太陽能dc轉換50赫茲ac轉換器設計畢業(yè)論文

1、<p>　　本 科生畢業(yè)論文（設計）</p><p>　　論文（設計）題目： 太陽能DC轉換50赫茲AC</p><p><b>　　轉換器設計</b></p><p>　　分 院： 理工學院</p><p>　　專 業(yè)（方 向）： 電子信息工程</p><p&g

2、t;　　年 級、班 級： 0000</p><p>　　學 生 學 號： 08107XXXX</p><p>　　學 生 姓 名： XXX</p><p>　　指 導 老 師： XXX</p><p>　　2012年 5 月 15 日</p><p><b>　　摘

3、 要</b></p><p>　　資源有限、污染嚴重的傳統(tǒng)煤炭、石油燃料能源正在一天天減少，于是資源無限、清潔干凈的可再生能源成為人們關注的焦點。其中太陽能作為一種新興的綠色能源，以其永不枯竭、無污染、不受地域資源限制等優(yōu)點，正得到迅速的推廣應用。根據光生伏打效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能的光伏技術是一項非常重要的技術，能夠實現人類向可持續(xù)的全球能源系統(tǒng)轉變。</p>

4、<p>　　本設計太陽能DC轉換50赫茲AC轉換器設計，該設計可提供220v，50HZ的單相正弦交流電的輸出，采用了AT89C52單片機，DAC0832模數轉換芯片。文中詳細介紹了本設計的硬件設計思路，硬件電路各個部分的功能及原理、相應軟件的程序設計，以及使用說明等。</p><p>　　【關鍵詞】太陽能 AT89C52單片機 單相正弦交流電 </p><p><b

5、>　　Abstract</b></p><p>　　Limited resources, serious pollution of the traditional coal and petrochemical fuel energy is to reduce day by day, and resources, clean of infinite renewable energy to beco

6、me the focus of attention. Including solar energy as the one kind of emerging of green energy, with its never dried up, no pollution, is not subject to regional advantages such as limited resources, are rapidly applicati

7、on. According to the pv effect principle, use the sun battery will the sun light energy directly into elect</p><p>　　This design solar DC 50 HZ AC converter transformation design, this design can provide 220

8、 v, frequency 50 HZ single-phase AC sine output, the AT89C52 single chip microcomputer, DAC0832 modulus conversion chip. This paper introduces the design of hardware design, hardware circuit each function of and principl

9、e, the corresponding software program design, and instructions for use, etc.</p><p>　　【Key Words】Solar AT89C52 Single-phase sinusoidal alternating current</p><p><b>　　目 錄</b></

10、p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題概述1</p><p>　　1.2 光伏并網系統(tǒng)的發(fā)展1</p><p>　　1.3 光伏并網系統(tǒng)介紹2</p><p>　　1.3.1 概述2</p><p>　　1.3.2 系統(tǒng)主要組件

11、簡介3</p><p>　　1.4 光伏并網逆變器3</p><p>　　1.5 課題研究的意義3</p><p>　　2 系統(tǒng)方案設計4</p><p>　　2.1 需要實現的功能4</p><p>　　2.2 系統(tǒng)整體的設計過程4</p><p>　　3 系統(tǒng)的硬件設計5&

12、lt;/p><p>　　3.1 硬件電路設計及工作原理5</p><p>　　3.1.1前置boost升壓電路5</p><p>　　3.1.2單片機的最小系統(tǒng)6</p><p>　　3.1.3單片機與DAC0832的接口7</p><p>　　3.1.4 D/A轉換工作原理及芯片介紹8</p>&

13、lt;p>　　3.1.5典型的D/A轉換器芯片DAC0832性能介紹8</p><p>　　3.1.6 DAC0832與運放的連接10</p><p>　　3.1.7 功率放大電路11</p><p>　　3.2 單片機的結構12</p><p>　　3.2.1 單片機的基本結構12</p><p>　

14、　3.2.2 單片機引腳圖及封裝15</p><p>　　3.3 單片機在本設計中的應用15</p><p>　　3.3.1 單片機的應用電路組成15</p><p>　　4 系統(tǒng)的軟件設計17</p><p>　　4.1 軟件流程17</p><p>　　4.2 開發(fā)環(huán)境介紹17</p>

15、<p>　　4.3 系統(tǒng)程序的設計18</p><p>　　4.3.1初始化函數18</p><p>　　4.3.2 頻率調節(jié)函數18</p><p>　　5 系統(tǒng)調試與測試結果20</p><p>　　5.1 系統(tǒng)調試20</p><p>　　5.2 測試結果20</p><

16、;p><b>　　6 總結21</b></p><p>　　6.1 全文總結21</p><p>　　6.2 心得體會21</p><p><b>　　參考文獻22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p&g

17、t;<b>　　附錄24</b></p><p>　　附錄1 系統(tǒng)總體電路組成24</p><p><b>　　附錄225</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題概述</b></p>

18、<p>　　資源有限、污染嚴重的傳統(tǒng)煤炭、石化燃料能源正在一天天減少，于是資源無限、清潔干凈的可再生能源成為人們關注的焦點。其中太陽能作為一種新興的綠色能源，以其永不枯竭、無污染、不受地域資源限制等優(yōu)點，正得到迅速的推廣應用。根據光伏效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能的光伏技術是一項非常重要的技術，能夠實現人類向可持續(xù)的全球能源系統(tǒng)轉變。目前，我國光伏并網發(fā)電的關鍵技術及設備仍主要來自進口，其中光伏并網發(fā)電系統(tǒng)

19、中的關鍵部件并網逆變器的主電路拓撲結構、控制方式、可靠性及轉換效指標的好壞，對光伏并網發(fā)電效果的影響非常大。最終導致光伏并網系統(tǒng)造價高、依賴性強，制約了其在國內的發(fā)展和推廣。因此加快在光伏發(fā)電關鍵技術領域內的研究工作，掌握并開發(fā)出具有我國自主知識產權的光伏技術，進而實現其產業(yè)化進展，提高我國在光伏發(fā)電市場地位，己是在必行的事。</p><p>　　1.2光伏并網系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>

20、　　在國外，近年來太陽能光伏電源已開始由補充能源向替代能源過渡，并從偏遠無電地區(qū)中小功率的獨立發(fā)電系統(tǒng)向并網發(fā)電系統(tǒng)的方向發(fā)展。1979年，美國太陽聯合設計公司在能源部的支持下，研制出了面積為0.9*1.8M的大型光伏組件，建造了戶用屋頂光伏試驗系統(tǒng)。1980年在MIT建造了有名的Carlisle House”，屋頂安裝了7.5KW光伏方陣，并結合被動式太陽房和太陽集熱器，給建筑供電、提供熱水和制冷。20多年前，日本三洋電器公司研制出了

21、瓦片形狀的非晶硅太陽電池組件每塊能輸出2.7W的電能，到1997年就已經安裝了數兆瓦。美國和歐盟先后實施了“百萬屋頂計劃”；日本計劃到2010年光伏系統(tǒng)的裝機容量要達到5GW。世界上規(guī)模最大的屋頂光伏系統(tǒng)建在德國慕尼黑展覽中心，第一期安裝的光伏系統(tǒng)容量為1MW，現在已達到了2MW。法國、印度也陸續(xù)推出了”1-5KW級百萬屋頂光伏計劃”。</p><p>　　我國光伏技術雖然經過40年的努力，已具有一定的水平和基礎

22、。但是，與世界先進國家相比仍有不少的差距。目前我國光伏產品的市場份額為：戶用光伏電源和獨立光伏電站占30%，通信領域占40%，鐵路、公路信號源、氣象臺站電源等其他工業(yè)領域占20%，各種民用商品占10%。</p><p>　　我國有著十分豐富的太陽能資源。據估算，陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50╳1018kj，約相當于1700億噸標準煤。全國各地太陽輻射總量達3340~8400MJ/m2?a，全國年平均光照小時

23、數為2200h，平均太陽能電力為1700TWh，約為目前裝機容量的多倍。我國西藏、青海、新疆、內蒙古南部、陜西北部等廣大地區(qū)的太陽能輻射總量很大，尤其是青藏高原地區(qū)的絕大多數地區(qū)的太陽能資源相當豐富，具有得天獨厚的開發(fā)和利用太陽能的優(yōu)越資源條件。戶用光伏系統(tǒng)和獨立光伏電站是解決我國邊遠無電地區(qū)居民和社會用電問題的重要方式。對于聯網的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于在電網覆蓋的地區(qū)，光電應用成本太高，目前沒有競爭力。我國只有少許示范性的并網光伏發(fā)電系統(tǒng)

24、。</p><p>　　1.3光伏并網系統(tǒng)介紹</p><p><b>　　1.3.1 概述</b></p><p>　　太陽能光伏并網發(fā)電系統(tǒng)通過把太陽能轉化為電能，不經過蓄電池儲能，直接通過并網逆變器，把電能送上電網。太陽能并網發(fā)電代表了太陽能電源的發(fā)展方向，是21世紀最具吸引力的能源利用技術。與離網太陽能發(fā)電系統(tǒng)相比，并網發(fā)電系統(tǒng)具有以下

25、優(yōu)點: 利用清潔干凈，可再生的自然能源太陽能發(fā)電，不耗用不可再生的，資源有限的含碳化石能源，使用中無室氣體和污染物排放，與生態(tài)環(huán)境和諧，符合經濟社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。所發(fā)電能饋入電網，以電網為儲能裝置，省掉蓄電池，比獨立太陽能光伏系統(tǒng)的建設投資可減少達25%—45%，從而使發(fā)電成本大為降低。省掉蓄電池并可提高系統(tǒng)的平均無故障時間和蓄電池的二次污染。 光伏電池組件與建筑物完美結合，既可發(fā)電又能作為建筑材料和裝飾材料，使物質資源充分利用發(fā)揮多

26、種功能，不但有利于降低建設費用，并且還使建筑物科技含量提高，增加賣點。 分布式建設，就近就地分散發(fā)供電，進入和退出電網靈活，既有利于增強電力系統(tǒng)抵御戰(zhàn)爭和災害的能力，又有利于改善電力系統(tǒng)的負荷平衡，并可降低線路損耗。 可起調峰作用。聯網太陽能光伏系統(tǒng)是世界各發(fā)達國家在光伏應用領域競相發(fā)展的熱點和重點，是世界太陽能光伏發(fā)電的主流發(fā)展趨勢</p><p>　　1.3.2 系統(tǒng)主要組件簡介</p><

27、;p>　　一個太陽能電池只能產生大約0.5伏的電壓，遠低于實際使用所需電壓。為了滿足實際應用的需要，需要把太陽能電池連接成組件。太陽能電池組件包含一定數量的太陽能電池，這些太陽能電池通過導線連接。如一個組件上，太陽能電池的數量是36片，這意味著一個太陽能組件大約能產生17伏的電壓。 通過導線連接的太陽能電池被密封成的物理單元被稱為太陽能電池組件，具有一定的防腐，防風，防雹，防雨的能力，廣泛應用于各個領域和系統(tǒng)。當應用領域需要較高的

28、電壓和電流而單個組件不能滿足要求時，可把多個組件組成太陽能電池方陣，以獲得所需要的電壓和電流。</p><p>　　1.4光伏并網逆變器</p><p>　　將直流電變換成交流電的設備。由于太陽能電池發(fā)出的是直流電，而一般的負載是交流負載，并且為了便于傳輸，一般都采用交流電的形式，所以逆變器是不可缺少的。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網逆變器。獨立運行逆變器用于獨立運行的太陽能

29、電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨立負載供電。并網逆變器用于并網運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)將發(fā)出的電能饋入電網。逆變器按輸出波形又可分為方波逆變器和正弦波逆變器。</p><p>　　1.5課題研究的意義 </p><p>　　通過本次課題設計使我掌握了太陽能DC轉50赫茲AC轉換器原理和設計方法，對光伏并網行業(yè)有了較為深刻的了解和認識。并對大學期間所學的一些理論進行了實踐，使我對理論知識有了新的認識。并且

30、通過該設計課題掌握了51單片機軟硬件開發(fā)工具的使用方法，為以后從事相關行業(yè)的工作積累了實際工作經驗。清楚的認識到我國的光伏并網技術雖然發(fā)展迅速但和世界先進水平還有一定的差距。通過太陽能DC轉50赫茲AC轉換器的設計，進一步了解單片機的工作原理，為以后的工作奠定了基礎。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)方案設計</b></p><p>　　2.1需要實現的功能&l

31、t;/p><p>　　設計一個能夠實現將太陽能電池電能進行收集并轉換成50Hz、220V的交流電系統(tǒng)。當太陽能電池的輸出電壓從0開始上升時，收集系統(tǒng)起始充電電壓要盡可能的低。系統(tǒng)可以手動調節(jié)輸出交流電電流。</p><p>　　2.2系統(tǒng)整體的設計過程</p><p>　　系統(tǒng)的整體結構如圖2-1所示。設計內如包括開關升壓電路、單片機及其外圍接口電路、D/A轉換電路、功

32、率放大電路等主要部分電路。</p><p>　　3 系統(tǒng)的硬件設計</p><p>　　3.1硬件電路設計及工作原理</p><p>　　硬件電路主要由前置boost升壓電路、單片機系統(tǒng)、單片機外圍電路、功率放大升壓電路四部分組成。</p><p>　　3.1.1 前置boost升壓電路</p><p>　　開關升壓

33、（Boost）電路的主框圖如圖3-1所示，主要有開關管V，電感L和電容C組成：</p><p>　　圖 3-1開關升壓（Boost）升壓電路圖</p><p>　　開關升壓（Boost）升壓電路，開關直流升壓電路,是一種開關直流升壓電路，它可以使輸出電壓比輸入電壓高。升壓過程就是一個電感的能量傳遞過程，充電時，電感吸收能量，放電時電感放出能量。如果電容量足夠大，那么在輸出端就可以在放電過程

34、中保持一個持續(xù)的電流。如果這個通斷過程不斷重復，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。</p><p>　　在充電過程中，開關閉合（三極管導通），開關（三極管）處用導線代替。這時，輸入電壓流過電感。二極管防止電容對地放電。由于輸入是直流電，所以電感上的電流以一定的比率線性增加，這個比率跟電感大小有關。隨著電感電流增加，電感里儲存了一些能量。 </p><p>　　放電過程，當開關斷開（三

35、極管截止）時，由于電感的電流保持特性，流經電感的電流不會馬上變?yōu)?，而是緩慢的由充電完畢時的值變?yōu)?。而原來的電路已斷開，于是電感只能通過新電路放電，即電感開始給電容充電，電容兩端電壓升高，此時電壓已經高于輸入電壓了。升壓完畢。說起來升壓過程就是一個電感的能量傳遞過程。充電時，電感吸收能量，放電時電感放出能量?！　?lt;/p><p>　　如果電容量足夠大，那么在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續(xù)的電流?！　∪绻@

36、個通斷的過程不斷重復，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。</p><p>　　3.1.2 單片機的最小系統(tǒng)</p><p>　　該控制系統(tǒng)選用AT89C52單片機作為系統(tǒng)的控制核心。AT89C52單片機具有價格低、編程靈活和布線簡單等特點[3]。</p><p>　　單片機最小系統(tǒng)如圖3-2所示。</p><p>　　圖 3-2 單片

37、機最小系統(tǒng)</p><p>　　對圖3-2說明如下：</p><p><b>　　單片機晶振電路</b></p><p>　　單片機外圍的晶振電路是通過單片機的第18（XTAL1）,19（XTAL2）引腳接入，XTAL1：振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>

38、　　對于MSC-51一般的晶振頻率可以在1.2MHz—12MHz之間選擇，這是電容C可以對應的選擇10pF—30pF。當使用89C55時晶振頻率可以提高到24MHZ。對于本設計的電容C用30pF，晶振選用12MHz。晶振電路解法圖3-1，一條引腳接在XTAL1，另一條接在XTAL2。</p><p><b>　　單片機的復位電路</b></p><p>　　單片機通常

39、采用的復位方式有上電復位和按鈕復位兩種。本次設計用的復位方式是按鈕電平復位。其原理圖如圖4所示。當按下按鈕SW時，電容對R6迅速放電，RESET端變?yōu)楦唠娖剑琑ESET松開后，電容通過電阻R6進行充電，RESET端恢復為低電平。</p><p>　　3.1.3 單片機與DAC0832的接口</p><p>　　由于D/A轉換器與單片機連接時，單片機是靠指令輸出數字量供數模轉換之用，而指令送

40、出的數據在數據總線上的時間是短暫的，所以在DAC和單片機之間，需要有數據寄存器來保持單片機計算機輸出的數據，供DAC轉換使用。</p><p>　　目前生產的DAC芯片分為兩類，一類芯片內部設置有數據寄存器，不需要外加電路就可以直接與微型計算機接口。另一類芯片內部沒有數據寄存器，輸出信號隨數據輸入線的狀態(tài)變化而變化，因此不能直接與微型計算機接口，必須通過并行接口與微型計算機接口。DAC0832是具有20條引線的雙

41、列直插式CMOS器件，它內部具有兩級數據寄存器，完成8位電流D/A轉換，故不需要外加電路。</p><p>　　因此單片機與DAC0832連接方式如圖3-3所示。</p><p>　　圖 3-3 單片機與DAC0832的鏈接方式</p><p>　　3.1.4 D/A轉換工作原理及芯片介紹</p><p>　　模數轉換器（D/A）就是一種把數

42、字信號轉換成為模擬電信號的器件。D/A轉換是單片機應用測控系統(tǒng)典型的接口技術內容，D/A轉換接口設計的主要任務是選擇D/A集成芯片，配置外圍電路及器件，實現數字量到模擬量的線性轉換。 </p><p>　　D/A轉換器的基本原理與分類 </p><p>　　D/A轉換器用來將數字量轉換成模擬量。它的基本要求是輸出電壓Vo應該和輸入數字量成正比，即：VO=D*VR 其中， VR為參考電壓。&

43、lt;/p><p>　　每一個數字量都是數字代碼的按位組合，每一位數字代碼都有一定的“權”，對應一定大小的模擬量。為了將數字量轉換成模擬量，應該將其每一位都轉換成相應的模擬量，然后求和既可得到與數字量成正比的模擬量。</p><p>　　(3.1.1) </p><p>　　D／A轉換器可分成兩大類：1.直接D／A轉換器是指直接將輸入的數字信號轉換為輸出的模擬信號。

44、2.間接D／A轉換器是先將輸入的數字信號轉換為某種中間量，然后再把這種中間量轉換成為輸出的模擬信號。其中，間接D／A轉換方式在集成D／A轉換器中很少使用。</p><p>　　D／A轉換器模擬輸出電壓的極性</p><p>　　所有的D／A轉換器件的輸出模擬電壓Vo，都可以表達成為輸入數字量D（數字代碼）和模擬參考電壓VR的乘積。由于目前絕大多數D／A輸出的模擬量均為電流量，這個電流量要通

45、過一個反相輸入的運算放大器才能轉換成模擬電壓輸出。在這種情況下，模擬輸出電壓Vo與輸入數字量D和參考電壓VR的關系為：</p><p><b>　　(3.1.2)</b></p><p>　　當參考電壓VR極性不變時，要想得到雙極性的模擬輸出，就必須采取四象限工作的D／A接口電路，該接口電路輸出的模擬電壓V0為：</p><p><b&g

46、t;　　(3.1.3)</b></p><p>　　不論參考電壓VR的極性如何，都可以獲得雙極性的電壓輸出，在參考電壓極性不變時，輸出模擬電壓的極性完全取決于輸入數字量二進制碼的最高位（MSB）。</p><p>　　3.1.5 典型的D/A轉換器芯片DAC0832性能介紹 </p><p>　　DAC0830／0831／0832是8位分辯率的D／A轉換

47、集成芯片，與微處理器完全兼容。</p><p>　　這個系列的芯片以其價格低廉、接口簡單、轉換控制容易等優(yōu)點，在單片機應用系統(tǒng)中得到了廣泛的應用 這類D／A轉換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、八位D／A轉換電路及轉換控制電路構成 。 </p><p>　　DAC0830系列芯片是一種具有兩個輸入數據寄存器的8位DAC，是一個8位D/A轉換器芯片，單電源供電，從+5V～+15V均可正常

48、工作。</p><p>　　其主體部分為由T型狀態(tài)。而模擬開關控制標準電源在T型電阻網絡所產生的電流。輸入的數字量通過兩級緩沖器送到 D/A 轉換電路。通過對這兩級緩沖器進行控制，可以實現直通、單緩沖、雙緩沖三種工作方式。</p><p>　　如果控制信號使得兩級緩沖器一直處于選通狀態(tài)，則 DAC0832 工作在直通方式；當輸入寄存器、 DAC 寄存器中有一個直接選通，另一個受控制，則它工

49、作在單緩沖方式；當輸入寄存器、DAC 寄存器都受控制時，它工作在雙緩沖方式。DAC0832屬于電流型輸出的 D/A 轉換器。這些電流經外部運算放大器實現 I-V 變換輸出模擬電壓。模擬電壓根據不同的外接電路又可分為單極性和雙極性。</p><p>　　DAC0832是8位芯片，采用雙列直插式封裝，外圍引腳連接如圖3-4所示，采用CMOS工藝和R－2RT形電阻解碼網絡, 轉換結果為一對差動電流 I01和 I02輸出

50、，其主要性能參數為： </p><p><b>　　·分辨率： 8位</b></p><p>　　·單電源供電：＋5V-＋15V</p><p>　　·參考電壓：-10V—＋10V </p><p><b>　　·轉換時間：1us</b></p>

51、<p>　　·滿刻度誤差；士1LSB </p><p>　　·數據輸入電平與TTL電平兼容</p><p>　　·電流穩(wěn)定時間1us；</p><p>　　·可單緩沖、雙緩沖或直接數字輸入； </p><p>　　·只需在滿量程下調整其線性度；</p><

52、;p>　　·低功耗，200mW。</p><p>　　DAC0832引腳如圖3-3所示，它采用20線雙列直插式封裝，引腳功能如下： </p><p>　　D7～D0——轉換數據輸入。</p><p>　　CS——片選信號（輸入），低電平有效。</p><p>　　ILE——數據鎖存允許信號（輸入），高電平有效。</p&g

53、t;<p>　　WR1——第一信號（輸入），低電平有效。該信號與ILE 信號共同控制輸入寄存器是數據直通方式還是數據鎖存方式：當ILE=1和XFER=0時，為輸入寄存器直通方式；當ILE=1和WR1 =1時，為輸入寄存器鎖存方式。</p><p>　　WR2 ——第2寫信號(輸入),低電平有效.該信號與信號合在一起控制DAC寄存器是數據直通方式還是數據鎖存方式:當 WR2=0和XFER=0時,為

54、 圖 3-2 DAC0832引腳圖</p><p>　　DAC寄存器直通方式; 當WR2=1和XFER=0時,為DAC寄存器鎖存方式。 </p><p>　　XFER——數據傳送控制信號(輸入),低電平有效 。 </p><p>　　Iout2——電流輸出“1”。當數據為全“

55、1”時，輸出電流最大；為全“0”時輸出電流最小。</p><p>　　Iout2——電流輸出“2”。DAC轉換器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常數。</p><p>　　RFB——反饋電阻端</p><p>　　即運算放大器的反饋電阻端，電阻（15KΩ）已固化在芯片中。因為DAC0832是電流輸出型D/A轉換器，為得到電壓的轉換輸出，使用時需在兩個電流輸出

56、端接運算放大器，RFB即為運算放大器的反饋電阻。</p><p>　　Vref——基準電壓，是外加高精度電壓源，與芯片內的電阻網絡相連接，該電壓可正可負，范圍為-10V～+10V。</p><p><b>　　DGND——數字地</b></p><p>　　AGND——模擬地 </p><p>　　DAC0832利用WR

57、1 、 WR2 、ILE、XFER 控制信號可以構成三種不同的工作方式。</p><p>　　直通方式——WR1= WR2 =0時，數據可以從輸入端經兩個寄存器直接進入D/A轉換器。</p><p>　　單緩沖方式——兩個寄存器之一始終處于直通，即WR1=0或WR2=0，另一個寄存器處于受控狀態(tài)。</p><p>　　雙緩沖方式——兩個寄存器均處于受控狀態(tài)。這種工

58、作方式適合于多模擬信號同時輸出的應用場合。 </p><p>　　3.1.6 DAC0832與運放的連接</p><p>　　本設計采用了雙極性的模擬輸出的D/A轉換電路,電路結構如圖3-5所示。</p><p>　　圖 3-5 DAC0832 D/A轉換器與運放的連接</p><p>　　3.1.7 功率放大電路</p>&l

59、t;p>　　功率放大電路如圖3-6所示。電路采用雙電源OCL典型電路結構。</p><p>　　此電路是消除交越失真的互補輸出級電路，電路中增加 R4、D1、D2、R5支路。</p><p>　　靜態(tài)時:Q1、Q2兩管發(fā)射結電位分別為二極管D1、 D2的正向導通壓降，致使兩管均處于微弱導通狀態(tài)，有較小的靜態(tài)電流ICQ ；靜態(tài)電流在輸出端被抵消，故Vi＝0，VO=0。</p>

60、;<p>　　動態(tài)時： D1 、D2交流電阻很小，可認為對交流短路。</p><p>　　Vi正半周，Q1 導通 , Q2 截止，有</p><p><b>　　(3.1.1)</b></p><p>　　Vi負半周， Q2 導通 , Q1 截止</p><p><b>　　(3.1.2)<

61、/b></p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　(3.1.3)</b></p><p><b>　　輸出功率：</b></p><p><b>　　(3.1.4)</b></p><p>　　最

62、大不失真輸出功率：</p><p><b>　　(3.1.5)</b></p><p><b>　　3.2單片機的結構</b></p><p>　　3.2.1 單片機的基本結構</p><p>　　AT89C52是51系列單片機的一個型號，它是ATMEL公司生產的。是一個低電壓，高性能CMOS 8位

63、單片機，片內含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C52單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。</p><p>　　AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內含

64、2個外中斷口，3個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>　　兼容MCS51指令系統(tǒng) · 8k可反復擦寫(>1000次）Flash ROM </p><p

65、>　　· 32個雙向I/O口 · 256x8bit內部RAM </p><p>　　· 3個16位可編程定時/計數器中斷 · 時鐘頻率0-24MHz </p><p>　　· 2個串行中斷 · 可編程UART串行通道 </p><p>　　· 2個外部中斷源 · 共6個中斷源 &l

66、t;/p><p>　　· 2個讀寫中斷口線 · 3級加密位 </p><p>　　· 低功耗空閑和掉電模式 · 軟件設置睡眠和喚醒功能 </p><p>　　P0口：P0口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口，也即地址/數據總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8個TTL邏輯門電路，對端口P0 寫“1”時，可作為高阻

67、抗輸入端用。</p><p>　　在訪問外部數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8 位）和數據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。</p><p>　　在Flash 編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1口：P1 是一個帶內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1的輸出緩沖級可驅動

68、（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。</p><p>　　與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時/計數器2 的外部計數輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX）。</p><p>　　P2口：P

69、2是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL 邏輯門電路。對端口P2寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。</p><p>　　在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數據存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR 指令）時，P2口送出高8位地址數據。在訪問

70、8位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行MOVX @RI指令）時，P2口輸出P2鎖存器的內容。</p><p>　　Flash 編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。</p><p>　　P3口：P3口是一組帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3 口寫入“1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的

71、P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。</p><p>　　P3 口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下所示：</p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p>

72、<p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1） </p><p>　　P3.4 T0（定時/計數器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（定時/計數器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數據存儲器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數

73、據存儲器讀選通）</p><p>　　P3 口還接收一些用于Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。</p><p>　　主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。P0~P3 為可

74、編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設計中，P0 端口（32~39 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU 的相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調整狀態(tài)進入的控制功能[8]。</p><p&

75、gt;　　AT89C52單片機屬于AT89C51單片機的增強型。其主要工作特性是：片內程序存儲器內含8KB的Flash程序存儲器，可擦寫壽命為1000次；片內數據存儲器內含256字節(jié)的RAM；</p><p>　　具有32根可編程I/O口線；</p><p>　　具有3個可編程定時器；</p><p>　　中斷系統(tǒng)是具有8個中斷源、6個中斷矢量、2個級優(yōu)先權的中斷結

76、構；串行口是具有一個全雙工的可編程串行通信口；</p><p>　　具有一個數據指針DPTR；</p><p>　　低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式；</p><p>　　具有可編程的3級程序鎖定位；</p><p>　　AT89C52工作電源電壓為5（1+0.2）V，且典型值為5V；</p><p>　　AT89C

77、52最高工作頻率為24MHz。</p><p>　　3.2.2 單片機引腳圖及封裝</p><p>　　AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應不同產品的需求[9]。本設計采用PDIP封裝形式，其引腳圖如圖3-7所示。</p><p>　　圖 3-7 AT89C52引腳圖</p><p>　　3.3單片機在

78、本設計中的應用</p><p>　　3.3.1 單片機的應用電路組成</p><p>　　本設計中涉及到一個典型的控制過程，單片機的接口連接電路如圖3-8所示。通過單片機控制一個模數轉換器DAC0832產生所需要的電流，然后使用運算放大器可以將其電流輸出線性地轉換成電壓輸出，再通過推挽放大電路將其功率放大，最終通過變壓器將電壓升壓到220v。輸出頻率由單片機程序控制輸出50HZ頻率。<

79、;/p><p>　　圖 3-8 單片機接口電路圖</p><p>　　4 系統(tǒng)的軟件設計</p><p><b>　　4.1軟件流程</b></p><p>　　系統(tǒng)的軟件結構流程如圖4-1所示。</p><p><b>　　4.2開發(fā)環(huán)境介紹</b></p>&

80、lt;p>　　本設計的程序是在Keil uVision2開發(fā)環(huán)境上編寫的，它是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)c語言的語法來開發(fā)，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用,而且大大的提高了工作效率和項目開發(fā)周期,他還能嵌入匯編，您可以在關鍵的位置嵌入，使程序達到接近于匯編的工作效率。KEILC51標準C編譯器為8051微控制器的軟件

81、開發(fā)提供了C語言環(huán)境,同時保留了匯編代碼高效,快速的特點。C51編譯器的功能不斷增強， 使你可以更加貼近CPU本身，及其它的衍生產品。C51已被完全集成到uVision2的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調試器。uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。 </p><p>　　4.3系統(tǒng)程序的設計</p><p>　　本系統(tǒng)的

82、程序采用C語言編寫，根據系統(tǒng)需要，編寫了延時函數，初始化函數，頻率調節(jié)函數，正弦波發(fā)生函數，以及外部中斷和定時器函數。</p><p>　　4.3.1 初始化函數</p><p>　　令工作方式寄存器TMOD=OX01，處于工作方式1，為16位定時器/計數器。</p><p>　　定時器初值計算，定義 float 浮點型變量 temp表示定時器初值,晶振頻率為12M

83、，則Fosc=1200000；起始頻率設定為50HZ，即FREQ=50；</p><p><b>　　,</b></p><p>　　將每個周期分為256份，給T0高低位賦值，。</p><p>　　開關中斷EA=1；CPU開放所有中斷。</p><p>　　開外部中斷EX0=1；允許外部中斷0中斷。</p>

84、<p>　　IT0=1；設定下降沿有效的工作方式。</p><p>　　ET0=1；設定定時器工作在定時方式。</p><p>　　TR0=1；啟動定時器工作。</p><p>　　4.3.2 頻率調節(jié)函數</p><p>　　首先聲明變量FREQ,ADDFREQ,SUBBFREQ.如果ADDFREQ=0;那么則有： <

85、;/p><p>　　FREQ=FREQ+10;如果SUBBFREQ=0,那么則有FREQ=FREQ-10.</p><p>　　ADDFREQ和SUBBFREQ兩個變量的值通過單片機的接口賦值，頻率變動值設定為10。</p><p><b>　　部分程序如下：</b></p><p>　　if(ADDFREQ==0) FR

86、EQ=FREQ+10;//FREQ++;</p><p>　　if(SUBBFREQ==0)FREQ=FREQ-10;//FREQ--;</p><p>　　temp=ALL-Fosc/12.0/256/FREQ;//通過改變初值來實現定時器定時時間，從而改變波形頻率</p><p>　　TH_0=(uint)temp/256;</p><p&

87、gt;　　TL_0=(uint)temp%256;</p><p>　　5 系統(tǒng)調試與測試結果</p><p><b>　　5.1系統(tǒng)調試</b></p><p>　　依據各功能模塊的功能要求和工作過程畫出程序的流程圖，然后根據流程圖和系統(tǒng)的硬件連接寫出詳細的程序，接著對各個子程序進行編譯，調試，運行，看看是否能達到其功能，然后再將整個程序糅

88、合在一起進行整體軟件調試。</p><p><b>　　5.2測試結果</b></p><p>　　本設計采用proteus仿真軟件進行測試。Proteus是一款比較常用的單片機仿真軟件，用proteus和keil配合進行仿真提高系統(tǒng)運行效率與穩(wěn)定性。顯示效果處理的內容較多程序也較復雜，所以在編寫程序和調試時出現了較多的問題。長時間對編程沒有接觸，在一定程度上增加了程

89、序編寫的難度。經過多次反復測試與分析，可以對電路的原理及功能更加熟悉，同時提高設計能力與及對電路的分析能力。在軟件的編程方面得到更到的提高,對編程能力得到加強，同時對所學的知識得到很大的提高與鞏固。測試結果如圖 5-1所示。</p><p><b>　　6 總結</b></p><p><b>　　6.1全文總結</b></p>

90、<p>　　本設計能夠將電能轉化可供人類利用的電能。尤其在當今社會下，資源有限、污染嚴重的傳統(tǒng)煤炭、石油燃料能源正在一天天減少，人們更多的將目光轉向了太陽能，風能等等綠色能源，其中太陽能作為一種新興的綠色能源，以其永不枯竭、無污染、不受地域資源限制等優(yōu)點，正得到迅速的推廣應用。根據光生伏打效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能的光伏技術是一項非常重要的技術，能夠實現人類向可持續(xù)的全球能源系統(tǒng)轉變。</p>

91、<p><b>　　6.2心得體會</b></p><p>　　整個系統(tǒng)研制與優(yōu)化設計是個工作量很大的過程，從中我學習到了很多理論知識，得到了很多珍貴的實踐經驗。有很多收獲，也經歷了不少困難，整個系統(tǒng)涉及到強電、模擬電路、數字電路、硬件設計及軟件編程等方面的知識，是一個自動化知識綜合應用的系統(tǒng)，需要大量的理論知識，所以，在理論學習階段，要打下堅實的基礎，這樣就可以少走彎路；在軟件

92、編程過程中，要多思考一下程序設計的方法，發(fā)現問題要深入分析問題，不要急躁，要冷靜思考;養(yǎng)成注釋程序語句的習慣，對長而復雜的程序設計很有必要；調試的結果也許不如想象中那么完美，因為理論和實踐會有這樣或那樣的差別。這就需要進一步完善，不能一蹴而就，面對出現的問題要再接再厲，努力做到更好，培養(yǎng)鉆研科學技術的熱忱。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>

93、;　　[1]王飛，余世杰，蘇建徽，等.太陽能光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的研究[J].電工技術報，2005.</p><p>　　[2]梁雪峰，曾國宏，姜久春.3kw光伏并網逆變器硬件設計[J].電力電子技術，2008</p><p>　　[3]吳海濤.光伏并網逆變器及其仿真研究[D].青島：青島大學碩士學位論文,2007.</p><p>　　[4]王飛.單相光伏并網系統(tǒng)的分

94、析與研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學碩士學位論文,2005.</p><p>　　[5]周志敏等.逆變電源實用技術－設計與應用[M].北京：中國電力出版社,2005.</p><p>　　[6]陳道煉.DC－AC逆變技術及其應用[M].北京：機械工業(yè)出版社,2003.</p><p>　　[7]郭天祥 51單片機C語言教程[M]北京：電子工業(yè)出版社，2009.<

95、/p><p>　　[8]周志敏，周紀海，紀愛華．現代開關電源控制電路設計及應用[M]．北京：人民郵電出版社，2005.</p><p>　　[9]趙為．太陽能光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的研究[D]．合肥工業(yè)大學博士學位論文．2003.</p><p>　　[10]張凌.單相光伏并網發(fā)電器的研制[D].北京：北京交通大學碩士學位論文,2007.</p><p&g

96、t;<b>　　致 謝</b></p><p>　　最后，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位專家表示衷心地感謝！</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄1 系統(tǒng)總體電路組成</p><p><b>　　附錄2</b></p&

97、gt;<p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define DAC0832 P1//將DAC0832定義為P2口；</p><p>

98、　　#define ALL 65536//將ALL定義為65536；</p><p>　　#define Fosc 12000000//頻率為12M</p><p>　　uchar TH_0,TL_0,flag1,flag=0;</p><p>　　uint FREQ=50,num;//起始頻率設定為100HZ</p><p>

99、　　float temp;</p><p>　　uchar code sin_num[]={ </p><p>　　0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,2,2,2,</p><p>　　2,3,3,4,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,</p><p&

100、gt;　　10,10,11,12,12,13,14,15,15,16,17,18,18,19,20,21,</p><p>　　22,23,24,25,25,26,27,28,29,30,31,32,34,35,36,37,</p><p>　　38,39,40,41,42,44,45,46,47,49,50,

101、51,52,54,55,56,</p><p>　　57,59,60,61,63,64,66,67,68,70,71,73,74,75,77,78,</p><p>　　80,81,83,84,86,87,89,90,92,93,95,96,98,99,101,102,</p><p>　　104,

102、106,107,109,110,112, 113,115,116,118,120,121,123,124,126,128,</p><p>　　129,131, 132,134,135, 137, 139,140,142,143,145,146,148, 149,151,153,</p><p>　　154,

103、156,157,159,160,162,163,165, 166,168,169,171,172,174,175,177,</p><p>　　178,180,181, 182,184,185,187,188,189,191,192,194,195,196,198,199,</p><p>　　200,201,203,

104、204,205,206,208,209,210,211,213,214,215,216,217,218,</p><p>　　219,220,221,223,224,225,226,227,228,229,230,230,231,232,233,234,</p><p>　　235,236,237,237,238,239,

105、240,240,241,242,243,243,244,245,245,246,</p><p>　　246,247,247,248,248,249,249,250,250,251,251, 251,252,252,253,253,</p><p>　　253,253,254,254,254,254,254,255,

106、255,255,255, 255,255,255,255,255</p><p><b>　　};</b></p><p>　　/***********8051端口設置***************/</p><p>　　//sbit cs=P3^6;</p><p>　　sbit change=P2^

107、3; </p><p>　　sbit ADDFREQ=P2^4;</p><p>　　sbit SUBBFREQ=P2^5;</p><p>　　void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge);</p><p>　　/***********延時函數：延時1ms*********/&l

108、t;/p><p>　　void delay(uint z)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);

109、</p><p><b>　　} </b></p><p>　　/***********初始化函數***********/</p><p>　　void init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0X01; //設定工作模式 1&l

110、t;/p><p>　　temp=ALL-Fosc/12.0/256/FREQ; //定時器初值計算（將沒個周期劃分為256份）</p><p>　　TH_0=(uint)temp/256;</p><p>　　TL_0=(uint)temp%256;</p><p>　　EA=1; //開總中斷</p><p>　　E

111、X0=1; //開外部中斷</p><p>　　IT0=1; //設定下降沿有效工作方式</p><p>　　ET0=1; //設定定時器工作在定時方式</p><p>　　TR0=1; //開定時器中斷</p><p><b>　　} </b></p><p>　　/******

112、******頻率調節(jié)函數********************/</p><p>　　void changefreq(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(change==0)</p><p>　　{flag++;if(flag==4) {flag=0;num=0;}}<

113、/p><p>　　if(ADDFREQ==0) FREQ=FREQ+10;//FREQ++;</p><p>　　if(SUBBFREQ==0)FREQ=FREQ-10;//FREQ--;</p><p>　　temp=ALL-Fosc/12.0/256/FREQ;//通過改變初值來實現定時器定時時間，從而改變波形頻率</p><p>　　T

114、H_0=(uint)temp/256;</p><p>　　TL_0=(uint)temp%256;</p><p>　　ge=FREQ%10; //數值分離；</p><p>　　shi=FREQ/10%10;</p><p>　　bai=FREQ/100%10;</p><p>　　qian=FREQ/100

115、0;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　/*************正弦波發(fā)生函數********************/</p><p>　　void zhengxian(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　

116、　for(num=0;num<255;num++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DAC0832=sin_num[num]; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(num=255;num>0;num--)</p>