基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与制作（终稿） - 图文

基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与制作

2013年3月

目 录

中文摘要 ................................................................................................................................... 1 1 研究意义与功能介绍 ........................................................................................................... 1 2电路设计 ................................................................................................................................ 2

2.1主原理图 ...................................................................................................................... 2 2.2蓄电池充电方式 .......................................................................................................... 3 2.3充放电电路 .................................................................................................................. 3 2.4电压采集电路 .............................................................................................................. 4 2.5光耦开关电路 .............................................................................................................. 4 2.6单片机及其外围电路 .................................................................................................. 5 2.7 A/D转换电路 .............................................................................................................. 6 2.8单片机电源电路 .......................................................................................................... 6 2.9 PCB图 ......................................................................................................................... 7 2.10作品实物 .................................................................................................................... 7 3 主要器件介绍 ....................................................................................................................... 8

3.1 AT89S51单片机 .......................................................................................................... 8 3.2 TLC549 ........................................................................................................................ 9 3.3MOSFET ....................................................................................................................... 9 3.4光耦 .............................................................................................................................. 9 3.5太阳能电池 ................................................................................................................................ 10 4 软件设计 ............................................................................................................................. 11

4.1 主要程序流程图 ....................................................................................................... 11 4.2 主要C程序 .............................................................................................................. 11 5 测试 ..................................................................................................................................... 14 6 小结 ..................................................................................................................................... 15 参考文献 ................................................................................................................................. 15 英文摘要 ................................................................................................................................. 16

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基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与制作

内容摘要 本文介绍了一种基于单片机的太阳能控制器，系统使用低功耗、高性能的AT89S51单片机作为控制电路的核心器件。此系统由太阳能电池模块，蓄电池，充放电电路，电压采集电路，单片机控制电路和光耦驱动电路组成。设计使用PWM（脉宽调制）控制技术来控制蓄电池充放电，通过控制MOSFET管开启和关闭达到控制电池充放电的目的。实验结果表明，该控制器性能可靠，可以监视太阳能电池和蓄电池电池状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的使用寿命。 关键词 太阳能；控制器；AT89S51单片机

我国现阶段的用电主要靠水力发电，但是我国水力资源在地域分布上极不平衡，总体来看，西部多、东部少。对于水电资源缺乏的地区或者用电超负荷的城市开发新能源是当务之急。我国的西部地区，包括西藏、新疆、青海、内蒙古、四川等省年日照时间长，这些地区面积宽广、人口密集低，在一些偏僻的地区传统的供电设施建设成本高，电能的供需矛盾显得十分突出，因此当地政府充分利用太阳能发电解决无电地区的用电具有重大的战略意义。为了更高效的利用太阳能，白天将太阳能转化为电能，利用蓄电池将剩余的电能储存起来，需要用电时即可由蓄电池供电。

1 研究意义与功能介绍 1.1 研究意义

随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，近年来能源供需矛盾突出，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳光没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：1.无枯竭危险；2.干净无公害；3.不受资源分布地域的限制；4.可在用电处就近发电；5.能源质量高；6.获取能源花费的时间短。

1.2 功能介绍

本系统以ATMEL系列中的AT89S51单片机为控制中心，软硬件的结合，利用分压电路对蓄电池，太阳能电池的电压、电流进行采样。再经过A/D转换采样数据输入到单片机中进行处理。单片机输出经光耦驱动MOSFET管来控制外接电路开启关闭。该系统可以实现控制蓄电池的最优充放电，当蓄电池电压在14.4V+0.5时，太阳能电池停止对蓄电池充电，当蓄电池电压在10.9V+0.5时，蓄电池停止对负载放电；负载电流检测电路可进行过流保护及负载功率检测（如图1）。