图指示灯电路
(3)放电控制电路:这个电路有两个主要原件,一个继电器和一个MOS管这个继电器主要用来控制蓄电池在放电回路中的放电控。当放电蓄电池进入欠电压状态时,继电器会断开与外部负载的链接防止蓄电池过放电,此时系统的工作模式处于默认模式,继电器同样选择双稳态继电器。MOS管的作用是,当系统工作用于太阳能供电模式时,MOS导通使接在负载上的那一端放电回路直接接在太阳能电池板的充电回路中。
放电控制器的电路图如下图所示:
图放电控制器的电路图
(4)单片机最小系统:51单片机的最小系统共有三个组成元素,单片机本身,晶振电路,复位电路。晶振电路为单片机本身提供时钟,可以外接,4M,8M或12M的外部晶振。本系统采用的11.0592M的晶振。这样的晶振可以方便单片机的串口通信。复位电路在系统出现问题时可以复位系统。单片机最小系统电路图如下图所示:
图单片机最小系统电路
(5)系统电源:给由于蓄电池充电的电压是12之多,而蓄电池就算处于欠电压状态也不会低于10V,而单片机用的是5V电源,所以需要将蓄电池的电或太阳能电池板的电降压到5V时系统才能够正常工作。普通的线性稳压器件如7805,功耗太大,自身容易发热,对于波动电压适应能力较差,所以在这里同样采用转换效率较大的LM2576芯片作为单片机的电源芯片。其结构电路图与前面的稳压电路近似只不过一些设计参数有所不同,在这里就不多复述。
5.8雷击保护设计
雷击保护是在太阳能电池板串联一个瞬态二极管,瞬态二极管能够防止雷击产生的浪涌电流,保护控制器和蓄电池不被破坏,为安全起见在太阳能电池板的正端也就是后级电路的输入端也串接一个融断丝,如果瞬态二极管失效也会保证后继电路不会被毁坏。
瞬态(瞬变)电压抑制二级管简称TVS器件,在规定的反向应用条件下,当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时,其工作阻抗能立即降至很低的导通值,允许大电流通过,并将电压抑制到预定水平,从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。TVS能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦,其瞬态响应时间仅为1ps(10?12S)。TVS允许的正向浪涌电流在
T
=
2
5
℃
,T=10ms条件下,可达50~
200A 。【百度百科】
TVS分两种类型:单向TVS和双向TVS,单向TVS从一个方向瞬态导通,适用于直流系统的保护,而双向YVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压抑制到预定水平,双向TVS适用于交流电路。
雷击保护电路图如下图所示:
图雷击保护电路图
5.9 蓄电池电量检测电路
电量检测采用的是LM3914芯片。LM3914是美国国家半导体公司生产的点状/条状显示驱动器,用途十分广泛。LM3914可以作为检测模拟电压模块,并使10个LED显示,其过程是根据电量依次以点状模式点亮10个LED中的一个,或以条形图模式逐个点亮LED。 LM3914还可以级联使用,从而获得获得10个以上LED的显示,并且LM3914只能线性地显示输入电压。但对于要求不高的电压检测来说已经足够了。
LM3914的内部结构如下图所示:
图 LM3914内部结构图
由上图所示,LM3914其实是十级连接在一起的电压比较器,原理有点像AD。 面以一个分辨率为0.12V的10级线性电压表为例介绍其工作原理。这个电压表的最大量程为1.2V,将9、11脚相连,设定为点状显示,这样比较省电,6、7脚相连,4, 8脚相连并接地,则分压器每个1 kΩ电阻上的压降为0.12V,因此最下面的一个比较器1同相输入端的电位为0.12V,比较器2同相输人端电位为0.24V,依此类推,最上面的一个比较器10基准电压设定为1.2V。当5脚输人电压小于0.12V时,10只发光二极管都不发光,当输人
电压大于0.12V但小于0.24V时,比较器1反相输入端电位高于同相输人端,则比较器1输出低电位,使VD1发光;当输人电压大于0.24V但小于0.36V时,则VD2发光;依此类推,当输人1.2V电压时,VD10发光。以上是用10只发光二极管作~1.2V10级显示,每级0.12V;若将6脚接lOV标准电压源,4脚接地,可以作0~10V10级显示,若将6脚接10v电压,4脚接5V电压,则可作5~lOV显示,每级0.5V。但使用时应该注意6脚电压至少比3脚电源电压vcc低2V。
LM3914电路如下图所示:
图LM3914
6系统软件设计
6.1单片机开发环境介绍
(1)keil软件:
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发软件,这款软件可以很好的为51系列单片机编程使用,开发起来很方便。Keil 的C语言开发与汇编相比,C语言在其功能上、结构性、可读性、可维护性上,使用方便性上具有明显优势,因此简单易学,便于移植。【百度文库】以下是keil用户界面
图7.1.1.1 keil工作界面
(2)STC-ISP下载软件:
STC-ISP是一款程序下载软件,可以为51单片机烧写程序,使用方法很简单,打开软件,选定单片机的型号,串口号,通信波特率,然后再打开需要下载的文件,下载就可以。不过需要注意的是,在下载过程中需要把单片机掉电复位一次才能够正常下载到单片机中去。 以下为STC-ISP下载软件界面:
图 STC-ISP的下载界面
6.2系统用电方案
用户可以根据输入命令确定自己喜欢的用电方案,这样的设计可以使系统更人性化,具有广泛的应用,具体用电方案如下问所示: