太阳能移动电源光伏毕业设计(编辑修改稿)

太阳能移动电源光伏毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

数据 15 PSB L L：串口方式 17 RESET H/L 复位端，低电平有效 19 A VDD 背光源电压 +5V 20 K VSS 背光源负载 0V 图 33 12864 工作原理方框图 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 7 显示屏的接口说明如表 31 所示。 12864 是一种具有 4 位 /8 位并行、 2 线或 3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶 显示模块；其显示分辨率为 12864, 内置 8192 个 16*16 点汉字，和 128 个 16*8 点 ASCII 字符集 .利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。 可以显示 84行 1616 点阵的汉字 ， 也可完成图形显示。 低电压低功耗是其又一显著特点。 由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块，工作原理方框图如 图 33 所示。 电路设计 单片机的连接原理图 如图 34 所示，本模块电路主 要负责在 给外部用电器 充电时 ,将 用电器 的电压和电流显示出来，其次可以通过按键，根据所充 用电器 的 具体 型号，设置最大幅值充电电压，当太阳能充电器充至所设置的幅值时，电路自动断开，不再为外界用电器供电。 显示屏选用的是 12864，其自带字库使用方便，能够节省单片机资源，与 1602 相比其面积大，显示的内容更加丰富。 本系统的显示内容较多，并且基本运用的都是中文字符，其能够更清晰准确的完成系统的调整、校准和显示任务。 VCC40GND20RST9X119X218PSEN29ALE30383736353433323921222324252627281011121314151617EA31U1 AT89S52VCC3212M20pF3120pF332510u2910K28复位1234567891030VCCISP 下载口6 789这些指 52 的引脚VCCD0D1D2D3D4D5D6D7ABCRD1 ADDWR1INTCSSIDCLKPSBALE对比 图 34 单片机连接原理图 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 8 单片机中， 由于该电路无外扩程序存储器和数据存储器，所以 31 引脚 EA 应接高电 平。 按键接在 电源 和 9 口上，完成了电路的复位功能 ， 由于复位时高电平有效， 在本电路中， 当刚接上电源的瞬间，复位按键所接的电容两端相当于短路，即相当于给 RESET 引脚一个高电平，等充电结束时（这个时间很短暂），电容相当于断开，这时已经完成了复位动作。 该电路中 P0 口用于接收由 ADC0809 芯片转换来的数字信号， 用于控制继电器的开断， ~ 用于控制液晶显示屏， ~ 用于控制按钮，调节幅值上限， ~ 为地址输入端， ~ 用于控制 ADC0809 芯片。 数模转换电路 ADC0809 芯片 ADC0809 是 CMOS 器件，不仅包括一个 8 位的逐次逼近型的 ADC 部分，而且还提供一个 8 通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的 “数据采集系统 ”。 利用它可直接输入 8 个单端的模拟信号分时进行 A/D 转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。 内部结构和外部引脚 ADC0809 的内部结构和外部引脚如下图所示。 内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下： 图 35 ADC0809 内部结 构框图 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 9 表 31 地址信号与选中通道的关系 (a)、 IN0～ IN7——8 路模拟输入，通过 3 根地址译码线 ADDA、 ADDB、 ADDC来选通一路。 (b)、 D7～ D0——A/D 转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。 8 位排列顺序是 D7 为最高 位， D0 为最低位。 (c)、 ADDA、 ADDB、 ADDC——模拟通道选择地址信号， ADDA 为低位，ADDC 为高位。 地址信号与选中通道对应关系如上表所示。 (d)、 VR(+)、 VR()——正、负参考电压输入端，用于提供片内 DAC 电阻网络的基准电压。 在单极性输入时， VR(+)=5V， VR()=0V；双极性输入时， VR(+)、VR()分别接正、负极性的参考电压。 (e)、 ALE——地址锁存允许信号，高电平有效。 当此信号有效时， A、 B、 C三位地址信号被锁存，译码选通对应模拟通道。 在使用时，该信号常和 START信号连在一起，以便同时锁存通道地址和启动 A/D 转换。 (f)、 START——A/D 转换启动信号，正脉冲有效。 加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿开始 A/D 转换。 如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的转换进程被中止，重新从头开始转换。 (g)、 EOC——转换结束信号，高电平有效。 该信号在 A/D 转换过程中为低电平，其余时间为高电平。 该信号可作为被 CPU 查询的状态信号，也可作为对 CPU的中断请求信号。 在需要对某个模拟量不断采样、转换的情况下， EOC 也可作为启动信号反馈接到 START 端，但在刚加 电时需由外电路第一次启动。 (h)、 OE——输出允许信号，高电平有效。 当微处理器送出该信号时， ADC0809的输出三态门被打开，使转换结果通过数据总线被读走。 在中断工作方式下，该信号往往是 CPU 发出的中断请求响应信号。 地 址 选中通道 ADDC ADDB ADDA 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 10 工作时序与使用说明 ADC0809 的工作时序下图所示。 当通道选择地址有效时， ALE 信号一出现，地址便马上被锁存，这时转换启动信号紧随 ALE 之后 (或与 ALE 同时 )出现。 START 的上升沿将逐次逼近寄存器 SAR 复位，在该上升沿之后的 2μs 加 8 个时钟周期内 (不定 )， EOC 信号将变低电平，以指 示转换操作正在进行中，直到转换完成后 EOC 再变高电平。 微处理器收到变为高电平的 EOC 信号后，便立即送出 OE 信号，打开三态门，读取转换结果。 图 36 ADC0809 工作时序 模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操作独立地进行 (当然，不能在转换过程中进行 )，然而通常是把通道选择和启动转换结合起来完成 (因为ADC0809 的时间特性允许这样做 )。 这样可以用一条写指令既选择模拟通道又启动转换。 在与微机接口时，输入通道的选择可有两种方法，一种是通过地址总线选择，一种是通过数据总线选择。 如用 EOC 信号去产生中断请 求，要特别注意 EOC 的变低相对于启动信号有 2μs+8 个时钟周期的延迟，要设法使它不致产生虚假的中断请求。 为此，最好利用 EOC 上升沿产生中断请求，而不是靠高电平产生中断请求。 工作原理 电压电流的 A/D 采集是逐次逼近原理进行模 数转换的器件。 ADC0809 的采样分辨率为 8 位，其内部有一个 8 通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通 8 路模拟输入信号中的一个进行 A/D 转换。 ADC0809 由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成（如图 37 所示）。 多路开关可 选通 8 个模拟通道，允许 8 路模拟量常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 11 分时输入，共用 A/D 转换器进行转换。 三态输出锁器用于锁存 A/D 转换完的数字量，当 OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 图 ADC0809 内部结构图 8 条模拟量输入通道 ADC0809 对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是 05V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线： ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。 当 ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将 A、 B、 C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。 A、 B 和 C 为地址输入线，用于选通 IN0IN7 上的一路模拟量输入。 数字量输出及控制线： ST 为转换启动信号 ， 当 ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行 A/D 转换；在转换期间， ST 应保持低电平。 EOC 为转换结束信号。 当 EOC 为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行 A/D 转换。 OE 为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。 OE＝ 1，输出转换得到的数据； OE＝ 0，输出数据 线呈高阻状态。 D7~D0 为数字量输出线。 CLK 为时钟输入信号线。 因 ADC0809 的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为 500KHZ，VREF(+) ， VREF()为参考电压输入。 本设计中用单片机的 P0 口接收来自 0809 的 转 换数据， 、 、 依次接在 0809 的 A、 B、 C 地址线， 和 通过或非门 接在 0809 的 OE 端， 和 通过或非门 接 START 和 ALE 端， 通过或门 接 EOC 端 ，常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 12 时钟信号由单片机的 ALE 端经 74HC74 触发器二分频后提供，单片机采用12MHz 晶振， ALE 端经二分频后为 500KHz。 ADC0809 具体工作过程为：首先 、 、 输入 3 位地址，并使 和 低电平 输出 ， 将地址存入地址锁存器中 ，同时令 START 发出进行 A/D 转换的信号， 此 时 地址经译码选通8 路模拟输入之一到比较器 进行数模转换。 之后 EOC 输出信号变低，指示转换正在进行。 直到 A/D 转换完成， EOC 变为高电平，指示 A/D 转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请，而触发单片机动作准备接收数据，这 时 使 变为低 电平 输出 低 电平，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上，单片机读取 P0 口然后做下一步处理操作。 74HC74芯片 74HC74 是一款高速 CMOS 器件，它是双路 D 型上升沿触发器，带独立的数据（ D）输入、时钟（ CP）输入、设置（ SD）和复位（ RD）输入、以及互补的 Q 和 Q 非 输出。 设置和复位为异步低电平有效，且不依赖于时钟输入。 74HC74 数据输入口的信息在时钟脉冲的上升沿传输到 Q 口。 为了获得预想中的结果， D 输入必须在时钟脉冲上升沿来临之前，保持稳定一段就绪时间。 74HC74 的工作电压范围为： ～ V，其具有阻抗对称输出、高抗扰、低功耗、 ESD 保护等特性。 电路设计 AT89S52 单片机没有内置的 A/D 转换模块，因此采集的电压需要经 A/D 转换才可接入单片机。 如图 38 所示，模数转换的功能就是将太阳能光伏电池板产生的电压转化为数字信号方便单片机读取数据并对外围电路进行控制，此模块电路只要有 ADC0809， 74HC0 74HC74 组成，其中 74HC02 是由各 或 非门集成的芯片，此模块性能稳定。 本系统主要利用 AD 采集电压和电流信号，时钟口连接，方便程序的编写， 74HC74 主要的作用是将单 片机 30 引 脚的 ALE频率进行多次分频，最后转化为可供 ADC0809 使用的 500KHz 信号。 ADC0809的最大测量电压是 5V，本电路在测量高电压时采用电阻分压方式，间接测量高电压。 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 13 ALE(500K)111213U1D74HC02456U1B74HC02123U1A74HC02D017D1。