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1、闽南理工学院毕业设计（论文）题目太阳能直流供电系统控制器设计系别电子与电气工程系专业汽车电子技术班级0910331学号091033139姓名杨黄锋指导教师杨明杰完成时间2012.05.25评定成绩教务处制2012年05月25日摘要设计一种用ST7单片机构成的全数字化太阳能直流供电系统控制器。系统在ST7单片机的控制下,能将太阳能电池转换的直流电进行有效存储和合理使用。系统充分利用了ST7单片机的软件资源,最大程度地简化了硬件电路,使电源具有较高的性价比和可靠性。关键词:ST7单片机;太阳能电池;直流电源;控制器Abstract:Onekindofthedigitalsolardirectcur
2、rentpowersupplysystemcontroller,whichbasedontheST7microprocessor,isdesigned.UndertheST7control,thedirectcurrentpowerconvertedfromthesolarcellscanbestoredandusedreasonably.ThesoftwareresourcesofST7microprocessorismadefulluse,sothehardwarecircuitissimplifiedtothegreatestextentandthepowersupplyisproved
3、tobelow-cost,highperformanceandreliability.Keywords:ST7microprocessor;solarcell;directcurrentpowersupply;controller目录引言11ST7单片机的性能特点22系统控制设计23硬件设计34软件设计45系统的控制运行66调试和结论7结束语8参考文献9致谢10引言随着经济的飞速发展,能源的过度挖掘,世界各国都在大力开发可再生能源(风能、太阳能、潮汐能、地热能等,又称绿色能源)。其中,太阳能电是发展最为迅速的一种绿色能源。太阳能供电系统均采用光伏电池PV(PhotoVoltaicscell)发
4、电、蓄电池储电、经电源释放储电的方式向用户供电。设计一种用于LED照明系统供电的太阳能直流电源控制器。传统控制器是直接在蓄电池两端并联负载LED,流过LED的电流和蓄电池电压成线性。蓄电池电压波动大时LED电流波动也大,LED长期工作在大电流下有可能失效。本设计选用ST7单片机来协调系统各环节之间的逻辑关系,控制系统的运行状态,采用单片机中的PWM技术并通过负载稳压实现LED恒流。1ST7单片机的性能特点意法公司的ST7FLITE05单片机,有着自身独特的优势。ST7FLITE05是ST7单片机子系列ST7FLITE0中一款实用的单片机;ST7FLITE0扩展了ST7低端的应用范围,设计成适用
5、于具有最新特点的极小封装内的应用;ST7FLITE0片内集成了低成本的外部器件,如使用一个高精度的RC振荡器替代传统的外部振荡电路等。ST7FLITE0单片机片内能提供较多的软硬件资源,因此本系统的硬件设计较为简单,软件设计较为灵活。ST7FLITE0单片机片内具有1.5kB程序存储器,128BRAM。ST7FLITE0的中断管理有10个中断向量加TRAP和RESET,还有4个外部中断输入(占用4个向量)。ST7FLITE0单片机有13个多功能双向I/O引脚,其中有9个复用I/O引脚,6个大电流输出引脚。它还有2个定时器,1个是8位LITE定时器(LT),LT具有看门狗、1个实际时间基准和1个
6、输入捕获;另1个是带输出比较功能和PWM的12位自动重装载定时器(AT)。ST7FLITE0的A/D变换器有5个输入通道。在VDD为5V,输入为0～5V时,分辨率为8位;如果输入为0～250mV,则通过设置内部的固定增益放大器,可使分辨率达11位。由上述可知ST7FLITE0系列单片机具有体积小、内部资源丰富的特点,适用于小型、简易的控制系统开发。本系统是一个控制量不多的小型、简易系统,选用ST7FLITE0能充分利用片内资源,最大程度地减少外部器件。2系统控制设计根据系统控制运行分析中提出的基本要求,设计出如图1所示的太阳能直流供电系统。本系统用太阳能电池将太阳能转换成直流电后,经充电电路存
7、储到蓄电池,再经过放电电路,按不同的供电要求供给不同的直流负载。为保证系统正常工作,设计了检测单元、保护单元、控制单元、显示单元及报警单元等。太阳能照明系统工作在充电状态时,一方面能保持太阳能电池输出功率最大,一方面考虑到蓄电池不同电量时的电流接受能力。影响太阳能电池的外界因素(温度、光照等)很多,且它的输出具有非线性特性[2],因此充电电流不稳定。蓄电池随着电量的变化,其电流接受能力也在变化。为
