用AT89C52制作太陽能電池數(shù)顯充放電控制器

本文介紹太陽能電池對鉛酸蓄電池充放電過程中，用單片機對充放電電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)字控制等電路設(shè)計制作。該電路具有結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)字顯示電壓值和無觸點充放電控制等功能。

一、硬件電路.
太陽能電池數(shù)顯充放電控制器原理電路見附圖所示。該電路主要由單片機89C52與ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。ADC0809具有①～⑤腳和（26）～（28）腳8路模擬輸入端口，（23）～（25）腳地址線可決定對哪一路模擬輸入作A/D轉(zhuǎn)換。（22）腳是地址鎖存控制端，當(dāng)輸入高電平時，對地址信號進(jìn)行鎖存；（6）腳是測試控制端，當(dāng)輸入一個2μs寬的高電平脈沖時，就開始A/D轉(zhuǎn)換；（7）腳是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志控制端，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，（7）腳輸出高電平；（9）腳是A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制端，當(dāng)（9）腳為高電平時，A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從端口輸出；（10）腳是時鐘輸入端，在精度要求不高的條件下，可將單片機（30）腳直接接該端。

單片機的P1、P3端口作三位數(shù)碼管的顯示控制，Po端口作A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入，P2.0～P2.5端口作A/D轉(zhuǎn)換控制，P2.6和P2.7端口作輸出信號控制。R13、R19、R20、C6和ADC0809的IN0端口組成單路電壓數(shù)據(jù)采集輸入電路。功率場效應(yīng)管Q10作蓄電池?zé)o觸點放電開關(guān)，Q11作蓄電池?zé)o觸點充電開關(guān)。

二、工作原理
為了使軟件編程簡單、不用作運算，根據(jù)ADC0809能將0～5V電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量0～255的原理。假設(shè)太陽能電池對鉛酸蓄電池充電和鉛酸蓄電池對負(fù)載放電過程中，鉛酸蓄電池的端電壓變化范圍是0～25.5V，經(jīng)過電阻R19、R20串聯(lián)分壓后，在R20的兩端得到≤5.0V的電莊，又經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字量0～255，送到89C52控制處理后，并轉(zhuǎn)由1ED數(shù)碼管顯示數(shù)字量0～25.5，剛好能使電壓變化范圍值與數(shù)字變化量相對應(yīng)。顯示的數(shù)字量就是實際電壓值。例如顯示12.0，就可以讀作12.0V。

根據(jù)鉛酸蓄電池性能，在充電過程中通過軟件設(shè)置停止充電電壓為14.5V、恢復(fù)充電電壓為13.5V；同樣在放電過程中設(shè)置停止放電電壓為11.5V、恢復(fù)放電電壓為12.5V。鉛酸蓄電池的端電壓被電阻分壓后送入A/D變換成數(shù)字量，89C52一方面將數(shù)字量送給1ED數(shù)碼管顯示，另一方面對數(shù)字量進(jìn)行比較判斷，如果比較結(jié)果超過14.5V時，P2.6口輸出高電平，Q6截止、1ED2熄滅、Q11也截止，使太陽能電池停止對鉛酸蓄電池充電；如果比較結(jié)果低于11.5V時，P2.7口輸出高電平、Q4截止、1ED1熄滅、Q10也截止，使鉛酸蓄電池停止對負(fù)載放電。

這樣就達(dá)到對鉛酸蓄電池過充電、過放電的保護目的。

三、源程序
整個源程序需設(shè)有電壓采集、顯示程序以及比較判斷、控制程序等。為了簡化硬件設(shè)計，程序中還要注意提高控制器的抗干擾能力，需設(shè)置軟件陷阱和軟件看門狗等。