基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与制作（终稿） - 图文

3.2 TLC549

TLC549是美国德州仪器公司生产的8位串行A/D转换器芯片，可与通用微处理器、控制器通过CLK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17μs，TLC548允许的最高转换速率为45 500次/s，TLC549为40 000次/s。总失调误差最大为±0.5LSB，典型功耗值为6mW。采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，VREF-接地，VREF+－VREF-≥1V，可用于较小信号的采样[2]。

TLC548/549的极限参数如下： ●电源电压：6.5V；

●输入电压范围：0.3V～VCC＋0.3V； ●输出电压范围：0.3V～VCC＋0.3V； ●峰值输入电流(任一输入端)：±10mA； ●总峰值输入电流(所有输入端)：±30mA； ●工作温度：－55℃～125℃

3.3 MOSEFT管

MOSEFT管是利用电场效应来控制电流的，由金属、氧化物和半导体制成，由于场效应管的栅极被绝缘层(例如SiO2)隔离，因此其输入电阻可达109欧以上。MOSEFT管所需驱动功率较小。而且MOSFET只有多数载流子参与导电，不存在少数载流子的复合时间，因而开关频率可以很高，非常适合作控制充放电开关。本设计采用IRF9540N P沟道场效应管，以下是IRF9540N的一些参数： VGS=0V,ID=-250uA VGS=-10V,ID=-11A VDS=VGS,ID=-250uA VDS=-50V,ID=-11A

VDS=-80V VGS=0V,IDSS=250uA VGS=20V,IGSS=100nA 3.4 光耦

光耦合器是以光为媒介传输电信号。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的

图13 TLC549管脚图

接收及信号放大。光耦工作时对输入、输出的电信号有很好的隔离作用，因此被广泛用在各种电路中。光耦的内部结构如图14所示，在1、2极之间加正向电压，内部的发光二极管（LED）将会发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，3、4极之间导通。反之，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。由于单片机输出只有5V不足于驱动MOSFET管，因此驱动MOSFET管的电压从U3出接出。

3.5太阳能电池 如右图所示，太阳能电池是利用半导体光伏效应制成的，能够直接将太阳辐射转换成电能的器件。具有很强的光伏效应半导体材料，当吸收一定能量的光子后其内部导电的载流子分

图15太阳能电池产生光伏效应 图14 光耦合器 布和浓度发生变化。光照在半导体P/N结上，就会在其两端产生光生电压，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。在这个过程中，光电池本身不发生任何化学反应，也没有转动磨损，因此使用太阳能电池的过程中没有噪声，没有环境污染，这是其他方式发电所不能比拟的。

3.6 蓄电池

国内目前被广泛使用的太阳能蓄电池主要是铅酸蓄电池，它的主要特点：寿命长，免维护安全可靠，具有比较好的循环充放电能力，具有很好的过充和过放能力。电池的正极活性物质是二氧化铅( PbO2 )，负极活性物质是海绵状金属铅( Pb)，电解液是硫酸液(H2 SO4 )。本设计采用密封型铅酸电池，设计的蓄电池电压值为：12V，充满断开电压为：14.1～14.5V；恢复连接电压为：13.2V。

4 软件设计 4.1 程序主要流程图

开始初始化变量电压采集YVbat>14.5VNVbat>12VNVbat>10.8VN停止放电YY停止充电浮充充电快速充电结束4.2主要C程序

#include //51芯片管脚定义头文件 #include //内部包含 _nop_(); #define uchar unsigned char #define uint unsigned int

sbit CLK = P0^0; /* AD时钟信号 */ sbit CS = P0^2; /* AD片选信号 */ sbit DOUT = P0^1; /* 数据输出 */ sbit FuZai = P1^1 ; sbit PWM = P1^0 ; sbit LED1 =P2^0; sbit LED2 =P2^1;

uchar t0,battery_v;

void delay(uint n) //延时函数 { while(n--) { _nop_(); } }

/*************************************/ void init()//初始化函数 { TMOD=0x01; TH0=(65536-50)/256; TL0=(65536-50)%6; EA=1; ET0=1; PWM=0; LED1=1; LED2=1; }

/***********************************/

uchar adc_549(void) //AD转换 {

uint data_out=0; uchar i; CS = 1; _nop_(); CS = 0;

for (i=0; i<8; i++) /* 读取8位数据 */ { CLK = 0;

data_out = (data_out<<1)|DOUT; CLK = 1; _nop_(); } CLK = 0; CS = 1;

delay(3); /* 延时21us以上 */ return(data_out); }

/**********************************/