基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与制作
本科生毕业论文（设计）
论文（设计）题目：基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与
制作
2010年5月
目录
中文摘要 (1)
1 研究意义与功能介绍 (1)
2电路设计 (2)
2.1主原理图 (2)
2.2蓄电池充电方式 (3)
2.3充放电电路 (3)
2.4电压采集电路 (4)
2.5光耦开关电路 (4)
2.6单片机及其外围电路 (5)
2.7 A/D转换电路 (6)
2.8单片机电源电路 (6)
2.9 PCB图 (7)
2.10作品实物 (7)
3 主要器件介绍 (8)
3.1 AT89S51单片机 (8)
3.2 TLC549 (9)
3.3MOSFET (9)
3.4光耦 (9)
3.5太阳能电池 (10)
4 软件设计 (11)
4.1 主要程序流程图 (11)
4.2 主要C程序 (11)
5 测试 (14)
6 小结 (15)
参考文献 (15)
英文摘要 (16)
致谢 (17)
基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与制作
内容摘要本文介绍了一种基于单片机的太阳能控制器，系统使用低功耗、高性能的AT89S51单片机作为控制电路的核心器件。此系统由太阳能电池模块，蓄电池，充放电电路，电压采集电路，单片机控制电路和光耦驱动电路组成。设计使用PWM（脉宽调制）控制技术来控制蓄电池充放电，通过控制MOSFET管开启和关闭达到控制电池充放电的目的。实验结果表明，该控制器性能可靠，可以监视太阳能电池和蓄电池电池状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的使用寿命。
关键词太阳能；控制器；AT89S51单片机
我国现阶段的用电主要靠水力发电，但是我国水力资源在地域分布上极不平衡，总体来看，西部多、东部少。对于水电资源缺乏的地区或者用电超负荷的城市开发新能源是当务之急。我国的西部地区，包括西藏、新疆、青海、内蒙古、四川等省年日照时间长，这些地区面积宽广、人口密集低，在一些偏僻的地区传统的供电设施建设成本高，电能的供需矛盾显得十分突出，因此当地政府充分利用太阳能发电解决无电地区的用电具有重大的战略意义。为了更高效的利用太阳能，白天将太阳能转化为电能，利用蓄电池将剩余的电能储存起来，需要用电时即可由蓄电池供电。
1 研究意义与功能介绍
1.1 研究意义
随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，近年来能源供需矛盾突出，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳光没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：1.无枯竭危险；2.干净无公害；3.不受资源分布地域的限制；4.可在用电处就近发电；5.能源质量高；6.获取能源花费的时间短。
1.2 功能介绍
本系统以ATMEL系列中的AT89S51单片机为控制中心，软硬件的结合，利用分压电路对蓄电池，太阳能电池的电压、电流进行采样。再经过A/D转换采样数据输入到单片机中进行处理。单片机输出经光耦驱动MOSFET管来控制外接电路开启关闭。该系统可以实现控制蓄电池的最优充放电，当蓄电池电压在14.4V+0.5时，太阳能电池停止
对蓄电池充电，当蓄电池电压在10.9V+0.5时，蓄电池停止对负载放电；负载电流检测电路可进行过流保护及负载功率检测（如图1）。
太阳能电池蓄电池
分压电路
采集电压
分压电路采
集电压
A/D转换
A/D转换
AT89S51
单
片
机
光耦电路
光耦电路
充电控制
放电控制
图1系统结构框图
2电路设计
2.1 主原理图
如图2所示，电路包含太阳能电池，DC-DC变换电路，蓄电池，数据采集电路，A/D转换电路，单片机控制电路及状态显示部分。本设计以ATMEL系列AT89S51单片机为控制中心的软硬件的结合，使用并联在电池两端的两个串联电阻，以分压方式对蓄电池、太阳能电池的电压进行采样，送到A/D转换得到一个数字信号的电压值，再将信号送入到单片机中进行处理。单片机输出经光耦电路控制MOSFET管。控制MOSFET 管导通的方式是脉冲宽度调制(PWM)，根据程序设计的载荷变化来调制MOSFET管栅的偏置，达到实现开关功能。按程序设计当检测到蓄电池的电压低于12V，充电模式为均充，Q1为完全导通状态，也就是导通的脉冲占空比最大；当检测到蓄电池的电压在12V-14.5V，充电模式为浮充，Q1导通与不导通的占空比例变小；当检测到蓄电池的电压等于15V，Q1截止充电停止。当检测到蓄电池的电压低于10.8V，Q2关闭停止放电。
Y111M HZ
R9 10k
R5 5k
R75k
C647
C747
X1X2X1
X2D1
U5
U4
C1
100uF
D2
VCC
C5 10uF
RST RST C4 104
C3 100uF
Q2
K 1
VCC
K1
VCC
R6
R8
C2
C1
CLK2CLK1DO1DO2CS1CS2C1C2K2
K2
VCC VCC VCC Vin
Vin AD1AD2CLK1VCC
U4
DO1Vin CS1CS21234J1
CON4
DO2CLK2
1
2
3
4
5
6
J2CON6
RL
V in
1
G N D
2
Vout 3T1 LM7805
1
2
B1
Q1
D3 R10 200D4
R11 200
VCC
RST
9
RXD/P3.010INT0/P3.212INT1/P3.313T0/P3.414T1/P3.515EA/VPP 31
XTAL119
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.4
5M OSI/P1.56M ISO/P1.67SCK/P1.78P2.0/A8
21P2.1/A922P2.2/A1023
P2.3/A1124
P2.4/A1225
P2.5/A1326
P2.6/A1427
P2.7/A1528
ALE/PROG
30TXD/P3.111WR/P3.616RD/P3.717PSEN 29XTAL218GND 20
VCC 40
U1
AT89S51
REF+1
AIN 2
REF-3GND 4
CS
5DO 6CLK 7VCC 8
U2
TLC549
REF+1AIN 2
REF-3GND 4
CS
5DO 6CLK 7VCC 8
U3TLC549
C2
470uF
R150k
R25k R45k
R350k 1
2
B2
AD1
AD2
U4
图2系统设计电路图
2.2蓄电池充电方式
作为太阳能储能用的蓄电池由于存在过放、过充、使用寿命短等问题，要选择合适的充放电方式。所有的蓄电池充电过程都有快充、过充和浮充3个阶段，每个阶段都有不同的充电要求。现行的充电方法主要有恒流充电、恒压充电、恒压限流充电、间隙式充电法等，这些充电方法各有利弊。本设计采用最容易实现的恒压充电。蓄电池的电压在10.8V-12V 之间为快充；蓄电池的电压在12V-14.5V 之间为浮充；蓄电池的电压为14.5V 时停止充电。
2.3充放电电路
电路由防反充二极管D1、滤波电容C1、续流二极管D2、MOSFET 管Q1、滤波电容C2、MOSFET 管Q1等构成。二极管D1是为了防反充，当阴天或晚上蓄电池的电压高于太阳能电池的电压时，D1就生效。通过控制开关闭合跟断开的时间（即PWM —脉冲宽度调制），就可以控制输出电压。所使用的MOSFET 是电压控制单极性金属氧化物
半导体场效应晶体管，所需驱动功率较小。而且MOSFET只有多数载流子参与导电，不存在少数载流子的复合时间，因而开关频率可以很高，非常适合作控制充放电开关。设计中采用IRF9540N P沟道MOSFET管，P沟道MOSFET的导通电压Vth<0，由下图可以实现MOSFET的驱动。当光耦U5导通时，由于Q1的G极电压很小，G极近似接地，Vgs<0，当S极电压达到一定值时，Q1导通。Q2的原理类似。电路如图3。
D1
C1
100uF
D2
Q2
K
1
K2
Vin
RL 1
2
B1
Q1
R1
50k
R2
5k
R4
5k
R3
50k
1
2
B2
AD1AD2
U4
图3 充放电电路
2.4电压采集电路
如图4所示，电压采集电路使用两个串联的电阻，大小比例为10:1，然后并联在需要检测的电压两端，从两个电阻中间采集电压。由分压公式得出采集的电压为V R1R21/11，当蓄电池充满电时电压大概为14.5V，计算出采集到的电压为1.3V，符合A/D转换芯片的TLC549的输入值。
图4电压采集电路
2.5光耦开关电路
当输入信号C1为低电平时，光耦内部的发光二极管的电流近似为零，输出端两管脚间的电阻很大，相当于开关“断开”；当C1为高电平时，光耦内部的发光二极管发光，输出端两管脚间的电阻变小，相当于开关“接通”，此时从U5输入的电压经光耦流向接地端，K1处的电压接近为零，MOSEFT 的Vgs<0，当S 极电压达到一定值时，Q1导通。
R5 5k
R75k
U5
U4
K1
R6
R8
C2C1
K2
U4
Vin
图5 光耦开关电路
2.6单片机及其外围电路
本设计使用AT89S51单片机，单片机及其外围电路包括上电复位电路，晶振，LED 指示灯如图6所示，其中D3、D4为高电平有效，用来显示工作状态。
R9 10k
X1X2VCC
C5 10uF RST RST CLK2CLK1DO1DO2CS1CS2C1
C2VCC
1234
J1CON4
D3 R10 200D4
R11 200
VCC
RST
9
RXD/P3.010INT0/P3.212INT1/P3.313T0/P3.414T1/P3.515EA/VPP 31
XTAL119
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.4
5M OSI/P1.56M ISO/P1.67SCK/P1.78P2.0/A8
21
P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528ALE/PROG
30TXD/P3.111WR/P3.616RD/P3.717PSEN 29XTAL218GND 20
VCC 40
U1
AT89S51
图6 单片机及其外围电路
2.7A/D 转换电路
AT89S51单片机没有内置的A/D 转换模块，因此采集的电压需要经A/D 转换才可接入单片机。此设计采用8位串行A/D 转换器芯片TLC549（如图7）。需要采集的信号从2管脚AIN 输入，1管脚的基准电压使用5V ，5、6、7三管脚连单片机。
VCC
VCC
REF+1AIN 2REF-3GND
4
CS 5
DO 6CLK 7VCC 8
U2T LC549
AD1
图7 A/D 转换电路
2.8单片机电源电路
单片机对电源质量要求严格，只有波形稳定清晰的电源才能使单片机上电复位，否则无法上电复位，晶振不能起振，单片机就不工作。蓄电池提供的电压是12V ，单片机电源使用5V 电压，因此需要稳压后才能供单片机使用，本设计采用LM7805稳压后得到波形较好的电源才供单片机使用。
C4 104
C3
100uF
VCC Vin V in
1
G N D
2
Vo ut
3
T1
LM7805C2470uF
图8单片机电源电路
2.9PCB图
开始画PCB图是使用自动布线加手工修改，但是设成以单层板的形式自动布线，生成的PCB图走线弯弯区区太不规则，后来使用以双层面板的形式自动布线，然后将TopLayer层手工修改，得到的PCB图走线才像块板。
图9系统PCB图
2.10作品实物
图10作品实物图（正面）
图11作品实物图（背面）
3 主要器件介绍 3.1 AT89S51单片机
AT89S51单片机是ATMEL 公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash 只读程序存储器，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案[1]。
AT89S51具有以下特点：40个引脚，4k Bytes Flash
片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ），32个外部双向输入/输出（I/O ）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串通信口，看门狗（WDT ）电路，片内时钟振荡器。
图12 AT89S51单片机管脚图
3.2 TLC549
TLC549是美国德州仪器公司生产的8位串行A/D转换器芯片，可与通用微处理器、控制器通过CLK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17μs，TLC548允许的最高转换速率为45 500次/s，TLC549为40 000次/s。总失调误差最大为±0.5LSB，典型功耗值为6mW。采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，VREF-接地，VREF+－VREF-≥1V，可用于较小信号的采样[2]。
●电源电压：6.5V；
●输入电压范围：0.3V～VCC＋0.3V；
●输出电压范围：0.3V～VCC＋0.3V；
●峰值输入电流(任一输入端)：±10mA；
●总峰值输入电流(所有输入端)：±30mA；
图13 TLC549管脚图
●工作温度：－55℃～125℃
3.3 MOSEFT管
MOSEFT管是利用电场效应来控制电流的，由金属、氧化物和半导体制成，由于场效应管的栅极被绝缘层(例如SiO2)隔离，因此其输入电阻可达109欧以上。MOSEFT管所需驱动功率较小。而且MOSFET只有多数载流子参与导电，不存在少数载流子的复合时间，因而开关频率可以很高，非常适合作控制充放电开关。本设计采用IRF9540N P 沟道场效应管，以下是IRF9540N的一些参数：
V GS=0V,I D=-250uA
V GS=-10V,I D=-11A
V DS=V GS,I D=-250uA
V DS=-50V,I D=-11A
V DS=-80V V GS=0V,I DSS=250uA
V GS=20V,I GSS=100nA
3.4 光耦
光耦合器是以光为媒介传输电信号。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的
接收及信号放大。光耦工作时对输入、输出的电信号有很好的隔离作用，因此被广泛用在各种电路中。光耦的内部结构如图14所示，在1、2极之间加正向电压，内部的发光二极管（LED ）将会发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，3、4极之间导通。反之，光耦内部的发光二极管的电流近似为零，输出端两管脚间的电阻很大，相当于开关断开。由于单片机输出只有5V 不足于驱动MOSFET 管，因此驱动MOSFET 管的电压从U3出接出。
3.5太阳能电池 如右图所示，太阳能电池是利用半导体光伏效应制成的，能够直接将太阳辐射转换成电能的器件。具有很强的光伏效应半导体材料，当吸收一定能量的光子后其内部导电的载流子分
布和浓度发生变化。光照在半导体P/N 结上，就会在其两端产生光生电压，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。在这个过程中，光电池本身不发生任何化学反应，也没有转动磨损，因此使用太阳能电池的过程中没有噪声，没有环境污染，这是其他方式发电所不能比拟的。
3.6 蓄电池
国内目前被广泛使用的太阳能蓄电池主要是铅酸蓄电池，它的主要特点：寿命长，免维护安全可靠，具有比较好的循环充放电能力，具有很好的过充和过放能力。电池的正极活性物质是二氧化铅( PbO 2 )，负极活性物质是海绵状金属铅( Pb)，电解液是硫酸液(H 2 SO 4 )。本设计采用密封型铅酸电池，设计的蓄电池电压值为：12V ，充满断开电压为：14.1～14.5V ；恢复连接电压为：13.2V
。
图14 光耦合器
图15太阳能电池产生光伏效应
4 软件设计 4.1 程序主要流程图
开始
初始化变量
电压采集
Vbat>14.5V Vbat>12V 浮充充电
停止充电
Y
Y
N N Vbat>10.8V 快速充电
Y N 停止放电
结束
4.2主要C 程序
#include
sbit CLK = P0^0; /* AD 时钟信号 */ sbit CS = P0^2; /* AD 片选信号 */ sbit DOUT = P0^1; /* 数据输出 */ sbit FuZai = P1^1 ; sbit PWM = P1^0 ; sbit LED1 =P2^0; sbit LED2 =P2^1;
uchar t0,battery_v;
void delay(uint n) //延时函数
{
while(n--)
{
_nop_();
}
}
/*************************************/ void init()//初始化函数
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-50)/256;
TL0=(65536-50)%256;
EA=1;
ET0=1;
PWM=0;
LED1=1;
LED2=1;
}
/***********************************/ uchar adc_549(void) //AD转换
{
uint data_out=0;
uchar i;
CS = 1;
_nop_();
CS = 0;
for (i=0; i<8; i++) /* 读取8位数据*/ {
CLK = 0;
data_out = (data_out<<1)|DOUT;
CLK = 1;
_nop_();
}
CLK = 0;
CS = 1;
delay(3); /* 延时21us以上*/ return(data_out);
}
/**********************************/
void main(void)
{
init();
while(1)
{
battery_v=adc_549();
FuZai=1;//打开负载
if(battery_v>186)//蓄电池电压大于10V
{
LED1=1;
LED2=0;
if(224>battery_v>204)
{
TR0=1; //开启固定PWM充电
if(t0==5)
{
PWM=1;
}
if(t0==12)
{
t0=0;
PWM=0;
}
}
else
{
TR0=0;
LED1=1;
LED2=1;
}
}
else
{
LED1=0;
LED2=1;
FuZai=0;//关闭负载
}
}
}
void timer0() interrupt 1 //定时器0，用来产生PWM {
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
t0++;
}
5 测试分析
由于太阳能电池价格比较贵，所以设计中使用12V直流电源模拟太阳能电池。测试所用的蓄电池规格：12V，36Ah。测试用到的仪器：万能表，可调直流电源，示波器。测试的内容：检测蓄电池电压低于10.8V时，控制器是否中断放电电路；检测蓄电池电压在12V-14.5V是否PWM充电；检测蓄电池电压大于等于14.5V时控制器是否停止对蓄电池充电。由于测试使用的12V蓄电池容量太大（36Ah），假如此控制器以1A的电流对蓄电池充电，完成一次完整的充电所需时间大概为36小时，因此没能完全完成测试充电过程。使用此12V蓄电池测得的结果是控制器能够充放电。而测试控制器功能是否达到设计要求，所用的方法是用一个电压模拟蓄电池。
以下是模拟充电得到的参数：当模拟蓄电池的电压低于10V，MOSFET管Q2关闭停止对负载供电，同时红灯亮；当模拟蓄电池的电压在10V-12V之间，Q1导通对蓄电池充电，同时绿灯亮；当模拟蓄电池的电压在12V-14V之间，PWM充电，同时绿灯亮；当模拟蓄电池的电压高于14V，MOSFET管Q1关闭停止充电，同时两个灯亮。
6 小结
本设计是基于AT89S51单片机的太阳能充放电控制器，以恒压限流的方式给蓄电池充电, 使用开关频率很高的P沟道MOSFET管，控制充放电开关。通过采集太阳能电池的电压电流实现太阳能电池最大功率跟踪，并检测蓄电池的端电压，防止蓄电池的过充及过放。实践证明,该太阳能充放电控制器所组成的太阳能控制系统简单、快速、实时性强,有利于提高太阳能电池的转换效率；有利于改善蓄电池的工作状态，提高了蓄电池的使用寿命。在系统的设计以及在论文的写作过程中，查阅了大量的资料，包括图书馆的相关书籍和各种期刊，从中获得了不少的启示。通过这次设计，使我在理论和实践上都增长了很多经验。开始画PCB图是使用自动布线加手工修改，但是设成以单层板的形式自动布线，生成的PCB图走线弯弯区区太不规则，后来使用以双层面板的形式自动布线，然后将TopLayer层手工修改，得到的PCB图走线才像块板。然后是去基地刷板，第一次去做板过板时直接报废，第二次做板，腐蚀液浓度太低，腐蚀了一个多钟还是一点轮廓，第三次自己买了氯化铁重新打印再腐蚀。做了两块板同时不断改进，才得到最
终设计电路。最后就是调试，这一步花了几天时间，觉得做设计最麻烦的还是调试，有时出不来结果，但不知问题出在哪。
在本设计中已经提高了太阳能电池的转换效率，但由于能力有限，所以没有对太阳电池进行最大功率跟踪设计，没能更进一步提高太阳能的利用效率。
注释
[1]百度百科https://www.wendangku.net/doc/5b10575745.html,/view/1641206.htm?fr=ala0_1
[2]百度文库https://www.wendangku.net/doc/5b10575745.html,/view/1d000f4e767f5acfa1c7cd13.html
参考文献
[1] 刘宏,吴达成等.家用太阳能光伏电源系统[M] .北京:化学工业出版社,2007
[2] 沈辉,曾祖勤.太阳能光伏发电技术[M] .北京:化学工业出版社;2005
[3] 罗晓曙,闭金杰,杨日星,张露. A VR单片机的太阳能电池控制器设计[J].现代电子技术,2009(10).
[4] 百度百科https://www.wendangku.net/doc/5b10575745.html,/view/1641206.htm?fr=ala0_1
[5] 中国工控https://www.wendangku.net/doc/5b10575745.html,/webpage/paper/201001/2010011509503300003.htm
[6] 百度文库https://www.wendangku.net/doc/5b10575745.html,/view/1d000f4e767f5acfa1c7cd13.html
[7] 黄海宏，黄长杰，王海欣著太阳能控制器设计[J]. 电子技术应用，May 2006
The Design and Production of Solar Controller
Tangyurong
Abstract This paper has introduce a solar controller which is base on a MCU,which is used a low-power and high-performance MCU which is called AT89S51 as the core devices of control circuit. This system is composed of a solar panels module, battery, charge and discharge circuit,V oltage and current acquisition circuit,MCU control circuit,Optocoupler drive circuit. It uses the PWM (Pulse Width Modulation) technology to control the solar panels recharge to battery, by controlling the opening and turn-off of MOSFET in the analog control circuit. The experimental results show that the the performance of the controller is reliable.can be oversee the status of solar panels and battery .It can bring out the optimization of the abattery,and extends the life of battery.
Key words Controller；MCU；Solar
致谢
我这次的设计能顺利完成，得益于老师和同学的指导和帮助，在这里，我对他们的热心表示诚挚的谢意。
衷心感谢指导教师黄国现老师在这几个月来的悉心指导与督促，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，他给了我耐心的指导和无私的帮助。让我从原来对单片机一无所知到对单片机有所了解再到现在的会用C语言在keil软件上编写程序，让我对硬件电路的设计从原来惧怕到现在从容查资料，设计电路，调试电路。同时也由衷的感谢同班薛量云同学提供了宝贵意见，使得设计符合要求。
最后，自己之所以能顺利完成，还是要感谢还是自己的父母，如果没有他们每日辛苦的劳动与从小对我学习有着严格要求和培养我严格做人做事的态度，正是他们的养育和教导，才有了今天的我现在的成绩。
广西师范大学本科毕业论文(设计)学生诚信保证书本人郑重承诺：毕业论文（设计）《基于单片机AT89S51的太阳能控制器的设计与制作》的内容真实、可靠，系本人在黄国现指导教师的指导下独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人愿承担全部责任。
学生签名：唐喻荣
2010年05月08 日
单片机试题库分章节答案解析(C语言)
第1部分单片机概述及数学基础 一、填空题 1、十进制255的二进制是11111111，十六进制是FF 。 2、单片机是将CPU、存储器、特殊功能寄存器、定时/计数器和输入/输出接口电路、以及相互连接的总线等集成在一块芯片上。 3、十进制127的二进制是 1111111，十六进制是7F。 4、+59的原码是 00111011，-59的补码是11000101。 5、十进制数100转换为二进制数是1100100；十六进制数100转换为十进制数是256。 6、十进制数40转换为二进制数是101000；二进制数10.10转换为十进制数是 2. 5。 7、十进制99的二进制是 1100 011，十六进制是63。 二、判断题 （×） 1、AT89S51是一种高性能的16位单片机。8位机 （×） 2、有符号正数的符号位是用1表示的。 三、选择题 （）1、计算机中最常用的字符信息编码是（ A） A. ASCII B.BCD码 C. 余3码 D. 循环码 四、简答题 1、何谓单片机？单片机与一般微型计算机相比，具有哪些特点？ 第2部分 51单片机硬件结构、存储系统及
I/O接口 一、填空题 1、AT89S51单片机共有 4 个8位的并行I/O口，其中既可用作地址/数据口，又可用作一般的I/O口的是P0。 2、若采用12MHz的晶振，则MCS-51单片机的振荡周期为__1/12 μS__ ，机器周期为____1μS __。 3、AT89S51单片机字长是___8___位，有___40根引脚。 4．89S51单片机是 8位单片机，其PC计数器是16位。 5．若单片机使用的晶振频率是6MHz,那么一个振荡周期是1/6μS，一个机器周期是2μSμS。 6．89S51单片机是+5 V供电的。4.0-5.5V 7．堆栈是内部数据RAM区中，数据按先进后出的原则出入栈的。8．MSC－51系列单片机具有 4 个并行输入/输出端口，其中＿P0＿口是一个两用接口，它可分时输出外部存储器的低八位地址和传送数据，而＿P1＿＿口是一个专供用户使用的I／O口，常用于第二功能的是P3 口。 9．当单片机系统进行存储器扩展时，用P2口的作为地址总线的高八位，用P0作为地址总线的低八位。 10．半导体存储器分为＿＿＿ROM＿＿＿和＿＿RAM＿＿两大类，其中前者具有非易失性（即掉电后仍能保存信息），因而一般用来存放系统程序，而后者具有易失性，因而一般用来存放经常变动的用户程序．中间结果等。 11．MCS-51系列单片机对外部数据存储器是采用＿DPTR＿＿＿作为指针的，其字长为＿16＿＿位，因而可寻址的数据存储器的最大空间为＿64K＿字节。
简单51单片机开发板的电路设计
一、摘要 本文给出了一个简单51单片机开发板的电路设计，完成了其原理图的绘制和PCB图的制作。着重介绍使用protel99SE画出的电路设计原理图，接着是对电路各个模块功能的分析，然后是电路所用主要芯片和其他重要元件的功能介绍以及内部封装和引脚分布，最后介绍用protel99SE画出的PCB板。此开发板具有串口通信、液晶显示、流水灯、扩展、RTC 时钟、复位、外部中断、外部存储、A/D D/A转换、报警、继电器控制等开发功能。 关键字：51单片机开发板 protel99 PCB 二、实验所用元器件及其介绍 、清单
SW-SPDT1自制封装1KΩ电阻150805 2KΩ电阻50805 三极管90152TO-18 HRS4-S-DC5V继电器1自制封装跳线6 LED110805 9针串口1DB9/M 极性电容10uF1.6 104电容40805 30pF电容50805 电池Battery1自制封装响铃1 n口排针4SIP n 晶振12MHZ1XTAL1 外接晶振1XTAL1 主要芯片引脚图和实物图 STC89C52
图(1) STC89C52引脚图 图(2) STC89C52实物图 8255
图 8255引脚图 DS1302 图(1) DS1302引脚图 表 DS1302引脚描述 引脚号符号描述引脚号符号描述 1VCC2备用电源5复位 2X1晶振引脚6 I/O数据输入/输
24C08 图(1) 24C08引脚图 表 24C08功能表
图(2) 24C08 实物图 MAX232 图(1)MAX232引脚图 表各引脚功能及推荐工作条件
基于单片机的太阳能路灯控制器设计毕业设计(论文)
安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 毕业设计论文 基于单片机的太阳能路灯控制器设计 摘要 本论文主要完成对光伏电源LED照明控制系统进行优化设计和研究，以使系统达到稳定、操作方便、节能环保的要求。太阳能路灯智能控制器以AT89C52单片机为核心，主要由六个部分组成：太阳能电池板、蓄电池、负载（LED路灯）、控制器、测量电路、充电电路、放电/负载驱动电路。本课题的主要研究内容有：针对现有独立运行的太阳能路灯控制器的特点，实现多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和软件程序设计。 首先对太阳能路灯基本模块组成、基本功能及发展现状进行了阐述，并根据蓄电池剩余荷电容量（SOC）的数学模型和剩余荷电容量（SOC）与蓄电池的使用寿命的关系提出了单片机系统改进的控制方案，并根据实际需要提出用脉宽调制信号（PWM）来驱动和调节白光LED，可使白光LED工作于发射最纯净白光。半导体PN结技术的太阳能光伏发电技术与发光二极管(LED)照明技术，都有着环保、节能、长寿命和安全的特点。对这两项技术的高效结合进行优化研究，符合我国目前节能，环保及可持续性发展的目标。 总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯技术不能达到环保节能的要求，本文采用多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和源程序设计，能有效解决LED太阳能路灯的不足。因此，本课题设计对我国LED路灯节能环保的发展有很大的现实意义。 关键词：光伏发电；剩余荷电容量；脉宽调制信号；控制系统
基于单片机的太阳能路灯控制器设计 II
at89s51单片机试题
一、填空题（37 分） 1. AT89S51单片机芯片共有40个引脚，MCS-51系列单片机为8位单片机。 2. AT89S51的异步通信口为全双工（单工/半双工/全双工）, 3. AT89S51内部数据存储器的地址范围是00H-7FH,位地址空间的字节地址范围是20H-2FH, 对应的位地址范围是00H-7FH,外部数据存储器的最大可扩展容量是 64K字节。 4. 单片机也可称为微控制器—或嵌入式控制器。 5. 当MCS-51执行MOVC A @A+P指令时，伴随着 PSEN控制信号有效。 6. 当单片机复位时PS辟00 H,这时当前的工作寄存器区是_____________________ 0区， R4所对应的存储单元地址为04 Ho 7. MCS-51系列单片机指令系统的寻址方式有—寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、基址加变址、位寻址。（相对寻址也可） 8. 51系列单片机的典型芯片分别为AT89S51 > 8031、AT89C51 o 9. AT89S51的 P3 口为双功能口； 10. 由AT89S51组成的单片机系统在工作时，EA*引脚应该接—地（或0）; 11. AT89S51外部程序存储器的最大可扩展容量是64K ，其地址范围是 0000H - FFFFH。ROMS片2764的容量是 _8 KB，若其首地址为 0000H,则其末地址 1FFFH。 12. AT89S51的中断源有夕卜中断0, T0 ，外中断1，T1，串行口，有_2个中断优先级。 13. AT89S51唯一的一条16位数据传送指令为MOV DPTR data16。 14. LJMP 的跳转范围是64K, AJMP的跳转范围是2K B, SJMP的跳转范围是土128 B （或256B）。 15. 若A中的内容为68H,那么P标志位为 1 o 二、简答题（13分） 1. 采用6MHZ勺晶振，定时2ms用定时器方式1时的初值应为多少？（请给出计算过程）（6 分）答： （1） Ts=2us （216 —X）x 2us=2ms 从而X= 64536 .......... 4分 ⑵ 64536 = FC18H .......... 2 分 2. AT89S51外扩的程序存储器和数据存储器可以有相同的地址空间，但不会发生数据冲突, 为什么？（ 4分） 答：
STC89C52单片机开发板设计
STC89C52单片机开发板 一、方案设计 1.1 方案论证 在科技广泛发展的今天，计算机的发展已经越来越快，他的应用已经越来越广泛。二单片机的发展和应用是其中的重要一方面。单片机在工业生产（机电、化工、轻纺、自控等)和民用家电方面有广泛的应用。其中，单片机在工业生产中的应用尤其广泛。 单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此被广泛应用。目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是C51系列的单片机稳定性好，运算精度高，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。而本次设计就是要通过对C52系列单片机最小系统进行开发板的设计。有助于当代大学生及涉及单片机领域的工作者们更深入的了解和学习单片机的开发机应用。 1.2 设计思路 （1）本设计采用STC89C52单片机为主控制核心。 （2）选择PCF8951实现A/D、D/A转换装置，与单片机接口为P2.1口和P2.0口。 （3）此外，还选择了NRF905无线通信模块及4*4矩阵键盘等模块进行开发与学习设计。 二、硬件设计 本设计由8部分组成：STC89C52单片机最小系统、PCF8951A/D转换电路、报警器模块、NRF905无线模块、矩阵键盘模块、温度传感器电路、红外接收模块、LED流水灯模块。电路原理图见附录。 2.1 STC89C52单片机最小系统模块 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。
太阳能热水器的控制器的设计
太阳能热水器的通用控制器研制 武汉工程大学刘增华李伟 1、系统功能与指标 1.1功能特点 具有目前产品的一般功能： 1)设置上限水位：设置水位上限，可选择50% ~99%之间（我们选取80%），并且在使用中，不得自动上水。 2)设置水箱水温：设置电加热的温度上限，可选择0°C~80°C（我们选取60°C），自动加热。 3)水位指示：LED五段显示。 4)水温指示：LCD液晶数字显示。 5) 自动上水：为防止空晒，当水位低于10%时，系统强制上水；当水位低于30%时，提示报警，若没有使用，启动自动上水，若使用，则报警提示先上水，再使用。 6)辅助加热：当出现阴雨天气，水温达不到要求，启动辅助电加热，电加热温度上限设置为60°C。 同时还具有新加功能： 1)智能模式：检测淋浴水温，自动调节凉水的流量，自动调节，使水温保持在设定温度的2°C范围内，并保持有足够的流量。 1.2技术指标 1)设置上限水位：设置水位上限，可选择50% ~99%之间（我们选取80%），并且在使用中，不得自动上水。 2)设置水箱水温：设置电加热的温度上限，可选择60°C，自动加热。 3)水位指示：分段显示（5段显示）。 4)水温指示：数字显示（精度为1度）。 5)自动上水：为防止空晒，当水位低于30%时，提示报警，若没有使用，启动自动上水。若使用，则报警提示先上水，再使用。 6)智能模式：检测淋浴水温，自动调节热水、凉水的流量，自动调节，使水温保持在设定温度的2°C范围内，并保持有足够的流量。 2、系统结构设计 2.1系统的工作原理 太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示。在太阳能热水器的储水箱内增加一个电加器，采用220V市电加热，由辅助控制系统的继电器控制通断电，用来在温度达不到要求的时候进行辅助加热来保证热水温度。水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通过电缆线接入用户室内控制器。流量控制阀用通过步进电机来精确控制冷水即自来水的流量，来保证热水与冷水混合后的温度达到用户的要求。当水位不足报警时，通过电磁阀启动上水，上水的过程中，不允许淋浴，且放水电磁阀关闭。当需要淋浴时，放水电磁阀打开，通过自动控制冷水电磁阀的开度来保证冷水与热水混合后的温度与用户设定值基本一致（水温保持在设定温度的2°C范围内），淋浴过程中，系统禁止上水和辅助加热。当淋浴完后按下”淋浴完键”，系统停止放水并且电机要复位。系统的总体结构图如下。
太阳能跟踪器工作原理
太阳能跟踪器的工作原理 一工作原理 “太阳光寻迹传感器”安装在太阳能装置上，根据太阳光的位置，驱动电机，带动机械转动机构，始终跟随太阳位置运动。当太阳偏转一定角度时（一般5--10分钟左右），控制器发出指令，转动机构旋转几秒钟，到达正对太阳位置时时停止，等待下一个太阳偏转角度，一直这样间歇性运动；当阴天或晚上没有太阳出现时停止动作；只要出现太阳它就自动寻找并跟踪到位，全自动运行，无需人工干预，东西向、南北向二维控制，也可单方向控制，使用电源直流12伏，技术指标 1. 跟踪起控角度:1°--10°（不同应用类型） 2. 水平（太阳方位角）运行角度：Ⅰ型0°--360°，Ⅱ型-20°-- +200° 3. 垂直（太阳高度角）调整角度：10°--120°（太阳光与地面夹角） 4. 传动方式：丝杠、涡轮蜗杆、齿轮 5. 承载重量:10Kg-- 500Kg 6. 系统重量：2 Kg--500Kg 7. 电机功率：0.4W--15W 8. 电源电压 DC6V--24V 9. 运行环境温度： -40--85℃ 10.运行时间≥10万小时 11.室外全天候条件运行现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机的正反转。由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。这里所介绍的控制电路也包括两个电压比较器，但设在其输人端的光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成。每一组两只光敏电阻中的一只为比
AT89C51单片机复习题答案(原创)
单片机综合实验总复习题 ———（yuanchuang：mei、fang）1(a)、程序文件名有什么规定？ 答：文件名不能用中文，只能用英文字符、下划线及数字作为文件名，其字符总数不能大于8。 将试验箱与计算机联通有哪些操作步骤？连接失败如何处理 答：复位、编译、调试、运行；重新复位。 1、（b）程序在运行时出现下面提示，要消除提 示框应如何操作？ 2、IN6接模拟量，Y4接地址线，写出启动0809进行A/D转换及读入数据的指令 MOV A,#6 MOV DPTR,#0C000H MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR (注：8个地址线：Y0——8000H Y7——F000H) 3、欲将8255PA、PB口设为输入（方式0），PC口设为输出，写出相关指令。 MOV DPTR ,#0FF2BH MOV A,,#92H MOVX @DPTR,A 4、已知0809参考电压为5V，输入的模拟电压为3.5V，经A/D转换后，对应的数字量是多少？ B3H 5、已知00H~FFH对应的0832输出模拟量是 -5V~+5V，若要输出2.5V，写出相应指令。（0832片选端接Y4）。 MOV DPTR ,#0C000H MOV A,#0C0H MOVX @DPTR,A 6、用定时/计数器1延时277.1ms，写出其初始化程序。 MOV TMOD ,#10H MOV TH1，#0C9H MOV TL1，#0E1H MOV R0，#10 SETB EA SETA ET1 SETB TR1 7、编写出软件延时270ms的延时子程序（6mhz晶振） DELAY:MOV R6,#27 DELAY1:MOV R6,#10 DELAY2:MOV R7,#250 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DELAY2 DYNZ R5,DELAY1 RET ?8、a、计算下列延时子程序的延时时间。 DELAY: MOV R0, #0 1 DEL: NOP 1 NOP 1 DJNZ R0, DEL 2 RET 2 （1+256*4+2）*2us=2.05ms 9、欲在数码管上显示“－5”，写出相应程序指令。 ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START:MOV SCON,#00H MOV SBUF,#0B6H MOV R6,#5 DJNZ R6,$ MOV SBUF,#02H END 10、每0.331s读一次开关，当开关K=0时在数码管 上显示片外7003H单元的数据，K=1时显示片内10H单元的数据。用定时器定时。 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH AJMP IN_T0
太阳能路灯控制器使用说明书
。 太阳能智能充电控制器 使用说明书 一、主要特点 1.使用微处理器和专用控制算法，实现了智能控制。 2.两种负载工作模式：纯光控、常开模式，负载亮灭时间可调。 3.具有放电率修正控制，不同放电率具有不同的终止电压，符合蓄电池固有特性。 4.科学的蓄电池管理方式，当出现过放时，对蓄电池进行提升电压充电，进行一次补偿维 护，正常使用时，使用直充充电和浮充结合的充电方式，增强了蓄电池的使用寿命；同时具有高精度温度补偿，使充电控制更加精确。 5.参数设置具有掉电保存功能，即系统模式和控制参数等重要数据均保存在芯片内部，掉 电后不丢失，使调节更加方便，系统工作更可靠。 6.充电回路采用双MOS串联式控制回路，使回路电压损失较使用二极管的电路降低近一半， 充电采用PWM模糊控制，使充电效率大幅提高，用电时间大大增加。 7.LED直观显示太阳能电池、蓄电池和负载的状态，数码管显示调节参数，让用户实时了 解系统运行状况，并且具有丰富的参数设置，用户可以根据不同使用环境设置相应的工作模式。 8.具有过充、过放、过载保护以及独特电子短路保护与防反接保护，所有保护均不损害任 何部件，不烧保险；具有TVS防雷保护，无跳线设计，可提高系统的可靠性、耐用性。 9.所有控制全部采用工业级芯片和精密元器件，能在寒冷、高温、潮湿环境正常运行。同 时使用晶振定时控制，使定时控制更加精确。 10.使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用方便直观。 二、系统说明： 本控制器专为太阳能直流供电系统、太阳能直流路灯系统、小型太阳能电站系统设计，使用专用电脑芯片实现了智能化控制，所有芯片均采用工业级别，可以在恶劣的环境下使用。对于具有12V/24V自动识别功能的型号，当控制器初次上电时，系统会进行电压识别，当数
太阳能自动跟踪系统方案
摘要 人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，但是太阳能又存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的缺点，这就使目前的一系列太阳能设备对太阳能的利用率不高。太阳光线自动跟踪装置解决了太阳能利用率不高的问题。本文对太阳能跟踪系统进行了机械设计和自动跟踪系统控制部分设计。 第一，机械部分设计： 机械结构主要包括底座、主轴、齿轮和齿圈等。当太阳光线发生偏离时，控制部分发出控制信号驱动步进电机1带动小齿轮1转动，小齿轮带动大齿轮和主轴转动，实现水平方向跟踪；同时控制信号驱动步进电机2带动小齿轮2，小齿轮2带动齿圈和太阳能板实现垂直方向转动，通过步进电机1、步进电机2的共同工作实现对太阳的跟踪。 第二，控制部分设计： 主要包括传感器部分、信号转换电路、单片机系统和电机驱动电路等。系统采用光电检测追踪模式实现对太阳的跟踪。传感器采用光敏电阻，将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处下方。当两个光敏电阻接收到的光强度不相同时，通过运放比较电路将信号送给单片机，驱动步进电机正反转，实现电池板对太阳的跟踪。 关键词太阳能；跟踪；光敏电阻；单片机；步进电机
Abstract Human being is seriously threatened by exhausting mineral fuel, such as coal and fossil oil. As a kind of new type of energy sources, solar energy has the advantages of unlimited reserves, existing everywhere,using clean and economical .But it also has disadvantages ,such as low density,intermission,change of space distributing and so on.These make that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar.In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed. First,the mechanical part is designed. Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun's rayshas a deviation, small gear arerotated by stepper motor according to the control signal from MCU. And the large gear and main spindle is rotated by small gear in order to track to achieve the level direction.At the same time, another small gear is rotated by another stepper motor according to the control signal.And the large gear and the solar panels are rotated by the small gear in order to track to achieve the vertical direction. Solar is tracked by the two stepper motors together. Second, control system part is designed. Control system mainly includesthe sensors part, stepper motor, MCU system and the corresponding external circuit, and so on. Photoelectric detection systemisused to track solar. Sensors use photosensitive resistance. The two same photosensitive resistances were placed in east and west direction of the bottom edge .When the two photosensitive resistances receiveddifferent light at the same time, the signal from comparison circuit is sent to MCU in order to rotate stepping motors. Keywords Solar energyTrackingPhotosensitive resistance SCMSteppingmotor
太阳能控制器毕业设计论文
毕业论文 题目：太阳能充电器控制设计 学院：新能源工程学院 专业名称：光伏材料加工与应用
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
AT89S51单片机期末考试复习资料
单片机复习资料 一、填空题 1. 80C51的Po 口作为输出端口时，每位能驱动_8 ________ 个SL型TTL负载。 2. 当80C51引脚ALE _______ 信号有效时,表示从Po 口稳定地送出了低8位地址。 3. 一个机器周期等于_6 _____ 个状态周期，振荡脉冲2分频后产生的时钟信号的周期定 义为状态周期。 4. 在80C51单片机内部RAM中字节地址范围是20H ~ 2FH的区域称为位寻址区，而 字节地址范围是30H ~ 7FH的一段区域称为通用RAM区____________ 。 5. 80C51系列单片机内部数据存储器，即内RAM中位寻址区的地址范围是20H~2FH 工作寄存器区的地址范围是00H“FH。内ROM中寻址区的地址范围是 OOOOH~OFFFH _______ 。 6. 80C51有__4_________ 个并行1\0 口,其中P0~P3是准双向口，所以由输出转输入时必 须先写入_J ____________ 。 7. 80C51串行接口有4种工作方式，这可在初始化程序中用软件填写特殊功能寄存器_ SCON _______ 加以选择。 8. 若不使用80C51片内存器引脚_EA _________ 必须接地。 9. 80C51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片内RAM 内开辟的区域。 10. 80C51有4组工作寄存器，它们的地址范围是00H7FH 。 11. 80C51片内20H~2FH 范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以位寻址。 12. 计算机的系统总线有数据总线、地址总线、控制总线。 13. 80C51在物理有_4 ______ 个独立的存储空间。 14. 程序状态标志字寄存器PSW中的PSW.7的含义是进/借位标志；PSW.0的含义是_ 奇偶标志位。 15. 通常单片机上电复位时PC= 0000H SP= 07H,通用寄存器采用第0组，这一 组寄存器的地址范围是从00H?07H。 16. 单片机的存储器设计采用哈佛结构，它的特点是将程序存储器空间和数据存储器空间在 物理上截然分开，分别寻址 ___________ 。 17. 单片机系统的复位方式有上电复位和手动按键复位两种。 18. 80C51单片机的内部硬件结构包括了：运算器、控制器、存储器、和寄存 器—以及并行I/O 口、串行口、中断控制系统、时钟电路、位处理器等部件，这些部件通过总线相连接。 19. 80C51单片机的P0~P3 口均是准双向I/O 口，其中的P0 口和P2 口除了可以进行数 据的输入、输出外，通常还用来构建系统的地址线和数据线。 20. 80C51单片机的时钟电路包括两部分内容，即芯片内的振荡器___________ 和芯片外跨接的 晶振与电容。 二、判断题 1. 程序存储器和数据存储器的作用不同，程序存储器一般用存放数据表格和程序，而数据 存储器一般用来存放数据。（对） 2. 80C51的特殊功能寄存器分布在60H~80H（80~FFH地址范围内。（错） 3. 8051单片机的P0 口既可以做数据口线又可以做为地址口线。（对）
单片机开发板的制作步骤
单片机开发板的制作步骤 单片机技术自发展以来已走过了近20年的发展路程。单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。小到遥控电子玩具，大到航空航天技术等电子行业都有单片机应用的影子。针对单片机技术在电子行业自动化方面的重要应用，为满足广大学生、爱好者、产品开发者迅速学会掌握单片机这门技术，于是产生单片机实验板普遍称为单片机开发板、也有单片机学习板的称呼。比较有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板。 单片机开发板是用于学习51、STC、AVR型号的单片机实验设备。根据单片机使用的型号又有51单片机开发板、STC单片机开发板、AVR单片机开发板。常见配套有硬件、实验程序源码、电路原理图、电路PCB图等学习资料。例如电子人单片机开发板，针对部分学者需要特别配套有VB上位机软件开发,游戏开发等教程学习资料。开发此类单片机开发板的公司一般提供完善的售后服务与技术支持。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。 单片机（Microcontrollers）诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。 而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 常见配套资源如下：
太阳能路灯控制器设计课程设计
太阳能路灯控制器设计课程设计
太阳能路灯控制器设计 摘要 为了提高太阳能光伏控制器的性价比，设计了运用单片机的太阳能光伏控制器。本控制器具有效率高、可靠性高、运行稳定、性价比高、适宜批量生产的特点。控制器实现了基于单片机PIC16F711的工作状态控制和蓄电池能量管理，满足了太阳能光伏控制器在不同工作状态下的稳定运行与准确切换的要求。蓄电池充放电精确控制也在此控制器中得到实现。实验结果表明，应用此控制器的太阳能光伏系统效率高、运行稳定，蓄电池寿命也可延长。 关键词：太阳能，单片机，充放电电路，锂蓄电池
1 绪论 1.1 课题背景 能源是经济、社会发展和提高人民生活水平的重要物质基础，能源问题是一个国家至关重要的问题。随着科学技术和全球经济地飞速发展，对能源的需求也在日趋增长。自20世纪70年代的世界石油危机以来，人们才真正意识到，化石燃料的储量是有限的，能源危机迫在眉睫。从全球来看，已探明的可支配的传统能源储量在不久的将来即将耗尽，能源问题的突出，不仪表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用对牛态环境的污染破坏：大气中的颗粒物和二氧化硫浓度增高，局部地区形成酸雨。而每年排放的大量二氧化碳带来的温室效应，使全球气候变暖，自然灾害频繁。常规能源在给人类社会带来飞速发展的同时，也在很大程度上使人类社会面临着前所未有的困难和挑战。这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源，实现可持续发展。 光伏发电具有取之不尽且无污染等优点，日前在我国，光伏发电主要应用在如下领域：西部偏远地区电力供应、通讯及交通设施、气象台站、航标灯和照明路灯。光伏发电的照明路灯应月J具有节能性、经济性和实川性等优点，在众多应用领域中具有最广泛的发展前景。本课题为研制一套独立光伏电源控制器，廊州于LED路灯照明系统。通常独立照明系统由太阳能电池、蓄电池、充放电控制器和负载LED组成。由于系统的稳定性严格受到蓄电池和LED寿命的影响，本课题研制的充放电控制器通过实时监测系统允放电回路的相关信息，确定相应的允放电策略，实现了稳定太阳能电池输出、优化蓄电池充电方法和保护蓄电池及负载的目的，最终提高了太阳能电池的利用率和整个照明系统的可靠性。 1.2 设计指标 本设计的设计要求指标如下: 1、锂蓄电池电压的检测 2、锂蓄电池电流的检测 3、充放电控制电路的检测
太阳能自动跟踪装置设计报告
吉林铁道职业技术学院 电子制作职业技能大赛（论文） 题目太阳能自动跟踪装置设计
参赛人姓名王志会张卫国朱峰所在系电气工程系 指导教师陈冬鹤 完成时间2013年5月26日
吉林铁道电子制作职业技能大赛设计报告 题目：太阳能自动跟踪装置设计 主要内容、基本要求等： ◆主要内容：加强大学生动手操作能力，促进集体荣誉感。 ◆基本要求：1，利用单片机控制实现太阳能电池板随着太阳（光源）的位置变 化而调整自身相应的姿态，以达到太阳光能的最佳利用。 2，实现一定的姿态控制精度。 3，以低成本、低功耗完成设计并实现目标电路的组装。 ◆主要参考资料：电路基础、电工技术、电子手工焊接、单片机原理及应用、传感器原理与应用。 完成日期：2013年5月26日 指导教师：陈冬鹤 实验组组长：王志会 2013年 6 月 5 日
太阳能自动跟踪装置 研制目的 人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，太阳能光伏发电是改善生态环境、提高人类生存质量的绿色能源之一，但由于传统太阳能板方向固定，受光时间有限。因此研制可随光移动的太阳能跟随系统。
一自动跟踪系统整体设计 1.1 系统总体结构 本系统包括光电转换器、步进电机、89C5系列单片机以及相应的外围电路等。太阳能电池板可以360度自由旋转。控制机构将分别对水平方向进行调整。单片机加电复位后，首先由TRCT5000构成的定位系统对整个系统进行预置定位，然后单片机将对两光敏电阻采样进来的两个电平进行比较，电平有高电平和低电平两种，若两电平相等则电池板停止转动，若不等单片机将对两电平进行比较判定，驱动步进电机让太阳能板与之相对应转动，实现电池板对太阳的跟踪。图1-1所示： 1.2 光电转换器
基于PLC的太阳能热水器自动控制系统的毕业设计论文
本科生毕业论文（设计） 题目：基于PLC的太阳能热水器自动控制系统的设计姓名： 学院：机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 指导老师： 完成时间： 基于PLC的太阳能热水器自动控制系统的设计
摘要 本课题研究了可编程控制器（PLC）在太阳能热水器自动控制系统中的应用。重点研究了系统的硬件构成及系统软件的设计过程。指出了 PLC 设计的关键主要是能满足基本控制功能, 并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。在本文中经研究确定出了系统的各个工序，绘制了系统的工艺流程图；进行了系统的I/O分配和PLC的选型；根据系统设计要求设计绘制了系统的控制梯形图；绘制出了控制系统电气原理图和接线图等。 通过用PLC对太阳能热水器自动控制系统的改造，大大减少了系统对其它元器件的使用，使系统接线简单、检修维护方便快捷、可靠性提高，增进了系统的先进性。 关键词: PLC；太阳能；自动控制系统；热水器 Design of Solar Water Heater
Automatic Control System Based on PLC Abstract Application of PLC in solar water heater automatic control system is researched in this paper. The content of this paper on the process of system hardware constitution and the system software design is emphasized . And the key of PLC design that is to satisfy the basic control function is pointed out , meanwhile maintenance convenience and system extension are also considerated. The content of this paper is divided into four parts. In the first part, the procedure of the system is established, and then the treatment flow chart is drawed out; In the second part, The address of I/O is resigned .and the suitable PLC type is choosed. The third part, the control ladder diagram is designed according to the requirement; In the end, the electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn. Through the design of the solar water heater automatic control system, the components that is used in the solar water heater automatic control system are decreased. The performance of the system is lifted, and it has the feature such as simply interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and high reliability. In a word, the system becomes more advanced because of my design. Keywords: PLC; solar; automatic control system; water heater
AT89S51单片机
AT89S51单片机
AT89S51 AT89S51单片机的硬件组成 单片机内硬件组成结构如图2-1所示。 图2-1 AT89S51单片机片内结构有如下功能部件和特性： （1）8位微处理器（CPU）； （2）数据存储器（128B RAM）； （3）程序存储器（4KB Flash ROM）； （4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口 和P3口）； （5）1个全双工的异步串行口； （6）2个可编程的16位定时器/计数器； （7）1个看门狗定时器； （8）中断系统具有5个中断源、5个中断向量； （9）特殊功能寄存器（SFR）26个； （10）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电 模式下的中断恢复模式；
（11）3个程序加密锁定位。 与AT89C51相比，AT89S51有更突出的优点： （1）增加在线可编程功能ISP（In System Program），字节和页编程，现场程序调试和修改更加方便灵活；（2）数据指针增加到两个，方便了对片外RAM的访问过程； （3）增加了看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力；（4）增加断电标志； （5）增加掉电状态下的中断恢复模式。 单片机内各功能部件通过片内单一总线连接而成（见图2-1），基本结构依旧是CPU 加上外围芯片的传统微机结构。 CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）的集中控制方式。单片机内部件功能 1）CPU（微处理器） 8位的CPU，与通用CPU基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，还有面向控制的位处理功能。 2）数据存储器（RAM） 片内为128B（52子系列为256B），片外最多可扩64KB。片内128B的RAM以高速RAM的形式集成，可加快单片机运行的速度和降低功耗。 3）程序存储器（Flash ROM） 片内集成有4KB的Flash存储器（AT89S52 则为8KB；AT89C55片内20KB），如片内容量不够，片外可外扩至64KB。