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項目：太陽能充放電控制器
功能：通過STC12C5410AD 的AD/PWM控制太陽能電池系統的充放電
(1)白天狀態給電池充電。
1.1采用三段充電法，激活（5.0-5.8V），恒流（5.8-6.9V），涓流充電（6.9-7.2V）。
1.2充電狀態紅燈亮。
(2)黑天狀態給電池給負載放電。
2.1開始放電全功放電。6個小時后，半功率放電。（實驗板上地方不夠，未做，下一版改進）
2.2電池放電保護電壓5.2V
(3)白-》黑天過渡狀態大概5分鐘，其間LEDG閃爍。
(4)按鈕模擬黑天功能。
設計：robin_chen559
日期：2013.07.09
備注：(1)晶振頻率 11.059M (2)電池6V 2.5AH鉛酸電池
(3)太陽能電池板19V620MA 11W
***********************************************************************************/
#include<STC12C5410AD.H>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit LEDR = P1^7;
sbit LEDG = P1^6;
sbit LEDY = P1^5;
sbit Bat_Sen_SW = P1^3;
sbit Bat_DCH_SW = P3^5;
sbit MUC_POWER = P3^3; //單片機供電
sbit VINT0 = P3^2; //INT0端口
bit Bat_CR = 0 ; //charge ready充電充滿切換窗口
bit Bat_OP = 0 ; //open 電池過沖切換窗口
bit LEDG_Flash = 0 ; //判斷天黑等待LEDG閃爍標志
bit Bat_DCH_Bit = 0; //放電標志，防等待LEDG閃爍進入放電狀態后還閃
bit Bat_DCH_Wait = 0; //判斷天黑等待放電標志
bit SW_ON_Bit = 0 ; //按鈕按下標志
uchar Bat_CH_DCH = 0 ; //充放電轉換標志 0充電，1放電,2按鈕按下判斷
uchar T0_num = 0 ; //定時器1計時參數
uint num = 0; //天黑判斷延時計數參數
//子程序聲明
void Delay_MS(uint MS);
void init_AD(void);
void Timer_init(void);
int Get_AD(uchar channel);
float AD_AV(uchar channel);
void Power_Star(void);
void Bat_Star(void);
void Bat_CH(void);
void init_PWM(uchar D_PWM);
void Init_Inte(void);
void Bat_DCH(void);
void Power_OFF(void);
void Bat_CH_DCH_Wait(void);
void SW_ON_CHAR(void);
void SW_OFF_CHAR(void);
//子程序
//延時子程序
void Delay_MS(uint MS)
{
uint i,j;
for(i=MS;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
//定時器初始化子程序
void Timer_init(void)
{
TMOD = 0x11; //0001 0001 定時器0/1 ，1模式16位計數
EA = 1; //允許總中斷發生
ET0 = 1; //允許定時器0中斷
TR0 = 1; //定時器0開啟
TH0 = (65536-46080)/256; //高八位裝值
TL0 = (65536-46080)%256; //低八位裝值
}
//定時器0中斷子程序
void Timer_0(void)interrupt 1
{
TH0 = (65536-46080)/256; //高八位裝值
TL0 = (65536-46080)%256 ; //低八位裝值
T0_num++;
if(T0_num==10)
{
T0_num = 0; //計時清零
if(LEDG_Flash == 1)
{
LEDG = ~LEDG; //LED_G閃爍
}
}
}
//AD初始化子程序
void init_AD(void)
{
P1M0 = 0x11; //0001 0001
P1M1 = 0xff; //1111 1111 AD4 /AD0開漏為AD輸入，其余強推挽輸出
ADC_CONTR = 0xe0; //1110 0000
Delay_MS(3);
}
//AD轉換
int Get_AD(uchar channel)
{
uchar AD_finished = 0; //設AD轉換完成標志
int result;
ADC_CONTR|=channel; //選擇AD轉換通道
ADC_CONTR|=0x08; // 開始ad轉換
while(AD_finished == 0) //等待AD轉換完成
{
AD_finished=(ADC_CONTR&0x10);
}
result = ADC_DATA*4+ADC_LOW2; //讀走AD轉換結果
ADC_CONTR&=0xe0; // 1110 0000 清除轉換完成標志，關閉AD。
return(result); //AD轉換結果返回給函數
}
//AD轉換結果運算子程序
float AD_AV(uchar channel)
{
float VAL_AD = 0;
uchar num ;
for(num=100;num>0;num--)
{
VAL_AD+=Get_AD(channel); //100次AD轉換結果相加
}
VAL_AD/=100.0; //100次AD轉換平均值
VAL_AD=VAL_AD*5/1024; //求十進制AD值
return(VAL_AD); //返回十進制AD值
}
//開機外接電源判斷子程序
void Power_Star(void)
{
if(AD_AV(0)<3.0) //vin大于9V，市電加載
{
LEDG = 0; //外接電源正常，綠色LED亮
LEDR = 1;
init_PWM(0xff); //PWM D=0,關閉充電
}
}
//太陽能電池板基本無輸出，黑天
void Power_OFF(void)
{
if(AD_AV(0)<1.0) //vin小于3V，太陽能電池板基本無輸出
{
num++; //陽光不好太陽能供電不足，充電電路拉低太陽能板輸出電壓
Bat_DCH_Wait = 1; //判斷天黑等待放電
if(Bat_DCH_Bit == 0)
{
Bat_CH_DCH = 2; //充放電切換等待，天黑等待和放電狀態判斷條件相同
LEDG_Flash = 1; //判斷天黑等待LEDG閃爍
}
}
if(AD_AV(0)>1.0) //vin大于3V，太陽能電池板有輸出
{
num = 0;
Bat_DCH_Bit = 0; //放電后重新充電
Bat_CH_DCH = 0; //日食條件，時間大于5分鐘，太陽能電池板重新上電
LEDG_Flash = 0; //回復充電狀態，LEDG禁止閃爍
}
if(num>1512) //太陽能電池板連續一段時間電壓小于3V，252 對應10S;14652對應300秒（精度5S）
{
init_PWM(0xff); //PWM D=0,關閉充電
Bat_CH_DCH = 1; //電池放電，改進板單片機供電和放電分開
// num=0不合適，否則在放電過程中手欠按下按鈕，系統重新進入黑天判斷等待計數。
}
//如等待時間過長可考慮太陽能電池板意外，不能維持單片機判斷黑天等待時間
}
//充放電切換等待子程序
void Bat_CH_DCH_Wait(void)
{
LEDR = 1 ; //充電紅燈關閉，避免等待過程中切充電紅燈閃
}
//開機電池檢測子程序
void Bat_Star(void)
{
Bat_Sen_SW = 1 ; //打開電池電壓檢測三極管
if(AD_AV(4)<1.5) //電池未接，黃燈亮
{
LEDY = 0 ;
}
if(AD_AV(4)>1.5) //電池掛載，紅燈亮，充電
{
LEDR = 0 ;
Bat_CH_DCH = 0 ; //進入充電程序
}
}
//PWM子程序
void init_PWM(uchar D_PWM )
{
CMOD = 0x00; //設置PWM定時器
CL = 0x00;
CH = 0x00;
CCAPM0 = 0x42; //PWM0設置為PWM模式
CCAP0L = 0x10 ; //PWM0設置
CCAP0H = D_PWM ;
CR = 1; //開始PWM定時器
}
//充電程序
void Bat_CH(void)
{
bit Bit_RED_ON = 0 ;
Bat_Sen_SW = 1; //允許電池電壓檢測
Bat_DCH_SW = 0; //放電使能關閉
Bat_DCH_Wait = 0; //判斷天黑等待封禁
MUC_POWER = 1; //防止電池開路時按鈕按下，天黑放電失效
if(AD_AV(4)<1.66) //電池斷開，充電電路不通（0.5太低）
{
Bat_OP = 1; //電池給單片機供電PNP管漏電過去
init_PWM(0xff);
}
if((AD_AV(4)>1.66)&(AD_AV(4)<2.05)) //電池掛載，電壓范圍5.0-5.8V,PWM D=0.3
{
init_PWM(0xb3); // PWM D=0.3 0xb3 (D=0.1驅不動，表上無電流)
Bat_CR = 0; //防沖完電后換電池
Bat_OP = 0; // 清除電池開路標志
}
//電池掛載，電壓范圍5.8-6.9V,PWM D=0.9/0.6
if((AD_AV(4)>=2.05)&(AD_AV(4)<=2.42))
{
init_PWM(0x19); //PWM D=0.9 0x19
Bat_OP = 0; // 清除電池開路標志
if(AD_AV(4)<2.27) // Vbat 6.5V,窗口下端，放電至6.5V以下，充電紅燈才會重新亮
{
Bit_RED_ON = 1; //紅燈亮置“1”
}
if(Bit_RED_ON == 1)
{
Bat_CR = 0; //防沖完電后換電池
}
}
//電池掛載，電壓范圍6.9-8.0V,PWM D=0.3
if((AD_AV(4)>2.42)&(AD_AV(4)<=2.80))
{ //窗口比較，用7.0判6.9V
Delay_MS(10);
if (AD_AV(4)>2.35) //確定電池基本充到6.7V（窗口）
{
Bat_OP = 0; // 清除電池開路標志
init_PWM(0xb3); //PWM D=0.3，絹流充電(電池老化后，維持電壓)
}
if (AD_AV(4)>2.40) //確定電池基本充到7.0V（窗口）
{
Bat_OP = 0; // 清除電池開路標志
Bit_RED_ON = 1;
}
if(Bit_RED_ON == 1)
{
Bat_CR = 1; //充電完畢，紅色指示燈關閉
}
if(AD_AV(4)>2.52)
{
init_PWM(0xff); //Vbat 7.2V PWM D=0 (電池老化后，小電流仍會使電壓虛高電壓)
}
}
if(AD_AV(4)>2.80) //電池開路，電壓范圍8V,PWM D=0.75
{
if ( AD_AV(4)>2.80)
{
Bat_OP = 1; //電池開路標志置 ‘1’
init_PWM(0x40); //PWM 0x40 D=0.75
}
}
//狀態指示燈
LEDG = 0 ; //主電綠燈亮
if (Bat_CR == 0) //充電未完成
{
LEDR = 0; // 指示紅燈亮
LEDY = 1; //指示黃燈滅
}
if(Bat_CR == 1) //充電完成
{
LEDR = 1; // 指示紅燈滅
LEDY = 0; //指示黃燈亮
}
if (Bat_OP == 0) //電池開路
{
LEDY = 1; //指示黃燈滅
}
if (Bat_OP == 1) //電池開路
{
LEDR = 1; // 指示紅燈滅
LEDY = 0; //指示黃燈亮
}
}
//中斷初始化
void Init_Inte(void) //中斷初始化
{
EA = 1; //開總中斷
IT0 = 1; //下降沿觸發中斷
EX0 = 1; //開外部0中斷
}
//中斷0響應
void Inter0(void) interrupt 0 //外部中斷0程序
{
SW_ON_Bit = 1 ; //開關按下標志置“1”
}
//按鍵按下判斷
void SW_ON_CHAR(void)
{
if( SW_ON_Bit == 1) //按鈕確定按下
{
VINT0 = 1; //端口置“1”好判斷
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //三個空周期，待電平穩定
if(VINT0 == 0) //按鈕按下
{
Delay_MS(10);
if(VINT0 == 0) //確定按鈕按下
{
Bat_CH_DCH = 1; //放電標志置“1”
}
}
}
}
//按鈕松開判斷
void SW_OFF_CHAR(void)
{
if( SW_ON_Bit == 1) //確定之前有開關按下
{
VINT0 = 1; //端口置“1”好判斷
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //三個空周期，待電平穩定
if(VINT0 == 1) //INT0電平為高
{
Delay_MS(10);
if(VINT0 == 1) //確定按鈕松開，放電標志置"0"
{
SW_ON_Bit = 0; //按鈕按下標志清除
if(Bat_DCH_Wait == 0) //防止判斷天黑綠燈閃爍時按鈕按下時序混亂
{
Bat_CH_DCH = 0;
}
}
}
}
}
//放電子程序
void Bat_DCH(void)
{
float VCC_DCH; //設定放電基準電壓
float DCH_AD_AV4; //放電電池采樣電壓
Bat_Sen_SW = 1; //允許電池電壓檢測
Bat_DCH_SW = 1; //電池放電開關開啟
Bat_DCH_Bit = 1; //放電標志置“1”
init_PWM(0xff); //設置PWM后端口輸出0不好使了,避免按鈕測試放電電流有差異
LEDG_Flash = 0; //等待狀態切換到放電狀態,禁止LEDG閃爍
LEDR = 1; //三色指示燈全滅
LEDG = 1;
LEDY = 1;
//放電保護
VCC_DCH = (1024*2.5)/AD_AV(2); //計算放電基準電壓
DCH_AD_AV4 = AD_AV(4)*VCC_DCH/1024; //放電基準電壓下電池電壓
if(DCH_AD_AV4<1.82) //電池電壓小于5.2V
{
Bat_DCH_SW = 0; //電池放電開關關閉，電池停止放電
MUC_POWER = 0; //否則檢測太陽能板無電，還是繼續進入放電狀態
}
}
//主程序
void main(void)
{
init_AD(); //AD初始化
Timer_init(); //定時器初始化
Init_Inte(); //中斷初始化
Power_Star(); //開機檢測外接電源
Bat_Star(); //開機電池檢測
MUC_POWER = 1; //中斷響應，電池來不及供電
P3M0 = 0x00; // 0000 0000
P3M1 = 0xfb; // 1111 1011
while(1)
{
Power_OFF(); //判斷是否黑天
SW_ON_CHAR(); //判斷按鈕是否按下
SW_OFF_CHAR(); //判斷按鈕是否松開
if(Bat_CH_DCH==0)
{
Bat_CH(); //電池充電
}
if(Bat_CH_DCH==1)
{
Bat_DCH(); //電池放電
}
if(Bat_CH_DCH==2)
{
Bat_CH_DCH_Wait(); //充放電切換等待
}
}

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