Paderboy 发表于 2016-1-25 20:29:21

基于GD32F2的光伏升压MPPT控制器

本帖最后由 Paderboy 于 2016-1-25 20:34 编辑

一、方案名称：
基于GD32F207ZE的光伏升压MPPT控制器

二、方案介绍： 此方案是采用GD32F207ZE作为主控制器的太阳能光伏充电控制器，可对以下主要的类型电池组实现充电管理：(铅酸电池组，普通锂电池组，铁锂电池组….等等)并且使用LCD显示光伏板电压，电池组电压和控制器温度（因为年末时间比较少，就简化了控制器的附加高级功能。（例如：可以再添加电流传感器，实现功率可控-发电电量累计和手机APP查看和设置参数。以及通过wifi实时上传物联网平台。。））有喜欢的利用本方案自己再添加高级功能。。。本控制器使用串口输入设置参数，为了后期可以使用蓝牙模块配合APP预留的功能，本控制器具有电池过压保护，控制器过温保护功能，夜间防逆流功能，具有最大化利用光伏发电板，使其输出最大功率状态给电池组充电，实现绿色能源最大使用效益。。
三、方案结构框图：

四、设计应用描述及心得总结： 1.    使用的GD32F207资源配置：配置DMAIDLE方式接收串口数据，配置5个DMAADC通道获取数据，配置TIMER2 2个通道PWM输出控制，配置SPI1显示数据，配置内部FLASH作为设置参数的掉电存储
      

2.    使用SPI1驱动LCD引脚配置：PA5-SCL,PA7-SI,PA4-RES,PD0-RSX,PD1-CSX

   

3.    控制器供电使用了LM2596HVS降压12v给MOS驱动IR2110s供电以及（通过5v降压和3.3vLDO降压）提供单片机的供电。。最高支持60vDC输入（也可以使用XL7015替换，支持最高80VDC输入）

   
   
   

   


4.    不得不说，第一次使用GD32F系列的单片机，对GD32的库(使用非常方便，提供的历程也很多。有时间还是要继续再深入的学习)和STM32库的兼容性非常不错。可以节省很多的时间再去重新学习GD32的库使用函数了，再次感谢爱板网的活动和GD的开发板。。。      
五、作品实物图+视频：   

       串口调试截图：
      

      
      
      

      

      
       这个是小功率光伏板：
      
       这个板子的功率非常小。。。电流只有180ma最大了。。。。。
      
       移到楼下：换50w的光伏板
      
       测试输入电压空载21v，输出23v电流：1.8a =41.4w的功率。。今天天气特别的好:loveliness:
      
   
      视频里测试过程按了重启，为了方便观察mppt最大功率点的快速定位。。。

      http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ1NjUyNjE5Mg==.html?from=y1.7-1.2六、方案代码：

ADC DMA 配置：PC0 PC2 PC3 内部温度传感器和内部Vrefintvoid ADC_Configuration(void)
{
    ADC_InitPara ADC_InitStructure;
         
    ADC_InitStructure.ADC_Mode_Scan = ENABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_Mode_Continuous = ENABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_Trig_External = ADC_EXTERNAL_TRIGGER_MODE_NONE;
    ADC_InitStructure.ADC_Data_Align = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    ADC_InitStructure.ADC_Channel_Number = 5;
    ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
    /* Configure ADC1 regular channel13 */
    ADC_RegularChannel_Config(ADC1, ADC_CHANNEL_10, 1, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
                ADC_RegularChannel_Config(ADC1, ADC_CHANNEL_12, 2, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    ADC_RegularChannel_Config(ADC1, ADC_CHANNEL_13, 3, ADC_SAMPLETIME_239POINT5);
    ADC_RegularChannel_Config(ADC1, ADC_CHANNEL_16, 4, ADC_SAMPLETIME_239POINT5);
    ADC_RegularChannel_Config(ADC1, ADC_CHANNEL_17, 5, ADC_SAMPLETIME_239POINT5);
    ADC_TempSensorVrefint_Enable(ENABLE);

    /* Enable ADC1 DMA */
    ADC_DMA_Enable(ADC1,ENABLE);
    /* Enable ADC1 */
    ADC_Enable(ADC1,ENABLE);
    ADC_Calibration(ADC1);
    /* Start ADC1 Software Conversion */
    ADC_SoftwareStartConv_Enable(ADC1,ENABLE);
}SPI 配置： PA4 PA5 PA6 PA7 D0 D1 驱动ST7858 LCDvoid SPI1_Configuration(void)
{
    SPI_InitParaSPI_InitStructure;
    SPI_InitStructure.SPI_TransType = SPI_TRANSTYPE_FULLDUPLEX;
    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_MODE_MASTER;
    SPI_InitStructure.SPI_FrameFormat = SPI_FRAMEFORMAT_8BIT;
    SPI_InitStructure.SPI_SCKPL = SPI_SCKPL_HIGH;
    SPI_InitStructure.SPI_SCKPH = SPI_SCKPH_2EDGE;
    SPI_InitStructure.SPI_SWNSSEN = SPI_SWNSS_SOFT;
    SPI_InitStructure.SPI_PSC = SPI_PSC_4;
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPOL = 10;

    SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
    SPI_Enable(SPI1, ENABLE);
                SPIx_ReadWriteByte(0xff);

}TIMER2 PWM输出配置：配置PA1 PA2void TIM_Configuration(void)
{
    /* -----------------------------------------------------------------------
    TIMER2 Configuration: generate 2 PWM signals with 2 different duty cycles:
    TIMER2CLK = SystemCoreClock / 8 = 9MHz
    TIMER2 frequency = 180/9M = 0.02ms

    ----------------------------------------------------------------------- */
    TIMER_BaseInitPara TIMER_TimeBaseStructure;
    TIMER_OCInitPara   TIMER_OCInitStructure;

    /* TIMER2 clock enable */
    RCC_APB1PeriphClock_Enable(RCC_APB1PERIPH_TIMER2,ENABLE);

    /* TIMER2configuration */
    TIMER_DeInit(TIMER2);
    TIMER_TimeBaseStructure.TIMER_Prescaler   = 8-1;
    TIMER_TimeBaseStructure.TIMER_CounterMode   = TIMER_COUNTER_UP;
    TIMER_TimeBaseStructure.TIMER_Period      = 180-1;
    TIMER_TimeBaseStructure.TIMER_ClockDivision = TIMER_CDIV_DIV1;
    TIMER_BaseInit(TIMER2,&TIMER_TimeBaseStructure);

    /* CH2,CH3 and CH4 Configuration in PWM mode */
    TIMER_OCInitStructure.TIMER_OCMode      = TIMER_OC_MODE_PWM1;
    TIMER_OCInitStructure.TIMER_OCPolarity= TIMER_OC_POLARITY_HIGH;
    TIMER_OCInitStructure.TIMER_OutputState = TIMER_OUTPUT_STATE_ENABLE;
    TIMER_OCInitStructure.TIMER_OCIdleState = TIMER_OC_IDLE_STATE_RESET;

    TIMER_OCInitStructure.TIMER_Pulse = 0;
    TIMER_OC2_Init(TIMER2, &TIMER_OCInitStructure);
    TIMER_OC2_Preload(TIMER2,TIMER_OC_PRELOAD_DISABLE);

    TIMER_OCInitStructure.TIMER_Pulse = 0;
    TIMER_OC3_Init(TIMER2, &TIMER_OCInitStructure);
    TIMER_OC3_Preload(TIMER2,TIMER_OC_PRELOAD_DISABLE);

    /* Auto-reload preload enable */
    TIMER_CARLPreloadConfig(TIMER2,ENABLE);
    /* TIMER enable counter*/
    TIMER_Enable( TIMER2, ENABLE );
}FMC 存储数据函数：void FMC_savedate(void)
{
          uint8_t p=0,n=0,flashflag={0};
    if(flashdate==1)
                {
                if(ReadData>=PVMIN&&ReadData<=PVMAX){backupData=ReadData;flashflag=1;}else{/*printf("PV SETTING ERROR\n\r");*/}
                if(ReadData>=BATMIN&&ReadData<=BATMAX){backupData=ReadData;flashflag=1;}else{/*printf("BAT SETTING ERROR\n\r");*/}
                if(ReadData>=FANMIN&&ReadData<=FANMAX){backupData=ReadData;flashflag=1;}else{/*printf("FAN TEMP SETTING ERROR\n\r");*/}      
    for(p=0;p<Savenumber;p++){ReadData=0;}                        
                if(flashflag==1&&flashflag==1&&flashflag==1)
                {      
    FMC_Unlock();
   
    /* Define the number of page to be erased */
    NbrOfPage = (BANK1_WRITE_END_ADDR - BANK1_WRITE_START_ADDR) / FMC_PAGE_SIZE;
   
    /* Clear All pending flags */
    FMC_ClearBitState(FMC_FLAG_EOP | FMC_FLAG_WERR | FMC_FLAG_PERR );
   
    /* Erase the FLASH pages */
    for(EraseCounter = 0; EraseCounter < NbrOfPage; EraseCounter++)
    {
      FMCStatus = FMC_ErasePage(BANK1_WRITE_START_ADDR + (FMC_PAGE_SIZE * EraseCounter));
      FMC_ClearBitState(FMC_FLAG_EOP | FMC_FLAG_WERR | FMC_FLAG_PERR );
    }
    FMC_Lock();
               
    /* Unlock the Flash Bank1 Program Erase controller */
    FMC_Unlock();
   
    /* Define the number of page to be erased */
    NbrOfPage = (BANK1_WRITE_END_ADDR - BANK1_WRITE_START_ADDR) / FMC_PAGE_SIZE;
   
    /* Clear All pending flags */
    FMC_ClearBitState(FMC_FLAG_EOP | FMC_FLAG_WERR | FMC_FLAG_PERR );   
      
    /* Program Flash Bank1 */
                Address = BANK1_WRITE_START_ADDR;
                for(save=0;save<Savenumber;save++)
                {      
    FMCStatus = FMC_ProgramWord(Address, backupData);
                FMC_ClearBitState(FMC_FLAG_EOP | FMC_FLAG_WERR | FMC_FLAG_PERR );
                Address+=4;
                }
    FMC_Lock();

                for(n=0;n<3;n++){flashflag=0;}
                reset=1;
         }
                flashdate=0;
         
      }

}串口DMA+IDLE中断接收数据void USART1_IRQHandler(void)
{
          uint32_t tmp_flag = 0;
          uint32_t temp;
          tmp_flag=USART_GetIntBitState(USART1, USART_INT_IDLEF);
    if(tmp_flag!= RESET)
    {
                DMA_Enable(DMA1_CHANNEL5, DISABLE);
                                        temp = USART1->STR;
          temp = USART1->DR;
                                        temp= DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_CHANNEL5);;
                                        Length=BufferSize-temp;
                            flag=1;
                                        DMA1_CHANNEL5->RCNT=BufferSize;
                            DMA_Enable(DMA1_CHANNEL5,ENABLE);
                         }
    __nop();
}


netlhx 发表于 2016-1-25 20:55:29

32个赞，太好了！

Paderboy 发表于 2016-1-25 21:01:38

netlhx 发表于 2016-1-25 20:55 static/image/common/back.gif
32个赞，太好了！

:loveliness:多谢N神的鼓励啊。。。。。一定继续努力学习。。。。:handshake

酱哒哒 发表于 2016-1-25 21:38:01

唉，不置可否

小菜儿 发表于 2016-1-26 08:20:11

不错不错！！！

糖悦之果飞 发表于 2016-1-26 08:54:38

亲，可以将内容一并发到经验频道，这是一个很好的系列，很有机会获得每月之星的呢http://jingyan.eeboard.com/

eefocus_4029115 发表于 2024-8-28 13:31:59

这个有源码参考嘛
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