AD_PWM太阳能电池充放电控制器，原理图/源程序，测试通过 -

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项目：太阳能充放电控制器
功能：通过STC12C5410AD 的AD/PWM控制太阳能电池系统的充放电
(1)白天状态给电池充电。
1.1采用三段充电法，激活（5.0-5.8V），恒流（5.8-6.9V），涓流充电（6.9-7.2V）。
1.2充电状态红灯亮。
(2)黑天状态给电池给负载放电。
2.1开始放电全功放电。6个小时后，半功率放电。（实验板上地方不够，未做，下一版改进）
2.2电池放电保护电压5.2V
(3)白-》黑天过渡状态大概5分钟，其间LEDG闪烁。
(4)按钮模拟黑天功能。
设计：robin_chen559
日期：2013.07.09
备注：(1)晶振频率 11.059M (2)电池6V 2.5AH铅酸电池
(3)太阳能电池板19V620MA 11W
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#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; //单片机供电
sbit VINT0 = P3^2; //INT0端口
bit Bat_CR = 0 ; //charge ready充电充满切换窗口
bit Bat_OP = 0 ; //open 电池过冲切换窗口
bit LEDG_Flash = 0 ; //判断天黑等待LEDG闪烁标志
bit Bat_DCH_Bit = 0; //放电标志，防等待LEDG闪烁进入放电状态后还闪
bit Bat_DCH_Wait = 0; //判断天黑等待放电标志
bit SW_ON_Bit = 0 ; //按钮按下标志
uchar Bat_CH_DCH = 0 ; //充放电转换标志 0充电，1放电,2按钮按下判断
uchar T0_num = 0 ; //定时器1计时参数
uint num = 0; //天黑判断延时计数参数
//子程序声明
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
//延时子程序
void Delay_MS(uint MS)
{
uint i,j;
for(i=MS;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
//定时器初始化子程序
void Timer_init(void)
{
TMOD = 0x11; //0001 0001 定时器0/1 ，1模式16位计数
EA = 1; //允许总中断发生
ET0 = 1; //允许定时器0中断
TR0 = 1; //定时器0开启
TH0 = (65536-46080)/256; //高八位装值
TL0 = (65536-46080)%256; //低八位装值
}
//定时器0中断子程序
void Timer_0(void)interrupt 1
{
TH0 = (65536-46080)/256; //高八位装值
TL0 = (65536-46080)%256 ; //低八位装值
T0_num++;
if(T0_num==10)
{
T0_num = 0; //计时清零
if(LEDG_Flash == 1)
{
LEDG = ~LEDG; //LED_G闪烁
}
}
}
//AD初始化子程序
void init_AD(void)
{
P1M0 = 0x11; //0001 0001
P1M1 = 0xff; //1111 1111 AD4 /AD0开漏为AD输入，其余强推挽输出
ADC_CONTR = 0xe0; //1110 0000
Delay_MS(3);
}
//AD转换
int Get_AD(uchar channel)
{
uchar AD_finished = 0; //设AD转换完成标志
int result;
ADC_CONTR|=channel; //选择AD转换通道
ADC_CONTR|=0x08; // 开始ad转换
while(AD_finished == 0) //等待AD转换完成
{
AD_finished=(ADC_CONTR&0x10);
}
result = ADC_DATA*4+ADC_LOW2; //读走AD转换结果
ADC_CONTR&=0xe0; // 1110 0000 清除转换完成标志，关闭AD。
return(result); //AD转换结果返回给函数
}
//AD转换结果运算子程序
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转换结果相加
}
VAL_AD/=100.0; //100次AD转换平均值
VAL_AD=VAL_AD*5/1024; //求十进制AD值
return(VAL_AD); //返回十进制AD值
}
//开机外接电源判断子程序
void Power_Star(void)
{
if(AD_AV(0)<3.0) //vin大于9V，市电加载
{
LEDG = 0; //外接电源正常，绿色LED亮
LEDR = 1;
init_PWM(0xff); //PWM D=0,关闭充电
}
}
//太阳能电池板基本无输出，黑天
void Power_OFF(void)
{
if(AD_AV(0)<1.0) //vin小于3V，太阳能电池板基本无输出
{
num++; //阳光不好太阳能供电不足，充电电路拉低太阳能板输出电压
Bat_DCH_Wait = 1; //判断天黑等待放电
if(Bat_DCH_Bit == 0)
{
Bat_CH_DCH = 2; //充放电切换等待，天黑等待和放电状态判断条件相同
LEDG_Flash = 1; //判断天黑等待LEDG闪烁
}
}
if(AD_AV(0)>1.0) //vin大于3V，太阳能电池板有输出
{
num = 0;
Bat_DCH_Bit = 0; //放电后重新充电
Bat_CH_DCH = 0; //日食条件，时间大于5分钟，太阳能电池板重新上电
LEDG_Flash = 0; //回复充电状态，LEDG禁止闪烁
}
if(num>1512) //太阳能电池板连续一段时间电压小于3V，252 对应10S;14652对应300秒（精度5S）
{
init_PWM(0xff); //PWM D=0,关闭充电
Bat_CH_DCH = 1; //电池放电，改进板单片机供电和放电分开
// num=0不合适，否则在放电过程中手欠按下按钮，系统重新进入黑天判断等待计数。
}
//如等待时间过长可考虑太阳能电池板意外，不能维持单片机判断黑天等待时间
}
//充放电切换等待子程序
void Bat_CH_DCH_Wait(void)
{
LEDR = 1 ; //充电红灯关闭，避免等待过程中切充电红灯闪
}
//开机电池检测子程序
void Bat_Star(void)
{
Bat_Sen_SW = 1 ; //打开电池电压检测三极管
if(AD_AV(4)<1.5) //电池未接，黄灯亮
{
LEDY = 0 ;
}
if(AD_AV(4)>1.5) //电池挂载，红灯亮，充电
{
LEDR = 0 ;
Bat_CH_DCH = 0 ; //进入充电程序
}
}
//PWM子程序
void init_PWM(uchar D_PWM )
{
CMOD = 0x00; //设置PWM定时器
CL = 0x00;
CH = 0x00;
CCAPM0 = 0x42; //PWM0设置为PWM模式
CCAP0L = 0x10 ; //PWM0设置
CCAP0H = D_PWM ;
CR = 1; //开始PWM定时器
}
//充电程序
void Bat_CH(void)
{
bit Bit_RED_ON = 0 ;
Bat_Sen_SW = 1; //允许电池电压检测
Bat_DCH_SW = 0; //放电使能关闭
Bat_DCH_Wait = 0; //判断天黑等待封禁
MUC_POWER = 1; //防止电池开路时按钮按下，天黑放电失效
if(AD_AV(4)<1.66) //电池断开，充电电路不通（0.5太低）
{
Bat_OP = 1; //电池给单片机供电PNP管漏电过去
init_PWM(0xff);
}
if((AD_AV(4)>1.66)&(AD_AV(4)<2.05)) //电池挂载，电压范围5.0-5.8V,PWM D=0.3
{
init_PWM(0xb3); // PWM D=0.3 0xb3 (D=0.1驱不动，表上无电流)
Bat_CR = 0; //防冲完电后换电池
Bat_OP = 0; // 清除电池开路标志
}
//电池挂载，电压范围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; // 清除电池开路标志
if(AD_AV(4)<2.27) // Vbat 6.5V,窗口下端，放电至6.5V以下，充电红灯才会重新亮
{
Bit_RED_ON = 1; //红灯亮置“1”
}
if(Bit_RED_ON == 1)
{
Bat_CR = 0; //防冲完电后换电池
}
}
//电池挂载，电压范围6.9-8.0V,PWM D=0.3
if((AD_AV(4)>2.42)&(AD_AV(4)<=2.80))
{ //窗口比较，用7.0判6.9V
Delay_MS(10);
if (AD_AV(4)>2.35) //确定电池基本充到6.7V（窗口）
{
Bat_OP = 0; // 清除电池开路标志
init_PWM(0xb3); //PWM D=0.3，绢流充电(电池老化后，维持电压)
}
if (AD_AV(4)>2.40) //确定电池基本充到7.0V（窗口）
{
Bat_OP = 0; // 清除电池开路标志
Bit_RED_ON = 1;
}
if(Bit_RED_ON == 1)
{
Bat_CR = 1; //充电完毕，红色指示灯关闭
}
if(AD_AV(4)>2.52)
{
init_PWM(0xff); //Vbat 7.2V PWM D=0 (电池老化后，小电流仍会使电压虚高电压)
}
}
if(AD_AV(4)>2.80) //电池开路，电压范围8V,PWM D=0.75
{
if ( AD_AV(4)>2.80)
{
Bat_OP = 1; //电池开路标志置 ‘1’
init_PWM(0x40); //PWM 0x40 D=0.75
}
}
//状态指示灯
LEDG = 0 ; //主电绿灯亮
if (Bat_CR == 0) //充电未完成
{
LEDR = 0; // 指示红灯亮
LEDY = 1; //指示黄灯灭
}
if(Bat_CR == 1) //充电完成
{
LEDR = 1; // 指示红灯灭
LEDY = 0; //指示黄灯亮
}
if (Bat_OP == 0) //电池开路
{
LEDY = 1; //指示黄灯灭
}
if (Bat_OP == 1) //电池开路
{
LEDR = 1; // 指示红灯灭
LEDY = 0; //指示黄灯亮
}
}
//中断初始化
void Init_Inte(void) //中断初始化
{
EA = 1; //开总中断
IT0 = 1; //下降沿触发中断
EX0 = 1; //开外部0中断
}
//中断0响应
void Inter0(void) interrupt 0 //外部中断0程序
{
SW_ON_Bit = 1 ; //开关按下标志置“1”
}
//按键按下判断
void SW_ON_CHAR(void)
{
if( SW_ON_Bit == 1) //按钮确定按下
{
VINT0 = 1; //端口置“1”好判断
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //三个空周期，待电平稳定
if(VINT0 == 0) //按钮按下
{
Delay_MS(10);
if(VINT0 == 0) //确定按钮按下
{
Bat_CH_DCH = 1; //放电标志置“1”
}
}
}
}
//按钮松开判断
void SW_OFF_CHAR(void)
{
if( SW_ON_Bit == 1) //确定之前有开关按下
{
VINT0 = 1; //端口置“1”好判断
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //三个空周期，待电平稳定
if(VINT0 == 1) //INT0电平为高
{
Delay_MS(10);
if(VINT0 == 1) //确定按钮松开，放电标志置"0"
{
SW_ON_Bit = 0; //按钮按下标志清除
if(Bat_DCH_Wait == 0) //防止判断天黑绿灯闪烁时按钮按下时序混乱
{
Bat_CH_DCH = 0;
}
}
}
}
}
//放电子程序
void Bat_DCH(void)
{
float VCC_DCH; //设定放电基准电压
float DCH_AD_AV4; //放电电池采样电压
Bat_Sen_SW = 1; //允许电池电压检测
Bat_DCH_SW = 1; //电池放电开关开启
Bat_DCH_Bit = 1; //放电标志置“1”
init_PWM(0xff); //设置PWM后端口输出0不好使了,避免按钮测试放电电流有差异
LEDG_Flash = 0; //等待状态切换到放电状态,禁止LEDG闪烁
LEDR = 1; //三色指示灯全灭
LEDG = 1;
LEDY = 1;
//放电保护
VCC_DCH = (1024*2.5)/AD_AV(2); //计算放电基准电压
DCH_AD_AV4 = AD_AV(4)*VCC_DCH/1024; //放电基准电压下电池电压
if(DCH_AD_AV4<1.82) //电池电压小于5.2V
{
Bat_DCH_SW = 0; //电池放电开关关闭，电池停止放电
MUC_POWER = 0; //否则检测太阳能板无电，还是继续进入放电状态
}
}
//主程序
void main(void)
{
init_AD(); //AD初始化
Timer_init(); //定时器初始化
Init_Inte(); //中断初始化
Power_Star(); //开机检测外接电源
Bat_Star(); //开机电池检测
MUC_POWER = 1; //中断响应，电池来不及供电
P3M0 = 0x00; // 0000 0000
P3M1 = 0xfb; // 1111 1011
while(1)
{
Power_OFF(); //判断是否黑天
SW_ON_CHAR(); //判断按钮是否按下
SW_OFF_CHAR(); //判断按钮是否松开
if(Bat_CH_DCH==0)
{
Bat_CH(); //电池充电
}
if(Bat_CH_DCH==1)
{
Bat_DCH(); //电池放电
}
if(Bat_CH_DCH==2)
{
Bat_CH_DCH_Wait(); //充放电切换等待
}
}

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