，其轉(zhuǎn)換效率是通過(guò)光，溫度和結(jié)晶型太陽(yáng)能電池的制造工藝和其他因素的影響，2010年中國(guó)平均效率接近為18%，一般的太陽(yáng)能電池電壓有很多種，其主要用于太陽(yáng)能發(fā)電。 太陽(yáng)能電池板的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是其工作的基礎(chǔ)，是充電器的第一部分，其功能是將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)為電能，如今更多種類型的便攜式數(shù)字設(shè)備，電壓和電流范圍所需的輸入功率較大的器件，面積較大，必須使用太陽(yáng)能電池板，這給了攜帶不便。因此，模塊化設(shè)計(jì)的組合，可根據(jù)不同的負(fù)載充電需求，太陽(yáng)能電池板組合起來(lái)以實(shí)現(xiàn)一組光伏電池在某個(gè)期望的輸出功率和輸出電壓。本文通過(guò)一些常用的小功率設(shè)備例如手機(jī)，來(lái)講解太陽(yáng)能充電器設(shè)計(jì)的過(guò)程。 3.2 LM7805穩(wěn)壓電路由于太陽(yáng)能電池板的電壓會(huì)隨太陽(yáng)光的強(qiáng)度波動(dòng)，強(qiáng)烈的太陽(yáng)光會(huì)使太陽(yáng)能電池板的電壓變高，當(dāng)太陽(yáng)光強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí)，自然會(huì)使電池板輸出電壓變低。為了獲得到穩(wěn)定的輸出，本設(shè)計(jì)應(yīng)用穩(wěn)壓管LM7805，其輸出口能輸出穩(wěn)定的所需要電壓（5V），以便能保持穩(wěn)定的輸出電壓。典型LM7805的應(yīng)用電路圖如圖3.1所示。
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圖3.1 LM7805穩(wěn)壓電路圖 圖中C4、C7的是用于清除因長(zhǎng)期連接時(shí)由于電感效應(yīng)產(chǎn)生的自激振蕩，降低了紋波電壓，在其輸出端接上電容C6、C5的作用是清除電路高頻產(chǎn)生的噪聲，以便提高所用負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)電容的耐壓性都會(huì)比電源輸入、輸出電壓要強(qiáng)。此外，在穩(wěn)壓器輸入、輸出端之間加上二極管，可以避免對(duì)穩(wěn)壓器的破壞，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)LM7805的保護(hù)。 LM7805輸入電壓在7V至37V之間，其最大工作電流可達(dá)1.5A，且擁有電路精簡(jiǎn)，電流輸出高，運(yùn)行工作穩(wěn)定，即使電壓不穩(wěn)定，也能使太陽(yáng)能電池?fù)碛胁蛔兊妮敵鲭妷海?V），最后能讓單片機(jī)控制的電路正常穩(wěn)定的運(yùn)行，并且性價(jià)比高，不需要消耗多余的材料。 3.3 充電主電路的設(shè)計(jì)充電主電路圖如圖3.2所示。
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圖3.2電池充電電路圖 DC/DC變換是將直流電能（DC）轉(zhuǎn)換成另一種固定電壓或電壓可調(diào)的直流電能，又可稱成直流斬波[8]。若其輸出電壓較輸入之電源電壓低，則稱為降壓式(Buck )直流斬波器即頻率調(diào)制（1）Buck電路，若其輸出電壓較輸入之電源電壓高，則稱為升壓式(Boost)直流斬波器。主電路核心由圖可以看出，主要由三部分組成即電感L1,三極管區(qū)和續(xù)流二極管D1，其也就形成了一個(gè)完整的BUCK降壓DC/DC轉(zhuǎn)換電路；上圖Q2是具有將PWM信號(hào)打開變大，從而到達(dá)驅(qū)動(dòng)Q1開關(guān)管的功能。 3.4 信號(hào)采集處理電路為了使鋰電池能完成安全充電，本設(shè)計(jì)的電流取樣處理電路圖如下圖3.3所示
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圖3.3電流取樣處理電路圖
電池電壓與單片機(jī)A/D接口相連，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換和微控制器即單片機(jī)，以獲得測(cè)量的電壓值得到計(jì)算處理。此次充電電流通過(guò)0.1Ω的取樣電阻，產(chǎn)生的電壓再使用LM358，將電流取樣電壓放大相應(yīng)的倍數(shù)后輸?shù)絾纹瑱C(jī)A/D接口進(jìn)行采集。電壓檢測(cè)輸出電壓直接進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換之后被發(fā)送到A/D輸入接口的單片機(jī)進(jìn)行處理。 3.5 單片機(jī)選型 單片機(jī)型號(hào)眾多，但大家熟悉了解的就那么幾種類型。我們?cè)趯W(xué)校接觸到的也就是C51系列，C51是51單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)稱，由于接觸到的單片機(jī)以型號(hào)為AT開頭的為多，所以選用了型號(hào)是AT89C51為此次設(shè)計(jì)的單片機(jī)。 3.6 單片機(jī)AT89C51介紹AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)[9]。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51單片機(jī)引腳圖如下圖3.4所示。
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圖3.4 單片機(jī)引腳圖 以下為其引腳功能及作用 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須接上拉電阻。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為低八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（計(jì)時(shí)器0外部輸入） P3.5 T1（計(jì)時(shí)器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 3.7 單片機(jī)電路
3.7.1單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路圖如圖3.5所示。
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圖3.5復(fù)位電路圖 當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，由于上圖使用的是按鍵復(fù)位，當(dāng)電源給電容充電的過(guò)程中，會(huì)使電容存儲(chǔ)的電能增加，致使單片機(jī)復(fù)位端電平減低，這時(shí)候得人為的按下鍵，才能使電平變高，單片機(jī)收集到信號(hào)后就會(huì)自動(dòng)復(fù)位。 3.7.2 單片機(jī)時(shí)鐘電路單片機(jī)可作為驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘定時(shí)邏輯電路，在其工作過(guò)程中可以看出，所有的工作都是在時(shí)鐘信號(hào)的控制下進(jìn)行的，當(dāng)執(zhí)行一個(gè)指令事，CPU控制器必須發(fā)出一系列特定的控制信號(hào)。單片機(jī)時(shí)鐘電路圖如圖3.6所示
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圖3.6單片機(jī)時(shí)鐘電路圖 3.7.3 單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0809是8位的采樣分辨率，以模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的逐次逼近原理。ADC0809由一個(gè)8通道模擬開關(guān)，地址鎖存器,解碼器， A/D轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部有一個(gè)8通道多路復(fù)用器，它能根據(jù)信號(hào)的地址鎖存譯碼后，門控8模擬輸入信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換。數(shù)字鎖存器的A/D轉(zhuǎn)換完成三態(tài)輸出鎖存器，當(dāng)OE端為高電平，可以從三態(tài)輸出鎖存器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)要發(fā)送數(shù)據(jù)后，應(yīng)該傳給單片機(jī)進(jìn)行處理。關(guān)鍵的問(wèn)題是如何確定數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換完成轉(zhuǎn)移，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，可以發(fā)送。A/D轉(zhuǎn)換電路圖如圖3.7所示
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圖3.7 A/D電路圖 ADC0809的引腳功能及作用 IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。 2-1～2-8：8位數(shù)字量輸出端。 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入端，高電平有效。 START： A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）。 EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出端，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入端，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHz。 REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 Vcc：電源（+5V）。 GND：接地。 3.7.4按鍵電路按照鍵盤與單片機(jī)的連接方式分為獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤[11]。獨(dú)立式鍵盤相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵占用一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)對(duì)其他按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生不好作用。這種按鍵軟件程序簡(jiǎn)單，但占用I/O口線較多（一根口線只能接一個(gè)鍵），適用于鍵盤應(yīng)用數(shù)量較少的系統(tǒng)中。矩陣式鍵盤又稱行列式鍵盤，與獨(dú)立式鍵盤對(duì)比，單片機(jī)口線資源利用率提高了一倍。 按鍵接線圖如圖3.8所示。
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圖3.8按鍵電路圖
鍵盤抖動(dòng)的時(shí)間一般為5～10ms，抖動(dòng)現(xiàn)象會(huì)引起CPU對(duì)一次鍵操作進(jìn)行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯(cuò)誤，因而必須設(shè)法消除抖動(dòng)的不良后果。通過(guò)去抖動(dòng)處理，可以得到按鍵閉合與斷開的穩(wěn)定狀態(tài)。為了準(zhǔn)確判斷閉合鍵的位置，要對(duì)每個(gè)按鍵進(jìn)行編碼。根據(jù)矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)，采用行掃描的鍵位識(shí)別方法。使某條列線為低電平，如果這條列線上沒(méi)有閉合鍵，則各行線的狀態(tài)都為高電平；如果列線上有鍵閉合，則相應(yīng)的那條行線即變?yōu)榈碗娖�。于是就可以根�?jù)行線號(hào)與列線號(hào)計(jì)算出閉合鍵的鍵碼。掃描時(shí)由第一列開始，即由PA口先輸出0FEH，然后由PC口輸入行線狀態(tài)，判斷哪一行有鍵閉合，若無(wú)鍵閉合，再輸出0FDH檢測(cè)下一列各行鍵閉合狀態(tài)，由此一直掃描下去。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中，按鍵的數(shù)量設(shè)置為3，它們中的一個(gè)作為一個(gè)復(fù)位按鈕;另一個(gè)作為電壓按鍵，這樣的設(shè)計(jì)提供3V，3.5V，4.0V，4.5V為周期的四個(gè)電壓值，可以“電壓選擇”鍵選擇一個(gè)電壓輸出;另一個(gè)開始充電，裝上一個(gè)電池為電池充電，當(dāng)按下“開始充電”按鈕，系統(tǒng)開始為鋰電池充電。因此，使用一個(gè)獨(dú)立的密鑰的方法，它可以減少編程的難度。 3.7.5數(shù)碼管顯示電路LED數(shù)碼管組成的多個(gè)發(fā)光二極管打包在一起，以形成“8”字狀的裝置中，連接導(dǎo)線已在內(nèi)部做好，只要能導(dǎo)致它們導(dǎo)出各自的筆劃，公共電極。 數(shù)碼管顯示電路圖如圖3.9所示
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圖3.9 數(shù)碼管顯示電路圖
本設(shè)計(jì)使用四位LED數(shù)碼管數(shù)碼管段加小數(shù)點(diǎn)為7或8個(gè)數(shù)碼管，數(shù)碼管有兩種陰陽(yáng)，本設(shè)計(jì)采用共陰極數(shù)碼管，8段LED陰極接地連接在一起，陽(yáng)極當(dāng)某一高電平時(shí)，二極管被點(diǎn)亮而發(fā)光，設(shè)計(jì)時(shí)允許數(shù)碼管陽(yáng)極的某一組合被設(shè)置高。 3.8鋰電池充電原理鋰電池充電的工作原理就是指其充放電原理。充電時(shí)鋰離子由正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)而嵌入石墨層中。放電時(shí)，鋰離子從石墨晶體內(nèi)負(fù)極表面脫離移向正極。所以，在該電池充放電過(guò)程中鋰總是以鋰離子形態(tài)出現(xiàn)，而不是以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn)。一般而言電池容量指的就是放電容量�？梢钥吹�，鋰電池在充放電的過(guò)程中，鋰離子是存在于正極 → 負(fù)極 → 正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將，在搖椅的兩端來(lái)回奔跑。 鋰蓄電池的充電特性曲線圖如圖3.10所示：
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圖3.10鋰電池充電特性曲線圖 為保證安全充電，對(duì)鋰離子電池充電要求首先是在充電時(shí)保持電流不變，電池電壓會(huì)在充電過(guò)程中漸漸升高，當(dāng)電池端電壓達(dá)到4.2V（4.1V）,會(huì)改變充電狀態(tài)，即變化為電壓不變的恒壓充電。電流會(huì)依照電芯的飽和程度，隨著充電過(guò)程的漸漸降低，當(dāng)降低到0.01CA時(shí)，認(rèn)為充電終止。大家注意，其中C是以電池標(biāo)稱容量對(duì)照電流的一種表示方法，如電池是1000mAh的容量，1C就是充電電流1000mA，注意是mA而不是mAh，0.01CA就是10mA。當(dāng)然，規(guī)范的表示方式是0.01C5A。
4 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
4.1 設(shè)計(jì)思想
首先主程序由初始化段和循環(huán)主體段兩部分組成，在執(zhí)行循環(huán)體時(shí)，需要一個(gè)個(gè)的調(diào)用所需的任務(wù)模塊，不會(huì)直接去執(zhí)行程序，其中每一個(gè)任務(wù)為一個(gè)子函數(shù)，這種機(jī)制也叫稱為輪詢機(jī)制。舉個(gè)例子說(shuō)明：就是當(dāng)一個(gè)正在被主程序執(zhí)行的子函數(shù)，它會(huì)自動(dòng)確認(rèn)其執(zhí)行條件有無(wú)可行性，如果可以就執(zhí)行，反之，就會(huì)返回。按鍵處理是以10ms為周期的選擇一次。PWM的控制調(diào)節(jié)不能過(guò)快，最好以200ms為周期，如果太快，會(huì)影響到數(shù)碼管刷屏，A/D采樣速度也是一樣。 子程序主要由4部分組成，包括初始化程序，PWM波程序，按鍵采集程序，信號(hào)采集與轉(zhuǎn)換程序；如果從系統(tǒng)表現(xiàn)出的功能來(lái)看，又可以分成充電子程序、電源子程序，這兩程序都會(huì)用到子程序的4個(gè)程序。 本次設(shè)計(jì)使用的PWM波是可以掌控開關(guān)管的占空比，它的生成是運(yùn)用了輸出在低電平和高電平的轉(zhuǎn)換、延時(shí)。即當(dāng)輸出為低電平時(shí)，將輸出信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)開關(guān)管斷開，反之，如果其為高電平時(shí)，開關(guān)管則會(huì)打開。開關(guān)管的占空比是通過(guò)低電平和高電平的時(shí)間的比值（即PWM波的占空比）來(lái)控制。 本設(shè)計(jì)單片機(jī)采用AT89C51芯片，由于其內(nèi)部沒(méi)有AD轉(zhuǎn)換模塊，單片機(jī)需外接轉(zhuǎn)換模塊，本設(shè)計(jì)采用ADC0809，模擬信號(hào)輸入有兩路，一路是電壓信號(hào)，一路是電流信號(hào)。ADC0809 在對(duì)多路輸入的模擬量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)采用分時(shí)復(fù)用的方法，即AD轉(zhuǎn)換器對(duì)兩路信號(hào)輪換采集轉(zhuǎn)換。輪換周期根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間和控制的情況設(shè)定。
4.2 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)的整體程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)由單片機(jī)程序控制來(lái)實(shí)現(xiàn)整體工作，其工作過(guò)程主要為：電路啟動(dòng)初始化，電路功能的選擇，輸出選擇及確定輸出，單片機(jī)集合計(jì)算輸出PWM信號(hào)，定時(shí)采集數(shù)據(jù)及處理調(diào)節(jié)PWM信號(hào)占空比等，程序整體框架圖如下圖4.1所示。
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圖4.1 程序整體框架流程圖 4.3 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電器系統(tǒng)的子程序的設(shè)計(jì)
4.3.1電路啟動(dòng)初始化初始化設(shè)置初始運(yùn)行環(huán)境為單片機(jī)運(yùn)行，主要完成以下任務(wù)：清理片內(nèi)RAM，每一個(gè)微控制器上電，上電復(fù)位將導(dǎo)致單片機(jī)操作。在復(fù)位操作完成后，單芯片寄存器將被設(shè)置為不同的值，該值的一個(gè)相當(dāng)大的部分是未知的。在微控制器的復(fù)位完成這些未知的值，正式工作后，會(huì)產(chǎn)生不能讓程序員掌握的后果，甚至?xí)䲟p壞系統(tǒng)。因此，微控制器運(yùn)行后，先設(shè)置為0，這樣的初始參數(shù)設(shè)置，方便編程人員掌握，以方便系統(tǒng)的工作。設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行所需的參數(shù)，設(shè)置定時(shí)器和中斷設(shè)置。 初始化程序流程圖如下圖4.2所示。
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圖4.2 初始化程序流程圖 4.3.2按鍵采集程序鍵盤子程序用于檢測(cè)開關(guān)，是否在有效的開關(guān)狀態(tài)來(lái)決定是否啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。讀線、讀取、連接到該端口，它的值存儲(chǔ)處理后確定相關(guān)的緩存�？赐甓丝谠谄渲凶隽艘欢ǖ难舆t，以排除引起的誤動(dòng)作鍵晃動(dòng)。按鍵子程序結(jié)構(gòu)流程圖如圖4.3所示。
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圖4.3按鍵子程序結(jié)構(gòu)流程圖 4.3.3數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序數(shù)據(jù)收集主要是由單片機(jī)控制ADC0809來(lái)完成，該方案分為數(shù)據(jù)初始化，發(fā)送一個(gè)命令到開始轉(zhuǎn)換，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，接收數(shù)據(jù)，處理且存儲(chǔ)在緩存中，程序流程如圖4.4所示。
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圖4.4 數(shù)據(jù)采集子程序結(jié)構(gòu)流程圖 4.3.4數(shù)碼管顯示子程序開機(jī)時(shí)，先讓數(shù)碼管初始化，通過(guò)串口為“0”字形碼輸出使數(shù)碼管顯示“O”。然后來(lái)確認(rèn)按鍵是否被按下，如果沒(méi)有鍵被按下繼續(xù)確認(rèn)。 顯示子程序時(shí)要先初始化串口，以致串口工作會(huì)顯示在方式0，以便讀取顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)（其用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)也就是將被顯示出來(lái)的數(shù)據(jù)），然后找到通過(guò)字形碼查表相應(yīng)的方式，再將字形碼寫入串口寄存器SBUF通過(guò)串口方式0發(fā)送出去顯示。子程序是如何顯示在緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的字形碼呢？具體方法是，從小型字形碼到每一位十六進(jìn)制數(shù)到大的順序固定區(qū)域，以便存儲(chǔ)在表單中顯示出來(lái)碼表的記憶。當(dāng)要顯示的字符，該表的起始地址到數(shù)據(jù)指針DPTR寄存器為基地，在顯示緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)作為偏移到索引寄存器A，查表“MOVCA，@ A + DPTR“，在取出相應(yīng)數(shù)字的字形碼其是通過(guò)累加器A得到的結(jié)果。
4.3.5 充電子程序的設(shè)計(jì)充電過(guò)程分兩階段進(jìn)行，第一階段為預(yù)充電，充電電流以0.01CA的小電流進(jìn)行充電；第二階段，當(dāng)充電電壓達(dá)到3V時(shí)轉(zhuǎn)入第二階段(一般認(rèn)為三分鐘后電池電壓大于3V)，以0.5CA的電流進(jìn)行恒流充電方式，。電流降到小于0.01CA時(shí)，表明電池已充到額定容量，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[4]。充電過(guò)程中，“充電”指示燈亮；充滿時(shí)，“充飽”指示燈亮，“充電”指示燈滅，通過(guò)按鍵設(shè)置可控制充電時(shí)間。充電子程序流程圖如圖4. 5所示。
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圖4.5 充電子程序圖 4.3.6電源子程序的設(shè)計(jì) 與傳統(tǒng)的手機(jī)充電器相比，本次設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能手機(jī)充電器最大的優(yōu)點(diǎn)是不僅能夠?yàn)殡姵刂苯映潆姡部捎米饕话阒绷麟娫�。該系統(tǒng)存在并且可以有3V，3.5V，4V，4.5V四種電壓輸出，這可以用來(lái)選擇一個(gè)按鈕作為輸出電壓。直流輸出可直接給手機(jī)充電，或作為電源等小型電子設(shè)備，如MP4。輸出電壓可以是一個(gè)數(shù)字顯示，以及完善一個(gè)過(guò)流保護(hù)作用，以確保能安全使用的電子產(chǎn)品。 電源程序流程圖如圖4.6所示。
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圖4.6 電源子程序結(jié)構(gòu)流程圖
5 仿真與調(diào)試5.1 充電電路仿真總所周知buck斬波電路中調(diào)整輸出電壓值的變化是由控制開關(guān)管開通與關(guān)斷時(shí)間控制， multisim仿真電路如下圖5.1所示
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圖5.1電壓檢測(cè)仿真圖 5.2 電流采樣處理電路仿真上面提出將電流采樣電壓是采用LM358電路讓其放大到相應(yīng)倍后再輸送到單片機(jī)的A/D接口，輸入的電壓是5V時(shí)，輸出時(shí)的電壓則為125V，這樣就能看出其電路所具有放大多少倍（計(jì)算可得21倍）的功能。如下圖5.2所示
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圖5.2電流采樣處理電路仿真圖
5.3系統(tǒng)做直流電源使用時(shí)電路仿真圖Protues軟件因?yàn)椴淮嬖谔?yáng)能電池模擬模塊，所以在仿真時(shí)我們把穩(wěn)壓輸出電壓值用直流電源電壓為5V的來(lái)更換，當(dāng)數(shù)字到達(dá)3時(shí)，表示充電已經(jīng)完成。按復(fù)位鍵會(huì)顯示0，點(diǎn)開始鍵表示開始充電。整體電路仿真圖如下圖5.4所示
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圖5.3 整體電路仿真圖 5.4 系統(tǒng)做充電器使用時(shí)仿真結(jié)果充電器在運(yùn)行過(guò)程中它會(huì)隨著充電的進(jìn)行，充電電壓會(huì)漸漸升高，指示燈會(huì)從0逐漸變成3，此過(guò)程可表示充電從開始到結(jié)束。仿真結(jié)果如下圖5.4、5.5、5.6所示。
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圖5.4 充電過(guò)程仿真
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圖5.5 充電過(guò)程仿真
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圖5.6 充電過(guò)程仿真
總結(jié)與展望時(shí)光飛逝，離開大學(xué)的日子也漸漸向我們走來(lái)，隨之而來(lái)的設(shè)計(jì)也即將完成。通過(guò)一段時(shí)間的努力，我的設(shè)計(jì)的任務(wù)終于結(jié)束了。設(shè)計(jì)是對(duì)我們整個(gè)大學(xué)期間學(xué)習(xí)的一次總結(jié)性的檢驗(yàn)，通過(guò)設(shè)計(jì)的過(guò)程能檢驗(yàn)我們大學(xué)期間的基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)是否扎實(shí)，各種知識(shí)間的結(jié)合是否靈活，能否嚴(yán)格，全面，系統(tǒng)的結(jié)合所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)此次設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。根據(jù)本次設(shè)計(jì)方案，我設(shè)計(jì)了一個(gè)由單片機(jī)控制的充電器，在充電過(guò)程中我們會(huì)看到方形波帶寬會(huì)逐漸變寬，并且會(huì)顯示出“1”，“2”，“3”數(shù)字，在充電完成后波形消失，顯示成一條直線，我設(shè)置了一個(gè)復(fù)位鍵，當(dāng)我按下鍵時(shí)，它會(huì)重新充電。 本次設(shè)計(jì)能初步完成以上功能，但設(shè)計(jì)不足之處很多。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一、本此設(shè)計(jì)顯示模塊采用了數(shù)碼管，不如采用液晶顯示，硬件電路簡(jiǎn)單，能省去一些I/O口來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的功能。第二，沒(méi)有采用溫度檢測(cè)，一般快速充電電流會(huì)比較大，在不超過(guò)允許充電電流的情況下，電池溫度也會(huì)升高，若能加溫度監(jiān)測(cè)模塊，當(dāng)溫度超過(guò)允許值時(shí)，終止充電會(huì)減少因溫度過(guò)高給電池帶來(lái)的危害。第三、沒(méi)有采用電能存儲(chǔ)裝置，不能存儲(chǔ)電能備天氣狀況不好并且沒(méi)有市電的情況使用，若有電能存儲(chǔ)功能，可以將系統(tǒng)閑置時(shí)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)化的電能存儲(chǔ)起來(lái)，作為電源給別的用電設(shè)備使用，這樣可以即方便又節(jié)能環(huán)保。能源的日益緊張，太陽(yáng)能電池板、充放電控制器、蓄電池等構(gòu)成的產(chǎn)品都有了相對(duì)成熟的發(fā)展，相信不久之后太陽(yáng)能手機(jī)充電器的應(yīng)用將會(huì)變得普遍[9]。
附錄A 整體電路圖
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致謝
在此要感謝周建華對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，不斷問(wèn)問(wèn)題，也非常細(xì)心仔細(xì)的教導(dǎo)我。這使自己學(xué)到了不少知識(shí)，自然會(huì)經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整設(shè)計(jì)中讓我收獲頗多，不僅培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，也樹立了對(duì)自己一些能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的幫助。這也提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅�？傊舜雾樌瓿�，我由衷的感謝大家對(duì)我的幫助與支持。
源程序：
- #include<reg52.h>
- #define uchar unsigned char
- #define uint unsigned int
- sbit P3_3=P3^3; //開始充電
- sbit P3_4=P3^4; //電壓切換
- sbit PWM=P3^5;
- sbit EOC=P3^1; //定義ADC0808的控制引腳/
- sbit OE=P3^0;
- sbit START=P3^2;
- sbit P3_6=P3^6;
- sbit P3_7=P3^7;
- sbit wela=P2^1;
- sbit dula=P2^0;
- uchar time=0,time1=0;
- uchar period=40;
- uchar high=6,high1=12;
- uchar th0=0;
- uchar tl0=1;
- uchar i=0,j=0;
- uint x,z,n;
- uchar code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
- //uchar n=0;
- //uchar flag1;
- //unsigned char volatile g_delay_count;
- uchar disp[4]={0,0,0,0}; //顯示數(shù)據(jù)，保存段碼，四位/
- //================================/
- void delay(uchar z) //100us延時(shí)子程序/
- {
-
- while(z--);
- }
- //==============================/
- void display() //定義顯示子函數(shù)/ 可以使用鎖存器實(shí)現(xiàn)
- {
- for(n=0;n<4;n++)
- {
- P0=0x00;
- dula=1;
- P0 =disp[1]; //顯示第一位小數(shù)
- dula=0;
- wela=1;
- P0=0xfb;
- wela=0;
- delay(2);
- P0=0x00;
- dula=1;
- P0=disp[2]; //顯示第二位小數(shù)
- dula=0;
- wela=1;
- P0=0xfd;
- wela=0;
- delay(2);
- P0=0x00;
- dula=1;
- P0 =disp[3]; //顯示第三位小數(shù)
- dula=0;
- wela=1;
- P0=0xfe;
- wela=0;
-
- delay(2);
- P0=0x00;
- dula=1;
- P0 =disp[0]+0x80;
- dula=0;
- wela=1;
- P0=0xf7;
- wela=0;
-
- delay(2);
- }
- }
- //===============================/
- uint ADC0808() //定義ADC0808讀入數(shù)據(jù)子函數(shù)，并通過(guò)函數(shù)返回/
- {
- uchar d ;
- uchar value;
- START=1;START=0; //啟動(dòng)ADC0808，開始A/D轉(zhuǎn)換/
- while(!EOC); //等待ADC0808，轉(zhuǎn)換結(jié)束，即EOC為高電平/
- OE=1;
- if(time1<high1)
- {d=P1; //讀入數(shù)據(jù)/
- if(high1==16)
- {
- value=0.4*d;
- }
- else if(high1==20)
- {
- value=0.5*d;
- }
- else if(high1==24)
- {
- value=0.6*d;
- }
- else if(high1==28)
- {
- value=0.7*d;
- }
- else if(high1==32)
- {
- value=0.8*d;
- }
- else if(high1==36)
- {
- value=0.9*d;
- }
- } //允許ADC0808輸出數(shù)據(jù) /
- if(time<high)
- {d=P1; //讀入數(shù)據(jù)/
- if(high==8)
- {
- value=0.2*d;
- }
- else if(high==10)
- {
- value=0.25*d;
- }
- else if(high==12)
- {
- value=0.3*d;
- }
- else if(high==14)
- {
- value=0.35*d;
- }
- else if(high==16)
- {
- value=0.4*d;
- }
- else if(high==18)
- {
- value=0.45*d;
- }
- else if(high==20)
- {
- value=0.5*d;
- }
- else if(high==22)
- {
- value=0.55*d;
- }
- else if(high==24)
- {
- value=0.6*d;
- }
- else if(high==26)
- {
- value=0.65*d;
- }
- else if(high==28)
- {
- value=0.7*d;
- }
- else if(high==30)
- {
- value=0.75*d;
- }
- else if(high==32)
- {
- value=0.75*d;
- }
- else if(high==34)
- {
- value=0.8*d;
- }
- else if(high==36)
- {
- value=0.85*d;
- }
- }
- OE=0; //禁止ADC0808數(shù)據(jù)輸出/
- return value; //返回A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)/
- }
- //=================================/
- void convert(uint x) //定義顯示碼轉(zhuǎn)換子函數(shù)/
- {
- uchar code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //定義0~9顯示碼/
- x=x*1.0/255*5000; // 處理數(shù)據(jù)使其在0~5v范圍內(nèi)/
- disp[3]=dispcode[x%10]; //第三位小數(shù)，最低位/
- disp[2]=dispcode[x/10%10]; //第二位小數(shù)/
- disp[1]=dispcode[x/100%10]; //第一位小數(shù)/
- disp[0]=dispcode[x/1000]; //整數(shù)部分/
- }
- void timer0() interrupt 1 using 1
- {
- TH0=0xff; /*定時(shí)器初值重裝載*/
- TL0=0xf6;
- time++;
- if(time==high) /*高電平持續(xù)時(shí)間結(jié)束，變低*/
- { PWM=th0; /*經(jīng)過(guò)反相器反相*/
- }
- else if(time==period) /*周期時(shí)間到，變高*/
- { time=0;
- PWM=tl0; /*經(jīng)過(guò)反相器反相*/
- }
- }
- void timer1() interrupt 3 using 3
- {
- TH1=0xff; /*定時(shí)器初值重裝載*/
- TL1=0xf6;
- time1++;
- if(time1==high1) /*高電平持續(xù)時(shí)間結(jié)束，變低*/
-
- { PWM=th0; /*經(jīng)過(guò)反相器反相*/
- }
- else if(time1==period) /*周期時(shí)間到，變高*/
- { time1=0;
- PWM=tl0; /*經(jīng)過(guò)反相器反相*/
- }
- }
- void main()
- {
- OE=0; //ADC0808初始化/
- START=0;
- EOC=1; //將單片機(jī)的引腳（EOC輸入端）置成輸入狀態(tài)/
- P3_3=0;
- P3_4=0;
- P3_6=1;
- P3_7=1;
- TMOD=0x11; /*定時(shí)器0方式1*/
- TH0=0xff; /*定時(shí)器裝載初值，設(shè)置脈沖信號(hào)的占空比為1／5*/
- TL0=0xf6;
- ET0=1;
- // TR0=1;
- TH1=0xff; /*定時(shí)器裝載初值，設(shè)置脈沖信號(hào)的占空比為1／5*/
- TL1=0xf6;
- ET1=1;
- // TR1=1;
- while(1)
- {
- if(P3_3==1)
- {
- EA=1; /*開CPU中斷*/
- TR0=1;
- TR1=0;
- P3_4=0;
- du: for(i=0;i<14;i++)
- {
- P3_7=1;
- high1=0;
- high=high+2;
- for(j=0;j<5;j++)
- { P3_6=0;
- convert(ADC0808()); //每1s啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換一次，把讀入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示數(shù)據(jù)/
- display();
- delay(10); // 調(diào)用顯示子函數(shù)/
- }
- }
- if(high==34)
- {
- P3_6=1;
- P3_7=0;
- delay(100);
- TR0=0;
- }
- }
-
- if(P3_4==1)
- { TR0=0;
- TR1=1;
- P3_6=1;
- EA=1;
- high1=high1+4;
- if(high1==40)
- high1=16;
- if(P3_3==1)
- {P3_7=1;
- goto du;
- }
- while(P3_4!=0)
- {};
- convert(ADC0808()); //每1s啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換一次，把讀入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示數(shù)據(jù)/
- display(); // 調(diào)用顯示子函數(shù)/
- }
- convert(ADC0808()); //每1s啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換一次，把讀入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示數(shù)據(jù)/
- display(); // 調(diào)用顯示子函數(shù)/
- }
- }
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