AT89S52单片机的太阳能环境参数测试仪

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                    ???? 摘 要：介绍了一种基于AT89S52单片机的太阳能环境参数测试仪，详细阐明了环境参数测试仪的软硬件设计与实现方法。该测试仪能对温度、湿度和照度进行实时测量显示，并通过RS485工业总线将采集数据传送至远端上位机。
???? 引 言
　　为了确保太阳能发电系统能够正常的工作，需要对太阳能发电系统的各项环境参数进行测量，从而有效地控制其运行。本文介绍了一种基于单片机的太阳能参数测试仪，提供了3种参数的测量功能和通信接口，以及2种供电方式，既可作为手持设备使用，又能安装在发电系统中，具有较高的实用价值。
　　1 硬件电路设计
　　1．1 总体结构
　　该测试仪以AT89S52单片机为核心，外接温湿度传感器SHTll、照度传感器TSL2561、四位共阴数码管、RS485总线通信接口以及显示切换按键。单片机上电工作后，对当前温度、湿度、光强度进行实时测量，通过按键切换将测得的3种参数通过LED数码管进行轮流显示；此外，还可以通过RS485总线与PC机进行通信，将参数值传送到上位机，以达到远程监测的目的。该测试仪的结构框图如图1所示。




　　1．3 电源模块
　　电源模块提供了2种供电方式：
　　①当测试仪作为手持设备使用时，可直接使用3．6V锂电池，经过DC—DC电压转换芯片MAX756将电压升至5 V后为单片机和外设供电。
　　②当测试仪作为固定设备安装在太阳能发电现场时，可以采用太阳能供电。太阳能电池产生的12 V电压通过稳压芯片LM7805后，得到稳定的5 V电压输出，输出电压既可以为测试模块供电还可以通过充电电路为锂电池充电。图3是电源模块的硬件原理图。




　　1．5 通信模块
　　测试仪通过RS485工业总线与PC机进行通信，其硬件接口电路如图5所示。




　　2．2 传感器驱动程序
　　本系统采用的传感器均为集成数字芯片且都具有I2C总线接口，故其驱动程序的编写要严格遵循I2C总线的时序。主程序为每一个参数开辟了一个8位的存储空间，传感器将采集到的数据经SDA引脚串行输出，驱动程序将SDA线上输出的数据进行串并转换，并存储到相应空间中，以方便其他功能程序调用。以下是照度传感器数据采集程序的部分代码。
　　(1)TSL2561初始化




　　由于RS485总线协议与RS232串口协议只是接口电平上有区别，其软件编程完全按照串口通信协议进行，此处不再详述。
　　结 语
　　经实验测试，该环境参数测试仪温度测量显示精度可以达到0．1℃，湿度精确到O．1％，照度可以精确到11x。由于主要器件均为I2C数字接口，故本测试仪还有结构简单、易维护、可扩展性强等特点，具有很高的实用价值；另外，独特的双电源供电方式更扩展了它的适用范围。