本文介紹一種基于PIC24FJ64的智能光伏AGF系列匯流采集裝置，本裝置使用霍爾傳感器隔離測量來自光伏電池陣列的電流，同時可以測量其輸出電壓，監(jiān)測匯流箱內(nèi)部的防雷器和直流斷路器的工作狀態(tài)、配有溫度、風速，輻照等傳感器輸入接口，帶有接點輸出，用于驅動外部執(zhí)行機構。本裝置通過RS485總線與上位機通訊，用于接收計算機指令，上傳檢測到的光伏電池陣列、匯流箱組件和外部環(huán)境狀態(tài)。本裝置最多可監(jiān)測16路光伏電池組輸出電流，并可以根據(jù)輸入電壓計算分相和合相功率。本裝置帶有LED數(shù)碼顯示器和設定撥碼，用于查看數(shù)據(jù)和設定本裝置的通訊地址、數(shù)據(jù)格式、波特率等參數(shù)。 

1 電路設計原理

 PIC24FJ64是MicroChip公司的一種改進的哈佛架構的高速16位低功耗單片機，在32M時鐘頻率時系統(tǒng)性能可達16MIPS，17 位 x 17 位單周期硬件乘法器，最大可內(nèi)帶64k的FlashROM，8k系統(tǒng)SRAM，2 個 模塊，2 個UART 模塊、允許對許多外部I/O口功能進行重新定義，增加了系統(tǒng)設計的靈活性。電路框圖見圖1

外部開關量輸入電路帶有就地顯示LED燈D28，電路主要有U25、R65、Q3、R68形成一個恒流電路，開關量輸入節(jié)點和檢測光耦的一次側串入到此恒流回路中，此開關量檢測電路的優(yōu)點是可以接受接觸電阻達kΩ級的外部接點輸入或漏極開路方式的光耦輸入，以避免現(xiàn)場的環(huán)境因素導致的輸入接點氧化而造成采樣不到開關量輸入的情況（圖6）。

撥碼開關輸入電路用于設定本裝置的通訊地址、通訊波特率、數(shù)據(jù)格式等參數(shù)，使用一個八選一模擬開關U20，對外部撥碼J12每一位進行動態(tài)掃描檢測，撥碼開關輸入和開關量輸入的控制總線為共用結構，此方式的優(yōu)勢是節(jié)約CPU的IO口線，缺點是程序處理稍復雜，需要使用動態(tài)掃描方式一路一路檢測（圖7）。

1.5    外部模擬量輸入電路    

 外部模擬量輸入類型有DC 0～20mA、DC 0～10V、PT100、0～100mV、DC 0～1000V,這些外部信號都先經(jīng)過外部分壓或分流處理調(diào)理成同一范圍的電壓信號，然后輸入到一個八選一的模擬開關U44，U44的輸出經(jīng)過運放U45放大到A/D轉換器U46可接受的電壓范圍，運放U45使用5V單電源軌到軌運放，A/D轉換器使用ADS1110。電路工作時由程序控制將外部模擬信號逐路切換到輸出進行A/D轉換，再由CPU讀取數(shù)據(jù)（圖8）。

 通訊方式采用RS485方式，使用高速光耦實現(xiàn)電氣隔離，由于 485接口芯片U20是半雙工結構，本電路的特點是由發(fā)送數(shù)據(jù)控制485芯片的發(fā)送和接收，實現(xiàn)了自動數(shù)據(jù)流控制，省略了一個流控制光耦，簡化了軟硬件設計。降低了成本。(圖9)