太陽能家用照明系統(tǒng)控制簡(jiǎn)版

太陽能家用照明系統(tǒng)控的設(shè)計(jì)

【目錄】：摘要8-91緒論10-151.1.1課題研究的背景和意義1.2太陽能光伏發(fā)電利用的現(xiàn)狀11-131.2.1國(guó)外太陽能光伏發(fā)電利用狀況11-121.2.2國(guó)內(nèi)太陽能光伏發(fā)電利用狀況12-131.3太陽能家用照明系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)132太陽能家用照明系統(tǒng)組件分析15-312.1太陽能家用照明系統(tǒng)主控制電路15-162.2光伏電池16-182.2.1光伏電池基本知識(shí)16-光伏電池的工作原理及特點(diǎn)162.3.2鉛酸蓄電池充放電原理18-192.4DC/DC控制電路20-262.5電路工作電源29-313太陽能家用照明系統(tǒng)控制器硬件參數(shù)設(shè)計(jì)31-37太陽能家用照明系統(tǒng)控制器軟件設(shè)計(jì)37-445結(jié)果與討論44-45【摘要】：太陽能家用照明系統(tǒng)由光伏電池組件、蓄電池、控制器和照明負(fù)載等主要器件組成。光伏電池組件將接收到太陽光能轉(zhuǎn)變電能儲(chǔ)存在蓄電池之中,控制器將根據(jù)用戶的需要控制蓄電池向照明負(fù)載供電或斷電,因此,控制器在太陽能家用照明系統(tǒng)有至關(guān)重要的作用。本課題設(shè)計(jì)了一種以STC12C5410AD核心的太陽能家用照明系統(tǒng)控制器。SG3525電路產(chǎn)生10KHz的PWM信號(hào)去驅(qū)動(dòng)Buck電路,Buck電路將輸入直流電變換成穩(wěn)定的36V直流輸出,STC12C5410AD通過數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)蓄電池的充電管理,并產(chǎn)生兩路方波控制逆變電路實(shí)現(xiàn)DC/AC逆變,將36V轉(zhuǎn)換成220V交流電輸出。其穩(wěn)壓功能是這樣實(shí)現(xiàn)的:220V交流電通過變壓、整流、濾波后作為電路的反饋電壓與SG3525內(nèi)部提供的給定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生差值信號(hào)△Uk送SG3525進(jìn)行處理,如果△Uk=0,說明此時(shí)輸出電壓滿足穩(wěn)壓要求,不需調(diào)整Buck電路;如果△Uk0,則說明要輸出電壓偏高,此時(shí),SG3525將根據(jù)Buck電路Vo=TTonVi=DVi的特點(diǎn),通過反饋電壓值降低PWM輸出的脈沖寬度,以減少開關(guān)管的占空比D,從而降低Buck電路輸出,直至與設(shè)定值相等;相反,則要增大開關(guān)管的占空比,使之穩(wěn)定。STC12C5410AD通過對(duì)蓄電池端電壓進(jìn)行采樣值來確定蓄電池的工作狀態(tài),正常工作時(shí)綠燈亮;檢測(cè)到欠壓時(shí),紅燈亮,報(bào)警器工作;檢測(cè)到過壓時(shí),黃燈亮,報(bào)警器工作。為防止功率管被燒壞,三路PWM信號(hào)都有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。本控制器還設(shè)計(jì)了欠壓保護(hù)功能。當(dāng)STC12C5410AD檢測(cè)到電路欠壓故障時(shí),發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)觸發(fā)光耦TLP521,使其導(dǎo)通后,SG3525管腳獲得一個(gè)高于2.5V電壓,關(guān)閉輸出的PWM信號(hào),DC-DC停止工作;當(dāng)檢測(cè)到電壓恢復(fù)正常時(shí),由STC12C5410AD發(fā)出一個(gè)高電平信號(hào)觸發(fā)光耦TLP521,使其截止,SG3525管腳10被拉低,輸出的PWM信號(hào)重新開啟,DC-DC又恢復(fù)工作,以實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。此外,在光線不足的情況下,該控制器能夠接通市電,以保證照明設(shè)備正常供電。【關(guān)鍵詞】：光伏電池照明系統(tǒng)Buck電路STC12C5410ADSG3525

課題研究的背景和意義新能源是二十一世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具決定力的五大技術(shù)領(lǐng)域之一。太陽能是一種清潔、高效和永不衰竭的新能源。在新實(shí)際中，各國(guó)政府都將太陽能資源利用作為國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。而光伏發(fā)電具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率低、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)西部廣袤嚴(yán)寒、地形多樣和居住分散的現(xiàn)實(shí)條件下，有著非常獨(dú)特的作。一、國(guó)內(nèi)外太陽能利用概況1.l國(guó)外現(xiàn)狀常規(guī)能源資源的有限性和環(huán)境壓力的增加，使世界上許多國(guó)家重新加強(qiáng)了對(duì)新能源和可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持。近幾年，國(guó)際光伏發(fā)電迅猛發(fā)展。1973年，美國(guó)制定了政府級(jí)陽光發(fā)電計(jì)劃；1980年又正式將光伏發(fā)電列入公共電力規(guī)劃，累計(jì)投資達(dá)8億多美元；1994年度的財(cái)政預(yù)算中，光伏發(fā)電的預(yù)算達(dá)7800多萬美元，比1993年增加了23．4％；1997年美國(guó)和歐洲相繼宣布"百萬屋頂光伏計(jì)劃"，美國(guó)計(jì)劃到2010年安裝1000～3000MW太陽電池。日本不甘落后，1997年補(bǔ)貼"屋頂光伏計(jì)劃"的經(jīng)費(fèi)高達(dá)9200萬美元，安裝目標(biāo)是7600Mw。印度計(jì)劃1998－002年太陽電池總產(chǎn)量為150MW，其中2002年為50MW。國(guó)際光伏發(fā)電正在由邊遠(yuǎn)農(nóng)村和特殊應(yīng)用向并網(wǎng)發(fā)電和與建筑結(jié)合供電的方向發(fā)展，光伏發(fā)電已由補(bǔ)充能源向替代能源過渡。到目前為止，世界太陽電池年銷售量己超過60兆瓦，電池轉(zhuǎn)換效率提高到15％以上，系統(tǒng)造價(jià)和發(fā)電成本已分別降至4美元/峰瓦和25美分/度電；在太陽熱利用方面，由于技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用規(guī)模越來越大，僅美國(guó)太陽能熱水器年銷售額就逾10億美元。太陽能熱發(fā)電在技術(shù)上也有所突破，目前已有20余座大型太陽能熱發(fā)電站正在運(yùn)行或建設(shè)。1．2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀煤炭巨量消費(fèi)已成為我國(guó)大氣污染的主要來源。我國(guó)具有豐富的太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿刃履茉春涂稍偕茉促Y源，開發(fā)利用前景廣闊。太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用始于70年代，真正快速發(fā)展是在80年代。在1983年一1987年短短的幾年內(nèi)先后從美國(guó)、加拿大等國(guó)引進(jìn)了七條太陽電池生產(chǎn)線，使我國(guó)太陽電池的生產(chǎn)能力從1984年以前的年產(chǎn)200千瓦躍到1988年的4．5兆瓦。目前太陽電池主要應(yīng)用于通信系統(tǒng)和邊遠(yuǎn)無電縣、無電鄉(xiāng)村、無電島嶼等邊遠(yuǎn)偏辟無電地區(qū)，年銷售約1.1兆瓦，成效顯著。(1）建成了40多座縣、鄉(xiāng)級(jí)小型光伏電站，光伏電池總裝機(jī)容量約600kw，其中西藏最多，達(dá)450多kw；1998年10月建成我國(guó)最大的西藏那曲安多縣光伏電站的光伏電池裝機(jī)容量高達(dá)100kw。太陽能發(fā)電太陽能組件家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)太陽能黃燈單晶硅太陽能電池板多晶硅太陽能電池板

光電發(fā)電能力1到10千瓦目標(biāo)設(shè)施學(xué)校、醫(yī)院、公共會(huì)堂或私人住宅用途電視機(jī)、錄像機(jī)、電信設(shè)備、照明優(yōu)點(diǎn)●能夠優(yōu)先向公共建筑和電氣設(shè)施供電。

●便于收取以下費(fèi)用:設(shè)施使用、食物存藏、充電和水。

●設(shè)施管理人員能夠同時(shí)控制系統(tǒng)運(yùn)行。

●能夠顯著提高生活水平。1600Wp家用/辦公太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)載電器名稱規(guī)格型號(hào)耗電功率數(shù)量每日工作時(shí)間日耗電量照明節(jié)能燈11W86528Wh電腦液晶顯示100W251000Wh打印機(jī)激光250W11250Wh傳真機(jī)噴墨150W12150Wh電冰箱150L100W124800Wh洗衣機(jī)

300W

0.5150Wh微波爐

1000W111000Wh衛(wèi)星電視接收機(jī)/VCD

25W16150Wh彩色電視21寸95W16570Wh水泵

400W11100Wh總計(jì)

2600W

4698Wh設(shè)備配置：

太陽電池組件：1600Wp；

免維護(hù)蓄電池：400AH/48V；

逆變器：3000W；

充電控制器：30A。

安裝方式：可上門安裝或提供圖紙

可以連續(xù)工作三個(gè)陰雨天2400Wp家用/辦公太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)載電器名稱規(guī)格型號(hào)耗電功率數(shù)量每日工作時(shí)間日耗電量照明節(jié)能燈11W86528Wh電腦液晶顯示100W251000Wh打印機(jī)激光250W11250Wh傳真機(jī)噴墨150W12150Wh電冰箱150L100W124800Wh洗衣機(jī)

300W10.5150Wh微波爐

1000W111000Wh空調(diào)1.5匹1200W153000Wh衛(wèi)星電視接收機(jī)/VCD

25W16150Wh彩色電視21寸95W16570Wh水泵

400W11100Wh總計(jì)

3800W

7698Wh2.2光伏電池

太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)原理工作的太陽能電池則還處于萌芽階段。太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴--電子對(duì)。在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。

光伏電池介紹：

太陽能光伏電池（簡(jiǎn)稱光伏電池）用于把太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。目前地面光伏系統(tǒng)大量使用的是以硅為基底的硅太陽能電池，可分為單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池。在能量轉(zhuǎn)換效率和使用壽命等綜合性能方面，單晶硅和多晶硅電池優(yōu)于非晶硅電池。多晶硅比單晶硅轉(zhuǎn)換效率低，但價(jià)格更便宜。

按照應(yīng)用需求，太陽能電池經(jīng)過一定的組合，達(dá)到一定的額定輸出功率和輸出的電壓的一組光伏電池，叫光伏組件。根據(jù)光伏電站大小和規(guī)模，由光伏組件可組成各種大小不同的陣列。

本公司光伏組件，采用高效率單晶硅或多晶硅光伏電池、高透光率鋼化玻璃、Tedlar、抗腐蝕鋁合多邊框等材料，使用先進(jìn)的真空層壓工藝及脈沖焊接工藝制造。即使在最嚴(yán)酷的環(huán)境中也能保證長(zhǎng)的使用壽命。

組件的安裝架設(shè)十分方便。組件的北面安裝有一個(gè)防水接線盒，通過它可以十分方便地與外電路連接。對(duì)每一塊太陽電池組件，都保證20年以上的使用壽命。2.3.2鉛酸蓄電池充放電原理鉛酸蓄電池的工作原理

1、鉛酸蓄電池電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生

鉛酸蓄電池充電后，正極板二氧化鉛（PbO2），在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化鉛與水生成可離解的不穩(wěn)定物質(zhì)--氫氧化鉛（Pb(OH)4），氫氧根離子在溶液中，鉛離子（Pb4）留在正極板上，故正極板上缺少電子。

鉛酸蓄電池充電后，負(fù)極板是鉛（Pb），與電解液中的硫酸（H2SO4）發(fā)生反應(yīng)，變成鉛離子（Pb2），鉛離子轉(zhuǎn)移到電解液中，負(fù)極板上留下多余的兩個(gè)電子（2e）。

可見，在未接通外電路時(shí)（電池開路），由于化學(xué)作用，正極板上缺少電子，負(fù)極板上多余電子，如右圖所示，兩極板間就產(chǎn)生了一定的電位差，這就是電池的電動(dòng)勢(shì)。

2、鉛酸蓄電池放電過程的電化反應(yīng)鉛酸蓄電池放電時(shí)，在蓄電池的電位差作用下，負(fù)極板上的電子經(jīng)負(fù)載進(jìn)入正極板形成電流I。同時(shí)在電池內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

負(fù)極板上每個(gè)鉛原子放出兩個(gè)電子后，生成的鉛離子（Pb2）與電解液中的硫酸根離子（SO4-2）反應(yīng)，在極板上生成難溶的硫酸鉛（PbSO4）。

正極板的鉛離子（Pb4）得到來自負(fù)極的兩個(gè)電子（2e）后，變成二價(jià)鉛離子（Pb2），，與電解液中的硫酸根離子（SO4-2）反應(yīng)，在極板上生成難溶的硫酸鉛（PbSO4）。正極板水解出的氧離子（O-2）與電解液中的氫離子（H）反應(yīng)，生成穩(wěn)定物質(zhì)水。

電解液中存在的硫酸根離子和氫離子在電力場(chǎng)的作用下分別移向電池的正負(fù)極，在電池內(nèi)部形成電流，整個(gè)回路形成，蓄電池向外持續(xù)放電。

放電時(shí)H2SO4濃度不斷下降，正負(fù)極上的硫酸鉛（PbSO4）增加，電池內(nèi)阻增大（硫酸鉛不導(dǎo)電），電解液濃度下降，電池電動(dòng)勢(shì)降低。

3、鉛酸蓄電池充電過程的電化反應(yīng)

充電時(shí)，應(yīng)在外接一直流電源（充電極或整流器），使正、負(fù)極板在放電后生成的物質(zhì)恢復(fù)成原來的活性物質(zhì)，并把外界的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來。

在正極板上，在外界電流的作用下，硫酸鉛被離解為二價(jià)鉛離子（Pb2）和硫酸根負(fù)離子（SO4-2），由于外電源不斷從正極吸取電子，則正極板附近游離的二價(jià)鉛離子（Pb2）不斷放出兩個(gè)電子來補(bǔ)充，變成四價(jià)鉛離子（Pb4），并與水繼續(xù)反應(yīng)，最終在正極極板上生成二氧化鉛（PbO2）。

在負(fù)極板上，在外界電流的作用下，硫酸鉛被離解為二價(jià)鉛離子（Pb2）和硫酸根負(fù)離子（SO4-2），由于負(fù)極不斷從外電源獲得電子，則負(fù)極板附近游離的二價(jià)鉛離子（Pb2）被中和為鉛（Pb），并以絨狀鉛附著在負(fù)極板上。

電解液中，正極不斷產(chǎn)生游離的氫離子（H）和硫酸根離子（SO4-2），負(fù)極不斷產(chǎn)生硫酸根離子（SO4-2），在電場(chǎng)的作用下，氫離子向負(fù)極移動(dòng)，硫酸根離子向正極移動(dòng)，形成電流。

充電后期，在外電流的作用下，溶液中還會(huì)發(fā)生水的電解反應(yīng)。

4、鉛酸蓄電池充放電后電解液的變化

從上面可以看出，鉛酸蓄電池放電時(shí)，電解液中的硫酸不斷減少，水逐漸增多，溶液比重下降。

從上面可以看出，鉛酸蓄電池充電時(shí)，電解液中的硫酸不斷增多，水逐漸減少，溶液比重上升。

實(shí)際工作中，可以根據(jù)電解液比重的變化來判斷鉛酸蓄電池的充電程度。3太陽能家用照明系統(tǒng)控制器硬件參數(shù)設(shè)計(jì)31-372硬件電路組成及工作原理2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)太陽能路燈智能控制器系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示,該系統(tǒng)以STCl2C5410AD單片機(jī)為核心，外圍電路主要由電壓采集電路、負(fù)載輸出控制與檢測(cè)電路、LED顯示電路及鍵盤電路等部分組成。電壓采集電路包括太陽能電池板和蓄電池電壓采集，用于太陽光線強(qiáng)弱的識(shí)別以及蓄電池電壓的獲取。單片機(jī)的P3口的兩位作為鍵盤輸入口，用于工作模式等參數(shù)的設(shè)置。2.2STCl2C5410AD單片機(jī)STCl2C5410AD是STCl2系列單片機(jī)，采用RISC型CPU內(nèi)核，兼容普通8051指令集，片內(nèi)含有10KBFlash程序存儲(chǔ)器，2KBFlash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，512BRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。同時(shí)內(nèi)部還有看門狗(WDT)；片內(nèi)集成MAX810專用復(fù)位電路、8通道10位ADC以及4通道：PWM；具有可編程的8級(jí)中斷源4種優(yōu)先級(jí)，具有在系統(tǒng)編程(ISP)和在應(yīng)用編程(IAP)，片內(nèi)資源豐富、集成度高、使用方便。STCl2C5410AD對(duì)系統(tǒng)的工作進(jìn)行實(shí)施調(diào)度,實(shí)現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、蓄電池及負(fù)載的管理、工作狀態(tài)的指示等。為充分使用片內(nèi)資源，本文所設(shè)置的參數(shù)寫入Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)。2.3鍵盤電路P3.4(TO)接F1鍵，用于設(shè)置狀態(tài)的識(shí)別及參數(shù)設(shè)置；P3.5(T1)接F2鍵，用于自檢及"加1"功能，根據(jù)程序流程，分別實(shí)現(xiàn)不同功能。2.4電壓采集與電池管理太陽能電池板電壓采集用于太陽光線強(qiáng)弱的判斷，因而可以作為白天、黃昏的識(shí)別信號(hào)。同時(shí)本系統(tǒng)支持太陽能板反接、反充保護(hù)。蓄電池電壓采集用于蓄電池工作電壓的識(shí)別。利用微控制器的PWM功能對(duì)蓄電池進(jìn)行充電管理。若太陽能電池正常充電時(shí)蓄電池開路?？刂破鲗㈥P(guān)斷負(fù)載，以保證負(fù)載不被損傷,若在夜間或太陽能電池不充電時(shí)蓄電池開路，控制器由于自身得不到電力，不會(huì)有任何動(dòng)作。當(dāng)充電電壓高于保護(hù)電壓(15V)時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷對(duì)蓄電池的充電；此后當(dāng)電壓掉至維護(hù)電壓(13.2V)時(shí)，蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài)，當(dāng)?shù)陀诰S護(hù)電壓(13.2V)后浮充關(guān)閉，進(jìn)入均充狀態(tài)。當(dāng)蓄電池電壓低于保護(hù)電壓(11V)時(shí)，控制器自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載開關(guān)以保護(hù)蓄電池不受損壞。通過PWM充電電路(智能三階段充電)，可使太陽能電池板發(fā)揮最大功效，提高系統(tǒng)充電效率。本系統(tǒng)支持蓄電池的反接、過充、過放。2.5負(fù)載輸出控制與檢測(cè)電路本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩路負(fù)載輸出，每路輸出均有獨(dú)立的控制和檢測(cè)，具有完善的過流、短路保護(hù)措施,電路原理如圖2所示。設(shè)計(jì)了兩級(jí)保護(hù)：第一級(jí)采用了由R7(0.01Ω康銅絲)以及運(yùn)放LM358、比較器LM393等器件組成的過流、短路檢測(cè)電路，配合單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換及外部中斷響應(yīng)來實(shí)現(xiàn)負(fù)載過流及短路保護(hù)，是一種硬件+軟件的方式，LM358的輸出送PL.7(A/D轉(zhuǎn)換)口，用作過流信號(hào)識(shí)別，當(dāng)電流超過額定電流20％并維持30s以上時(shí)，確認(rèn)為過流；短路電流整定為10A，響應(yīng)時(shí)間為毫秒數(shù)量級(jí)。第二級(jí)采用了電子保險(xiǎn)絲保護(hù)，當(dāng)流經(jīng)電子保險(xiǎn)絲的電流驟然增加時(shí)，溫度隨之上升。其電阻大大增加，工作電流大大降低，達(dá)到保護(hù)電路目的，響應(yīng)時(shí)間為秒數(shù)量級(jí)，過流撤消或短路恢復(fù)后電子保險(xiǎn)絲恢復(fù)成低阻抗導(dǎo)體，無須任何人為更換或維修。系統(tǒng)采用了兩級(jí)保護(hù)措施后，在長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)后，控制器仍沒出現(xiàn)電路燒毀現(xiàn)象。解決了用傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲只能對(duì)電路進(jìn)行一次性保護(hù)以及一旦器件燒毀必須人為更換的問題，同短路后需手動(dòng)復(fù)位或斷電后重新開啟的系統(tǒng)相比，也具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。簡(jiǎn)化了太陽能路燈控制器維護(hù)，提高了系統(tǒng)的安全性能。硬件設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)(1)感應(yīng)雷保護(hù)電路應(yīng)設(shè)計(jì)在太陽能電池板引線入口處，保護(hù)電路周圍4mm內(nèi)不能布置其他器件。(2)防止太陽能電池板反接的二極管必須采用快恢復(fù)二極管，這種二極管導(dǎo)通內(nèi)阻小，充電時(shí)發(fā)熱量小，不用散熱器也可以連續(xù)充電，充電效果好。(3)充電、負(fù)載放電電路的印刷線路寬度至少為4mm～5mm，線路上用搪錫處理以增加過電流能力，大電流導(dǎo)線從一層過渡到另一層時(shí)，要放置3～5個(gè)過孔。(4)過流、短路保護(hù)電路選用的電流取樣電阻要綜合考慮電流、功率及熱穩(wěn)定性三個(gè)因素。電阻增大則電路效率下降，本系統(tǒng)選用電阻為0.01Ω，過電流能力在10A以上的康銅絲作為電流取樣電阻，來產(chǎn)生取樣電壓，取樣電壓最多不超過0.2V，故采用運(yùn)放LM358對(duì)其進(jìn)行放大。(5)器件的布局和PCB的布線采用模塊化方式，大電流信號(hào)與小電流信號(hào)要分離，對(duì)放大電路的線路尤其要精心布置。數(shù)字地和模擬地分開，注意電源線和地線的布局。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與本設(shè)計(jì)方案的硬件電路對(duì)應(yīng)的軟件程序包括：主程序、定時(shí)中斷程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、外部中斷子程序及鍵盤處理子程序、充電管理子程序、負(fù)載管理子程序。單片機(jī)的軟件編程以KeilC編譯器的Windows集成開發(fā)環(huán)境μvision2作為開發(fā)平臺(tái)，采用C51高級(jí)語言編寫。3.1軟件編程要點(diǎn)(1)本系統(tǒng)采用較少的按鍵實(shí)現(xiàn)了諸多功能，如負(fù)載工作模式的設(shè)置、雙燈同時(shí)工作還是分時(shí)工作、負(fù)載工作時(shí)間的設(shè)定、自檢功能等，為防止誤操作采取了一些措施。這種方法實(shí)際上是一鍵多用的一種嘗試，還可以推廣到更復(fù)雜的人機(jī)對(duì)話的設(shè)計(jì)。其思路可參見按鍵處理流程圖。(2)鍵盤在定時(shí)中斷服務(wù)程序中讀取，用中斷間隔時(shí)間實(shí)現(xiàn)鍵盤的去抖，不必編寫另外的延時(shí)程序，提高了CPU的利用效率。鍵盤值存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在主程序中讀數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的內(nèi)容，執(zhí)行鍵盤功能散轉(zhuǎn)子程序。(3)環(huán)境光線(閃電、禮花燃放)對(duì)太陽能電池板的采樣電壓有明顯影響，故在白天、黃昏的識(shí)別時(shí)。要進(jìn)行軟件延時(shí)，一般控制在2～3min。(4)外部中斷為高優(yōu)先級(jí)中斷，編制子程序?qū)崿F(xiàn)負(fù)載過流、短路保護(hù)時(shí)，要充分考慮到負(fù)載啟動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生數(shù)倍于額定電流的沖擊電流．沖擊電流維持時(shí)間在3ms～5ms，應(yīng)在軟件上采取措施，避免短路與負(fù)載開啟的誤判。確定負(fù)載過流、短路后，切斷負(fù)載輸出。負(fù)載切斷后，每隔一段時(shí)間，如20s，應(yīng)試接通負(fù)載開關(guān)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)過流、短路信號(hào)已消除，則恢復(fù)負(fù)載的輸出。否則負(fù)載開關(guān)仍然保持?jǐn)嚅_。(5)為保護(hù)負(fù)載(燈具)，蓄電池過放保護(hù)恢復(fù)時(shí)應(yīng)用軟件設(shè)置一個(gè)回差電壓，這樣負(fù)載開關(guān)不會(huì)出現(xiàn)顫抖現(xiàn)象，有利于延長(zhǎng)燈具的使用壽命。(6)根據(jù)STC12C5410AD的DataFlash的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)寫入時(shí)必須啟動(dòng)ISP/IAP命令，CPU等待IAP動(dòng)作定時(shí)后，才繼續(xù)執(zhí)行程序，要先關(guān)斷中斷(EA)。還應(yīng)注意數(shù)據(jù)寫入DataFlash存儲(chǔ)器，不能跨越扇區(qū)。3.2單片機(jī)軟件編程系統(tǒng)單片機(jī)軟件流程如圖3、4所示。4結(jié)束語參考文獻(xiàn):

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