太陽能誘蟲燈系統軟件設計及性能測試

誘蟲燈系統軟件設計
      一個完整的基于單片機的誘蟲燈控制系統,不僅包含硬件控制部分,還應包含軟件部分。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揮,并且可以實現一些硬件電路不能實現的功能。所以,在單片機控制電路中,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現過程。
1、系統軟件整體設計
(l)系統軟件整體設計思路
      單片機軟件在編制時,首先進行系統的初始化,因為有些程序的執行是建立在中斷基礎上的,所以,在初始化時應先關閉中斷,初始化完畢后再打開中斷。根據太陽能電池板的采樣電壓,判斷是白天還是晚上,是白天就轉入白天子程序,是晚上就轉入晚上子程序。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定電壓值進行比較,選擇不充電、快速充電、PWM慢速充電、停止充電四種狀態。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。充電過程會使得蓄電池溫度升高,導致蓄電池的充電轉換電壓會有所變化,故需設置溫度補償子程序。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,控制過放電開關管。
(2)系統軟件整體設計框圖(如圖4.1)

2、白天黑天的判別程序設計
     太陽能誘蟲燈白天控制系統的充電,黑天控制系統的放電。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行采樣,采樣周期設定為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,將相應的反映白天或黑天的標志位置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到充電的要求。確定為天黑時,將逆變器開關接通,接通負載的開關。同時檢測蓄電池兩端的電壓,通過開關管控制防止過放電。具體設計流程圖如圖4,2:

3、白天處理子程序設計
     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到充電要求,在檢測蓄電池的電壓的大小,因為蓄電池端電壓狀態決定了充電的形式。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管不導通。另,在充電過程中,還要考慮溫度的影響,適當進行溫度補償。
具體白天處理子程序的流程圖如圖4.3:

     在圖4.3中,溫度補償電壓直接疊加至充電狀態轉換電壓上,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管一直導通,采用全通方式進行充電。而當蓄電池電壓為大于13.sv十ut,小于14.4v+ut時,蓄電池采用PwM充電。隨著充電過程的進行,蓄電池的端電壓增大,此時應使得充電的脈寬不斷的變窄,當蓄電池的電壓上升到14.4V+ut時,使得脈寬校驗位為O,停止充電。PWM脈寬調制充電方式由軟件來實現的,其原理如下圖所示。當蓄電池的端電壓Vbat=14.OSV時,其充電PWM脈寬波形如圖4.4:

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

     我們取PWM脈沖的周期為ZMS,則MOS管的開關頻率為SOOHz。
4、黑天處理子程序設計
     太陽能誘蟲燈黑天處理子程序,主要對蓄電池的放電進行控制"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,然后根據蓄電池的電壓控制放電MOS管的開閉,當蓄電池的電壓小于H.3V時,MOS管閉合,切斷放電回路,防止過放電"黑天子程序實現流程圖如圖4.6:

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