1、本設(shè)計基于C8051F330的PWM 限流控制器結(jié)合蓄電池充放電特性和電池伏安特性，專為LED路燈設(shè)計的充放電路。白天太陽能電池板給蓄電池充電作為供電能源，燈不亮；在晚上，蓄電池對LED路燈放電，達(dá)到照明目的。1 太陽能路燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計1.1 硬件組成路燈控制電路系統(tǒng)如圖1- 1 所示。圖1-1 路燈控制電路系統(tǒng)1.2 控制器1.2.1 充放電電路選用C8051F330 單片機作主控制芯片，檢測太陽電池電壓、蓄電池電壓及充放電流等參數(shù)，并按一定算法控制MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷，達(dá)到控制路燈系統(tǒng)充放電的功能。圖1- 2 為控制器充放電電路圖，電池板電壓經(jīng)R1 和R2 分壓送至A/D轉(zhuǎn)換口檢測，以

2、判別光線強弱。光照充足時，電池板給蓄電池充電?？刂破鲗崟r檢測蓄電池端電壓，同時按設(shè)定轉(zhuǎn)換點的蓄電池端電壓值，控制充電各階段的電壓轉(zhuǎn)換和停充。圖1-2 充放電電路 MOSFET開關(guān)電路 設(shè)計中用MOSFET實現(xiàn)電路通斷。MOSFET開關(guān)頻率高適合作為PWM 控制充電開關(guān)。采用N溝道MOSFET，導(dǎo)通電壓Vth0，由圖1- 3 實現(xiàn)MOSFET驅(qū)動。R1 為基極限流電阻，C為加速電容。當(dāng)輸入信號上升、下降時，R1 電阻瞬間被旁路并提供基極電流，在晶體管由導(dǎo)通狀態(tài)變化到截止?fàn)顟B(tài)時能夠迅速從基區(qū)取出電子（因為R1 被旁路），消除開關(guān)的時間滯后，提高開關(guān)速度。圖1-3 MOSFET 驅(qū)動電路圖1.3 電

3、流采樣電路 通過康銅絲電阻采樣的電壓經(jīng)LM358 放大輸入單片機，進行數(shù)據(jù)的處理。如下圖1- 4 所示。圖1-4 電流的采樣電路回路電流在康銅絲電阻上產(chǎn)生的壓降輸入到放大器的反向輸入端。其中1.4 電源電路 如圖1- 5 所示，蓄電池電壓經(jīng)過R1 限流后輸入到穩(wěn)壓器7812再通過IN4733 進行分壓后，經(jīng)穩(wěn)壓器AS117，將輸出電壓調(diào)至3.3V以供單片機工作。圖1-5 電源電路1.5 外圍電路的硬件設(shè)計 C8051F330 的P0.2 為蓄電池電壓采樣值輸入，P0.3 為太陽能光伏電壓采樣值輸入，P0.4 為主電路中電流采樣輸入，P0.1 與P0.5 設(shè)計為脈寬調(diào)制信號輸出，P0.6 為溫度

4、檢測輸入，加設(shè)撥碼開關(guān)為路燈設(shè)置定時，可分別定時116 個小時。2 軟件設(shè)計2.1 系統(tǒng)軟件框圖程序設(shè)計完成系統(tǒng)初始化，并以查詢方式檢測電路參數(shù)及控制充放電，其流程圖如圖2- 1 所示：圖2-1 軟件流程圖根據(jù)鉛酸蓄電池特點，應(yīng)用C8051F330 的PWM 功能對其進行充電管理。當(dāng)太陽能電池正常充電時蓄電池開通，MCU關(guān)斷負(fù)載；夜間或太陽能電池不充電時蓄電池對LED放電。當(dāng)充電電壓高于28.2V時，停止對蓄電池充電；此后當(dāng)電壓掉至24.8V時，蓄電池進入浮充態(tài)，當(dāng)?shù)陀?1.6V后，浮充態(tài)關(guān)閉，進入均充態(tài)。當(dāng)蓄電池電壓低于21.6V時，MCU停止對負(fù)載供電，以保護蓄電池不過放。2.2 充電程序

5、（PWM波輸出控制）C8051F330 的可編程計數(shù)器陣列PCA實現(xiàn)3 路8 位PWM 或16位PWM 功能。PCA 的PCA0H 與PCA0L 決定調(diào)制波頻率，通過改變捕捉/ 比較模塊的高字節(jié)PCA0CPHn 與低字節(jié)PCA0CPLn 可以改變調(diào)制波的占空比。本設(shè)計通過調(diào)節(jié)占空比實現(xiàn)蓄電池三個充電階段：蓄電池電量小于21.6v 快充，大于21.6v 小于24.8v 均勻充，大于24.8v 小于28,2v浮充。采用8 位PWM 輸出，占空比為=（256- PCAOCPHn）/256附程序：voidCharge （void）if （c0x0f0a） /28.2v關(guān)閉充電PCA0CPM0|=0x4

6、0；/ 使能PCA模塊0的比較器功能PCA0CPL0=0x00；/ 設(shè)置占空比PCA0CPH0=0xFF；/ 占空比約為0%P0_1=1；elseif （c0x0d3a） /24.8v浮充電PCA0CPM0|=0x40；/ 使能PCA模塊0 的比較器功能PCA0CPL0=0x00；/ 設(shè)置占空比PCA0CPH0=0x80；/ 占空比為50%P0_1=1；elseif （c0x0b85） /21.6v均充電PCA0CPM0|=0x40；/ 使能PCA 模塊0 的比較器功能PCA0CPL0=0x00；/ 設(shè)置占空比PCA0CPH0=0x30；/ 占空比為81.25%P0_1=1；else / 快充電PCA0CPM0|=0x40；/ 使能PCA 模塊0 的比較器功能PCA0CPL0=0x00；/ 設(shè)置占空比PCA0CPH0=0x00；/ 占空比為100%P0_1=1；3 總結(jié) 本設(shè)計依照光