太阳能光伏系统控制器

主程序、定时中断服务子程序、A/D转换子程序、延时子程序、数值比较子程序等组成。

　　主程序主要用来进行初始化，设置单片机的工作模式，将各种控制电压值写入有关存储单元。

　　定时中断服务子程序使用了定时器/计数器Timer0，Timer0使用内部时钟源，预分频器采用256分频。由于PIC12F675的内部振荡器振荡频率为4MHz，1个指令周期为4个时钟周期，因此一个指令周期为1μs，经256分频后Timer0的8位计数器TMR0计数脉冲的周期为256μs，因此如果它的初始值取61，则计满256个数的时间为256×（256－61）=49920（μs）≈50ms，即每过50ms产生一次中断。程序中设置了一个计数变量N，每中断1次计1个数，每计满20个数时测量一下蓄电池的电压，即每过1s测一下蓄电池的电压，程序根据测量结果发出相应的控制指令。

　　PIC12F675有4通道10位的A/D转换器，这里使用了AN0和AN1两个通道，转换结果10位二进制输出到ADRESH和ADRESL寄存器中，输出格式采用左对齐，即前8位存入ADRESH，后两位存入ADRESL，如图3所示。A/D转换器的参考电压为5V，能转换的最大模拟电压值就是5V，因此取样电路要使用分压电阻，当输入的模拟电压值为5V时转换结果为1023=1111111111B，这时ADRESH=11111111B=FFH，ADRESL=11000000B=C0H。以蓄电池电压取样为例，当其电压为14.8V时，经分压后GP0输入的模拟电压为12.8×R12/（R11+R12）=12.8×2/（2+6.2）=3.61（V），对应的A/D转换结果为1023×3.61／5=739，程序中把每次检测蓄电池电压进行A/D转换值同739比较大小，当值大于739时即认为充电结束。程序中要用到的蓄电池各种控制电压值所对应的A/D转换结果见表1。

表1

名称 电压（V） A/D转换结果 ADRESH ADRESL
过充电电压14.8 739B8H C0H
过放电电压 10.8 539 86H C0H
恢复供电电压 12.3 614 99H80H

表2

序号元件名称位号 型号规格 数量
1 单片机 IC PIC12F6751
2 R10 金属膜 1/4W 680Ω 1
3 R7、R8 金属膜 1/8W 1kΩ 2
4 R1、R4、

R12、R16金属膜 1/8W 2kΩ 4
5电阻器R11 金属膜 1/8W 6.2kΩ 1
6R15 金属膜 1/8W 6.8kΩ 1
7R2、R5、

R9、R13金属膜 1/8W 10kΩ 4
8R3、R6、R14金属膜 1/8W 20kΩ 3
9 电容器 C2 瓷片 0.1μF 1
10 电解电容器 C1100μF/16V1
11 C3 10μF/16V 1
12 二极管 VD1、VD2、VD6 10V稳压二极管 3
13 VD5 5V稳压二极管1
14 VD7 1N5401 1
15 VD8、VD9 SB560（5A60V） 2
16 发光二极管 VD3φ3 绿色 1
17 VD4 φ3 红色1
18 三极管 VT2、VT4、VT5 2SC945 3
19 场效应管 VT1、VT3、VT6IRF3205 3
20 集成电路插座 DIP8 1
21 保险丝 FUSE 5A1
22 电路板PCB板 1

　　制作与调试

　　先将目标文件gfkzq.HEX写入单片机PIC12F675，按图4对有关配置位进行设置，具体烧写方法见《无线电》杂志以前的文章。控制器的印制电路图见图5，也可以使用万能电路板进行安装。元器件的型号规格和数量见表2。

　　图6是笔者制作的控制器实物（图中只装配了一路控制输出）。调试时主要是测试电压控制点是否准确，只要调准一个电压控制点，其他几个电压控制点也就基本准确了，这里选择调节过充电电压。由于控制器的A/D转换器的参考电压选择单片机的5V工作电压，因此5V稳压电源电压的大小影响到控制电压的精度，调试时用数字万用表测量此电压，误差较大（超过±0.2V）时应调换5V稳压二极管。

　　接下来在充电的过程中测量蓄电池的电压，当充电指示发光二极管由点亮到熄灭时的电压即为过充电电压，当此值偏离14.8V较大时，可通过改变取样电阻R11、R12的分压比来调整，当测量值大于14.8V时，减小R11或增加R12的阻值，调大分压比；反之增加R11或减小R12的阻值，调小分压比。使用时控制器输出的是蓄电池的12V直流电源，当用电器使用220V交流电源时，还要接入一个输入电压为DC12V的逆变器，逆变器的额定功率根据蓄电池的容量和使用要求确定。