太阳能诱虫灯系统软件设计及性能测试

诱虫灯系统软件设计
      一个完整的基于单片机的诱虫灯控制系统,不仅包含硬件控制部分,还应包含软件部分。太阳能杀虫灯硬件部分为软件的工作搭建了平台,而软件可以使得硬件的功能充分的发挥,并且可以实现一些硬件电路不能实现的功能。所以,在单片机控制电路中,软件和硬件相辅相成,必不可少。下面讨论太阳能诱虫灯控制器的软件实现过程。
1、系统软件整体设计
(l)系统软件整体设计思路
      单片机软件在编制时,首先进行系统的初始化,因为有些程序的执行是建立在中断基础上的,所以,在初始化时应先关闭中断,初始化完毕后再打开中断。根据太阳能电池板的采样电压,判断是白天还是晚上,是白天就转入白天子程序,是晚上就转入晚上子程序。在白天子程序中,通过检测太阳能诱虫灯蓄电池两端电压大小与充电控制设定电压值进行比较,选择不充电、快速充电、PWM慢速充电、停止充电四种状态。P恻充电控制子程序控制充电电压的大小。并通过指示灯指示充电的状态。充电过程会使得蓄电池温度升高,导致蓄电池的充电转换电压会有所变化,故需设置温度补偿子程序。在黑天处理程序中,通过软件将放电回路上的继电器吸合,同时将太阳能诱虫灯蓄电池端电压与放电截止电压比较,控制过放电开关管。
(2)系统软件整体设计框图(如图4.1)

2、白天黑天的判别程序设计
     太阳能诱虫灯白天控制系统的充电,黑天控制系统的放电。判别白天和黑天时,首先要检测太阳电池的电压,对太阳能电池板电压进行采样,采样周期设定为105,采样20次,求出20次采样电压的平均值是否小于2v(太阳能电池板闭值电压采样值)。如小于2V,为天黑;如大于2V,则为白天。同时,将相应的反映白天或黑天的标志位置1。确定为白天时,则还要判断太阳能电池板的电压有没有比蓄电池的电压高,太阳能电池板的电压能不能达到充电的要求。确定为天黑时,将逆变器开关接通,接通负载的开关。同时检测蓄电池两端的电压,通过开关管控制防止过放电。具体设计流程图如图4,2:

3、白天处理子程序设计
     白天主要完成对蓄电池的充电,其主要过程如下:在诱虫灯充电之前,首先要检测太阳能电池板的电压能否达到充电要求,在检测蓄电池的电压的大小,因为蓄电池端电压状态决定了充电的形式。如果蓄电池的端电压处于13.5V以下,则应使得控制充电的MOS始终接通,即采取全通电的充电方式;如果蓄电池的端电压大于13.SV而小于14.4V时,采取PWM控制方式充电;如果端电压大于14.4V,则切断充电电路,MOS管不导通。另,在充电过程中,还要考虑温度的影响,适当进行温度补偿。
具体白天处理子程序的流程图如图4.3:

     在图4.3中,温度补偿电压直接叠加至充电状态转换电压上,尽最大可能消除了温度对蓄电池充电的影响。
     由图4.3知,诱虫灯蓄电池端电压Ubat小于13.SV+Ut时,程序使得控制充电的端口Pl.O输出为高电平,使得MOS管一直导通,采用全通方式进行充电。而当蓄电池电压为大于13.sv十ut,小于14.4v+ut时,蓄电池采用PwM充电。随着充电过程的进行,蓄电池的端电压增大,此时应使得充电的脉宽不断的变窄,当蓄电池的电压上升到14.4V+ut时,使得脉宽校验位为O,停止充电。PWM脉宽调制充电方式由软件来实现的,其原理如下图所示。当蓄电池的端电压Vbat=14.OSV时,其充电PWM脉宽波形如图4.4:

     当蓄电池的端电压Vbat=14.22v其充电PWM脉宽波形如图4.5:

     我们取PWM脉冲的周期为ZMS,则MOS管的开关频率为SOOHz。
4、黑天处理子程序设计
     太阳能诱虫灯黑天处理子程序,主要对蓄电池的放电进行控制"其主要过程如下:通过检测太阳能电池板电压确定黑天后,进入黑天处理子程序中"在此程序中,主要是对放电控制电路中的放电回路进行控制,在放电回路中,确定黑天后,Pl.2口确定输出高电平,继电器吸合,然后根据蓄电池的电压控制放电MOS管的开闭,当蓄电池的电压小于H.3V时,MOS管闭合,切断放电回路,防止过放电"黑天子程序实现流程图如图4.6:

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