基于AT89S52单片机的太阳能环境参数测试仪设计

2022-06-21 16:49分类：电子元器件阅读：

　 根据AT89S52单片机设计的太阳能发电环境监控系统检测仪设计方案

　　引言

　　为了更好地保证太阳能发电站系统软件可以一切正常的工作中，必须对太阳能发电站系统软件的各类环境监控系统开展精确测量，进而合理地把控其运作。文中详细介绍了一种基于单片机的太阳能发电主要参数检测仪，给予了3种主要参数的检测作用和通信协议，及其2种供电系统方法，既可做为手执机器设备应用，又能组装在发电量体系中，具备较高的实际意义。

　　1 硬件配置电路原理

　　1．1 整体构造

　　该检测仪以AT89S52单片机设计为关键，外接温度湿度感应器SHTll、光照强度感应器TSL2561、四位共阴数码显示管、RS485总线通信协议及其表明转换功能键。单片机设计通电工作中后，对当今溫度、环境湿度、光抗压强度开展即时精确测量，根据按钮转换将测量的3种主要参数根据LED数码显示管开展轮着表明；除此之外，还能够根据RS485总线与PC机开展通讯，将变量值传输到上位机软件，以实现远程控制检测的目地。该检测仪的构造方框图如图所示1所显示。

测试仪的结构框图

　　1．2 精确测量控制模块

　　溫度和环境湿度精确测量选用的是法国Sensirion企业生产制造的SHTll感应器。该控制器选用与众不同的CMOsens TM技术性，将温度湿度感应器、数据信号扩大解决、A／D变换、I2C总线所有集成化在一块集成ic上，可立即与51单片机插口。该集成ic选用数显式輸出，为程序编写带来了便捷。

　　光照强度精确测量使用的是TAOS企业生产制造的TSL2561光抗压强度感应器。它具备数显式輸出端口号和规范I2C总线插口，包含1～70 000 lx的宽光照强度范畴，特别适合室外条件下光照度的精确测量，适用太阳能发电站系统软件。图2为感应器与AT89S52单片机设计的通信接口设计方案。

传感器与AT89S52单片机的接口电路设计

　　1．3 开关电源

　　开关电源给予了2种供电系统方法：

　　①当检测仪做为手执机器设备运用时，可立即应用3．6V锂电，历经DC—DC工作电压变换集成icMAX756将工作电压升到5 V后为单片机设计和外接设备供电系统。

　　②当检测仪做为大型设备安裝在太阳能发电站当场时，能够选用太阳能发电供电系统。太阳能电池板造成的12 V工作电压根据电源芯片LM7805后，获得平稳的5 V工作电压輸出，输出电压既能够为检测控制模块供电系统还能够根据电池充电电源电路为冲电。图3是开关电源的硬件配置电路原理图。

电源模块的硬件原理图

　　1．4 电池充电电源电路

　　电池充电电源电路的主要元器件选用的是上海市如韵企业生产制造的专用型电池充电集成icCN3058，它还可以对每节磷酸铁锂电池充电锂电池开展恒流电源／恒流源电池充电。该元器件內部融合有输出功率晶体三极管，应用时不用设计方案外场电流量检验和防护电源电路，适用携带式的主要用途。

　　图4为冲电电源电路。在其中LEDl和LED2分别做为电池充电中合电池充电饱和状态二种情况的显示灯，R1在电池充电时起过流保护维护的功效；电容器C1和C2选用的是双层陶瓷电容(MLCC)，能确保电池充电电源电路稳定工作。

锂电池充电电路

1．5 通讯控制模块

　　检测仪根据RS485工业生产系统总线与PC机开展通讯，其硬件配置通信接口如图所示5所显示。

硬件接口电路

　　2 软件开发

　　2．1 总体方案设计

　　检测仪的程序开发自然环境选用的是Keil C，全部编码选用C语言撰写。为了更好地便捷调试程序和提升稳定性，手机软件选用模块化设计总体设计，关键由复位程序流程、源程序、程序段、终断系统服务等构成。单片机设计通电后即逐渐循环系统实行温度湿度、光照强度精确测量程序流程，并以调整的间隔时间在LED数码管上轮着动态展示；功能键转换和通讯作用一部分因为运用次数相比较低，为减少机器设备功能损耗，其程序流程以终断回应的形式实行。在这里要留意终断优先的设定：功能键终断优先应高过串口通信终断，不然将不能开展表明转换。主操作程序如图所示6所显示。

主程序流程

　　2．2 感应器驱动软件

　　本系統选用的感应器均为集成化数字芯片且都具备I2C总线插口，所以驱动软件的撰写要严谨遵循I2C总线的时钟频率。源程序为每一个主要参数开拓了一个8位的储存空间，感应器将收集到的信息经SDA脚位串行通信輸出，驱动软件将SDA网上輸出的信息开展串并变换，并储存到相对应的空间中，以便于别的作用程序流程启用。下列是光照强度感应器数据收集程序流程的部份编码。

　　(1)TSL2561复位