太陽能誘蟲燈系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及性能測試

誘蟲燈系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
      一個完整的基于單片機(jī)的誘蟲燈控制系統(tǒng),不僅包含硬件控制部分,還應(yīng)包含軟件部分。太陽能殺蟲燈硬件部分為軟件的工作搭建了平臺,而軟件可以使得硬件的功能充分的發(fā)揮,并且可以實(shí)現(xiàn)一些硬件電路不能實(shí)現(xiàn)的功能。所以,在單片機(jī)控制電路中,軟件和硬件相輔相成,必不可少。下面討論太陽能誘蟲燈控制器的軟件實(shí)現(xiàn)過程。
1、系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì)
(l)系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì)思路
      單片機(jī)軟件在編制時,首先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化,因?yàn)橛行┏绦虻膱?zhí)行是建立在中斷基礎(chǔ)上的,所以,在初始化時應(yīng)先關(guān)閉中斷,初始化完畢后再打開中斷。根據(jù)太陽能電池板的采樣電壓,判斷是白天還是晚上,是白天就轉(zhuǎn)入白天子程序,是晚上就轉(zhuǎn)入晚上子程序。在白天子程序中,通過檢測太陽能誘蟲燈蓄電池兩端電壓大小與充電控制設(shè)定電壓值進(jìn)行比較,選擇不充電、快速充電、PWM慢速充電、停止充電四種狀態(tài)。P惻充電控制子程序控制充電電壓的大小。并通過指示燈指示充電的狀態(tài)。充電過程會使得蓄電池溫度升高,導(dǎo)致蓄電池的充電轉(zhuǎn)換電壓會有所變化,故需設(shè)置溫度補(bǔ)償子程序。在黑天處理程序中,通過軟件將放電回路上的繼電器吸合,同時將太陽能誘蟲燈蓄電池端電壓與放電截止電壓比較,控制過放電開關(guān)管。
(2)系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì)框圖(如圖4.1)

2、白天黑天的判別程序設(shè)計(jì)
     太陽能誘蟲燈白天控制系統(tǒng)的充電,黑天控制系統(tǒng)的放電。判別白天和黑天時,首先要檢測太陽電池的電壓,對太陽能電池板電壓進(jìn)行采樣,采樣周期設(shè)定為105,采樣20次,求出20次采樣電壓的平均值是否小于2v(太陽能電池板閉值電壓采樣值)。如小于2V,為天黑;如大于2V,則為白天。同時,將相應(yīng)的反映白天或黑天的標(biāo)志位置1。確定為白天時,則還要判斷太陽能電池板的電壓有沒有比蓄電池的電壓高,太陽能電池板的電壓能不能達(dá)到充電的要求。確定為天黑時,將逆變器開關(guān)接通,接通負(fù)載的開關(guān)。同時檢測蓄電池兩端的電壓,通過開關(guān)管控制防止過放電。具體設(shè)計(jì)流程圖如圖4,2:

3、白天處理子程序設(shè)計(jì)
     白天主要完成對蓄電池的充電,其主要過程如下:在誘蟲燈充電之前,首先要檢測太陽能電池板的電壓能否達(dá)到充電要求,在檢測蓄電池的電壓的大小,因?yàn)樾铍姵囟穗妷籂顟B(tài)決定了充電的形式。如果蓄電池的端電壓處于13.5V以下,則應(yīng)使得控制充電的MOS始終接通,即采取全通電的充電方式;如果蓄電池的端電壓大于13.SV而小于14.4V時,采取PWM控制方式充電;如果端電壓大于14.4V,則切斷充電電路,MOS管不導(dǎo)通。另,在充電過程中,還要考慮溫度的影響,適當(dāng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
具體白天處理子程序的流程圖如圖4.3:

     在圖4.3中,溫度補(bǔ)償電壓直接疊加至充電狀態(tài)轉(zhuǎn)換電壓上,盡最大可能消除了溫度對蓄電池充電的影響。
     由圖4.3知,誘蟲燈蓄電池端電壓Ubat小于13.SV+Ut時,程序使得控制充電的端口Pl.O輸出為高電平,使得MOS管一直導(dǎo)通,采用全通方式進(jìn)行充電。而當(dāng)蓄電池電壓為大于13.sv十ut,小于14.4v+ut時,蓄電池采用PwM充電。隨著充電過程的進(jìn)行,蓄電池的端電壓增大,此時應(yīng)使得充電的脈寬不斷的變窄,當(dāng)蓄電池的電壓上升到14.4V+ut時,使得脈寬校驗(yàn)位為O,停止充電。PWM脈寬調(diào)制充電方式由軟件來實(shí)現(xiàn)的,其原理如下圖所示。當(dāng)蓄電池的端電壓Vbat=14.OSV時,其充電PWM脈寬波形如圖4.4:

     當(dāng)蓄電池的端電壓Vbat=14.22v其充電PWM脈寬波形如圖4.5:

     我們?nèi)�PWM脈沖的周期為ZMS,則MOS管的開關(guān)頻率為SOOHz。
4、黑天處理子程序設(shè)計(jì)
     太陽能誘蟲燈黑天處理子程序,主要對蓄電池的放電進(jìn)行控制"其主要過程如下:通過檢測太陽能電池板電壓確定黑天后,進(jìn)入黑天處理子程序中"在此程序中,主要是對放電控制電路中的放電回路進(jìn)行控制,在放電回路中,確定黑天后,Pl.2口確定輸出高電平,繼電器吸合,然后根據(jù)蓄電池的電壓控制放電MOS管的開閉,當(dāng)蓄電池的電壓小于H.3V時,MOS管閉合,切斷放電回路,防止過放電"黑天子程序?qū)崿F(xiàn)流程圖如圖4.6:

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