MSP430单片机光伏发电系统中的太阳能控制器设计+电路图(2)

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1. 研究背景及现状

1.1 研究目的

1.1.1 研究目的

当今社会发展日新月异，太阳能发电作为环境友好型能源而被广泛应用，光伏发电控制器的设计就显得特别重要，光伏发电控制器行业的发展也突飞猛进，新的功能和各色的产品不断丰富我们的生活，促使了稳定性更强，使用更方便，精度更高的太阳能控制器的诞生成为可能[4]。随着电子技术不断提高电子产品日新月异，我们对太阳能控制器要求更高，传统的太阳能控制器已经跟不上人们生活的步伐，限制了光伏发电系统中太阳能控制器规范和推广。而以单片机为核心的智能控制器就是了解决太阳能控制器固有缺点而设计的，具有显示直观，操作方便的优点，它使太阳能用电设备使用起来更加的方便。

1.2 太阳能控制器的性能特点

1.2.1 自动保护功能

太阳能控制器第一个比较显著的性能和特点：它的控制器具有自动保护的功能[5]，例如，当太阳能控制器的工作环境中的温度过高，当发生短路或过度载荷，过充或者是过放的现象的时候，不需要任何人工的帮助，太阳能控制器能够智能的开启保护功能太阳能路灯控制器就可以自动的开启自动保护功能，这样就可以有效的避免因为这些原因而导致出现一些故障，降低了风险同时也减少了维修的成本和费用。

1.2.2 恒流输出

太阳能控制器另一个重要特性是工作状态下在任何情况下可以有效的保持恒流输出，我们都知道负载一般是需要借助整流器或稳压电源来保持它的恒流输出或者是限流输出[6]，要不然的话负载就不能够正常的工作，如果安装太阳能控制器的话可以解决这一问题并且简化了外围电路保证了用电安全，所以深受消费者的喜爱。

2. 方案选择

2.1 单片机

方案一：选用AT89C51单片机，AT89C51含有4字节FLASH存储器，有四组I/O口，即P0，P1，P2，P3，其中P3口是双功能口具有第二功能，内部没有ADC，需要外加ADC，芯片比较常见，市场价格低[7]。

方案二：选用MSP430系列单片机，MSP430自带有复位模块，有六组I/O口，即P1，P2，P3，P4，P5，P6，其中P1口和P2口具有第二功能，有S和COM口，作用作为I/O口和驱动液晶，内部含有ADC。

本设计选用方案二，本设计有时钟模块、LCD显示模块、报警模块等，需要一个具有强大I/O口功能的单片机。而且最主要的是AT89C51没有ADC模块需要另外加一个ADC0809模块，既麻烦又浪费接口。而采用MSP430则可以解决这些问题，并且MSP430内存大，运行速度快，非常符合本设计要求。

3. 控制器硬件设计

3.1 单片机

本控制器设计需要进行各种复杂算法，而且单片机还要对采集到的电压和电流进行处理，采集到的模拟信号要经过A/D转换器才能被单片机处理。所以本设计所选用的单片机必须有以下特点：有强大的数据处理能力、自带A/D转换器、有强大的I/O口[8]。

根据以上要求，本设计采用的是TI公司设计生产的一款超低功耗的16位单片机源!自`优尔~文)论(文]网[www.youerw.com。采用的MCU有以下特点：①低电压、超低功耗，所采用单片机工作电压1.8V~3.6V 本系统选用的是3.3V电压进行供电，有五级节电模式。②快速苏醒③16位精简指令集MCU，命令周期125nS。④单片机内部有PWM模块可配合外部器件组成12位ADC，并且具有采样、保持、自动扫描等功能。MSP430具有12位的模数转换器，避免了使用专门ADC造成的电路复杂。⑤2个16位计数器，具有捕获、门限功能。⑥具有片内比较器。⑦双串口。