畢業(yè)論文基于單片機(jī)的多用太陽(yáng)能手機(jī)充電器設(shè)計(jì)18634

1、摘 要太陽(yáng)能相對(duì)于其他的能源，是可再生的，永遠(yuǎn)也用不完，其他能源資源稀缺有限，隨著化石能源的日益枯竭、人們對(duì)環(huán)境保護(hù)問題的重視程度也在不斷提高，尋找潔凈的替代能源問題變得越來越迫切。太陽(yáng)能作為一種可再生能源它具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點(diǎn)，因此有著廣闊的應(yīng)用前景，光伏發(fā)電技術(shù)也越來越受到人們的關(guān)注，隨著光伏組件價(jià)格的不斷降低和光伏技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)將逐漸由現(xiàn)在的補(bǔ)充能源向替代能源過渡?，F(xiàn)如今手機(jī)是人們的重要的通訊工具，所以由于電池沒電造成的干擾就日漸明顯，使用手機(jī)的人都有過這樣的經(jīng)歷，外出或旅游時(shí)電池突然沒電了，因不能及時(shí)找到或沒有220v市電而無法給手機(jī)充電，影響了手機(jī)的

2、正常使用。為了解決這一問題，本課程設(shè)計(jì)介紹一種多用太陽(yáng)能手機(jī)充電器，利用單片機(jī)控制，將太陽(yáng)能經(jīng)過電路變換為穩(wěn)定直流電給手機(jī)充電，并能在電池充電完成后自動(dòng)停止充電，還可作為一般直流電源使用，從而擺脫對(duì)市電的依賴而獲得通信的自由。與常規(guī)的充電器相比，太陽(yáng)能充電器有著明顯的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能，電池，單片機(jī)，智能，buck變換器multi-purpose solar mobile chargerabstractsolar relative to other energy, is a renewable, never exhaustless, other energy resources are sc

3、arce limited ，increasing depletion of fossil energy, its emphasis on environmental protection are also rising, look for clean alternative energy issues become more urgent. solar energy as a renewable energy it has an inexhaustible and clean and safe and so on, so have a broad application prospects,

4、photovoltaic power generation technology is more and more attention, with the pv module continue to lower prices and photovoltaic technology, solar pv systems will gradually supplement the energy from the current transition to alternative energy. nowadays the mobile phone is people important means o

5、f communication, so due to the interference caused by battery is increasingly apparent, people who use mobile phones have had the experience, go out or travel no electricity when the battery suddenly, and because they can not be found or does not timely 220v electricity and not to c harge their cell

6、 phones affect the normal use of mobile phones. to solve this problem, the course design introduces a multi-purpose solar charger, use mcu control, will transform solar energy through the circuit to stabilize the direct current to charge their cell phones and can charge the battery automatically sto

7、ps charging after, but also as a general dc power use, so get rid of dependence on electricity obtained the freedom of communication. compared with the conventional charger, solar charger has a clear advantage.key words: solar energy, battery, single chip, intelligent, buck converter1 緒論1.1 太陽(yáng)能充電器的研

8、究背景由于大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環(huán)境污染和能源短缺，由于電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，全球能源日益緊張和環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重，人類對(duì)新能源的需求迫在眉睫。人類要生存社會(huì)要發(fā)展，必須加大綠色可再生能源的利用。越來越多的國(guó)家開始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。太陽(yáng)能電池是利用太陽(yáng)光和材料相互作用直接產(chǎn)生電能，不需要消耗燃料和水等物質(zhì)，使用中不釋放包括二氧化碳在內(nèi)的任何氣體，是對(duì)環(huán)境無污染的可再生能源。這對(duì)改善生態(tài)環(huán)境、緩解溫室氣體的有害hk 作用具有重大意義。目前，太陽(yáng)能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)

9、、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線路。但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，隨著太陽(yáng)能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國(guó)對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)再生清潔能源的巨大需求，太陽(yáng)能電池仍將是利用太陽(yáng)輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽(yáng)能開辟?gòu)V闊的前景。1.2 太陽(yáng)能充電器的優(yōu)點(diǎn) 多功能太陽(yáng)能充電器相對(duì)于其他的能源，是可再生的，永遠(yuǎn)也用不完，其他能源的話，一個(gè)是資源稀缺有限，第二個(gè)要花很多錢，多功能太陽(yáng)能充電器的話，是真正不花錢的，一年的維護(hù)費(fèi)用相當(dāng)于普通能源的10%左右，所以在節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、安全方面，多功能

10、太陽(yáng)能充電器都有它的好處。太陽(yáng)能充電器與常規(guī)充電器相比有以下三大優(yōu)點(diǎn)：第一：特別適用于應(yīng)急場(chǎng)合當(dāng)您在野外作業(yè)或旅游,或者遇到停電時(shí),太陽(yáng)能環(huán)保充電器將使您的手機(jī)(筆記本)隨時(shí)隨地處于工作狀態(tài),讓您不間斷的與您的朋友和家人保持聯(lián)系. 第二：太陽(yáng)能充電器使用綠色能源太陽(yáng)能，不僅可以環(huán)保、節(jié)能而且更安全第三：使用方便無論何時(shí)何地,您都可以極為方便的給您的手機(jī)(筆記本 )充電。1.3 硅太陽(yáng)能電池及參數(shù)硅太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池三種。單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%。多晶硅薄膜

11、太陽(yáng)能電池與單晶硅比較，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。硅太陽(yáng)能電池片常用的為單晶125大倒角，其尺寸為125mm*125mm，對(duì)角線150mm，功率pmax2.60w，工作電壓vm0.523v，工作電流im4.934a，開路電壓voc0.629v，短路電流isc5.285a。太陽(yáng)能電池可根據(jù)電壓大小需要，由不同數(shù)量的太陽(yáng)能電池片組成，其轉(zhuǎn)換效率受光照、溫度、太陽(yáng)電池晶體類型及制

12、造工藝等影響，2010年中國(guó)平均效率為17.2%。常見的太陽(yáng)能電池電壓有3v、6v、9v、12v、18v、32v、48v等，更大的用于太陽(yáng)能電廠發(fā)電項(xiàng)目。1.4 本課題研究的主要內(nèi)容本充電器通過太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過dc/dc變換電路處理后，由充電電路為負(fù)載供電。鋰電池一般不宜采用全過程恒流充電方式，而是采取開始恒流快速充電，待電池電壓上升到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒壓充電的方式，并且這樣有利于保存電池容量。充電過程中采用led燈、數(shù)碼管指示，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有完備的過流過壓保護(hù)，避免因電池過度充電而損壞，并且充電器采用模塊式結(jié)構(gòu)和usb接口，可對(duì)手機(jī)、mp3、攝像機(jī)等多種數(shù)碼產(chǎn)品充電。文中

13、介紹設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能手機(jī)充電器，與普通的手機(jī)充電器相比，它的的特殊之處除了能源的供應(yīng)來自太陽(yáng)能電池板外，充分利用單片機(jī)的智能性，設(shè)有完備的電壓電流檢測(cè)保護(hù)電路，并通過顯示電路顯示電路狀態(tài)，通過功能鍵可以靈活的選擇電路輸出，為不同的電子產(chǎn)品提供電源。把太陽(yáng)能電池板放在一個(gè)有陽(yáng)光的地方，即可以為手機(jī)提供一個(gè)方便的太陽(yáng)能充電點(diǎn)。這種便捷的太陽(yáng)能充電器幾乎可以在任何地方補(bǔ)充電力，從而獲得通信的自有。2 太陽(yáng)能手機(jī)充電器硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案pic16f1937太陽(yáng)能電池dc-dc變換dc-dc變換超級(jí)電容手機(jī)電池按鍵狀態(tài)液晶顯示電壓采樣電壓采樣pwm圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案太陽(yáng)能電池在使用時(shí)由于太

14、陽(yáng)光的變化較大，其內(nèi)阻又比較高，因此輸出電壓不穩(wěn)定，輸出電流較小，這就需要用充電控制電路將電池板輸出的直流電壓變換后供給電池充電。當(dāng)光線條件適宜時(shí)，通過太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)光，將光能轉(zhuǎn)換為電能。由于充電器多采用大電流的快速充電法，在電池充滿后如果不及時(shí)停止會(huì)使電池發(fā)燙，過度的充電會(huì)嚴(yán)重?fù)p害電池的壽命。這就需要一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，pic系列單片機(jī)時(shí)當(dāng)前應(yīng)用廣泛的單片機(jī)系列，pic最大的特點(diǎn)是不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價(jià)格比，靠發(fā)展多種型號(hào)來滿足不同層次的應(yīng)用要求。本系統(tǒng)將采用pic16f1937作為充電電路的控制器，從而以較低的成本輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的充電智能控制，同時(shí)也可以

15、為其他小型電子產(chǎn)品提供潔凈的直流電源。本系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示，通過太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，由單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)pwm波控制開關(guān)管從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓電流的改變，通過顯示電路顯示輸出狀態(tài)及大小，由adc0809實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集及轉(zhuǎn)換并傳給單片機(jī)做判斷處理，從而實(shí)現(xiàn)電路的智能輸出與控制。2.2 太陽(yáng)能電池板的選用太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，是該充電器的核心部分，其功能是將太陽(yáng)光的輻射能量轉(zhuǎn)化為電能，如今的便攜式數(shù)碼設(shè)備種類較多，所需電壓電流不等，對(duì)于輸入功率較大的設(shè)備，必須采用面積較大的電池板，而這又給攜帶帶來不便。因此該設(shè)計(jì)采用模塊式組合，根據(jù)不同充電負(fù)載的需要，將太陽(yáng)能板進(jìn)行組

16、合以達(dá)到具有一定要求的輸出功率和輸出電壓的一組光伏電池。本文以手機(jī)、mp3等常用小功率用電設(shè)備為例，說明其太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)過程。所選用的太陽(yáng)能電池板技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如下： 尺寸120mm45mm，峰值電壓6v，峰值電流100ma，標(biāo)稱功率0.6w。考慮被充電池的電流不同所需充電時(shí)間不等，采用八塊相同參數(shù)電池板進(jìn)行串、并聯(lián)，實(shí)測(cè)電池板的輸出電壓最大值為10.8v,電流最大可達(dá)450ma，總標(biāo)稱功率為5w左右,實(shí)際輸出可根據(jù)不同的被充電對(duì)象進(jìn)行平滑調(diào)整7。2.3 lm2576的介紹圖2 lm2576典型應(yīng)用電路2.3.1 lm2576的簡(jiǎn)介嵌入式控制系統(tǒng)的mcu一般都需要一個(gè)穩(wěn)定的工作電壓才能可靠工

17、作。而設(shè)計(jì)者多習(xí)慣采用線性穩(wěn)壓器件(如78xx系列三端穩(wěn)壓器件)作為電壓調(diào)節(jié)和 穩(wěn)壓器件來將較高的直流電壓轉(zhuǎn)變mcu所需的工作電壓。這種線性穩(wěn)壓電源的線性調(diào)整工作方式在工作中會(huì)大的“熱損失”(其值為v壓降i負(fù)荷)，其工作效 率僅為30%50%。加之工作在高粉塵等惡劣環(huán)境下往往將嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)置于密閉容器內(nèi)的聚集也加劇了mcu的惡劣工況，從而使嵌入式控制系 統(tǒng)的穩(wěn)定性能變得更差。而開關(guān)電源調(diào)節(jié)器件則以完全導(dǎo)通或關(guān)斷的方式工作。因此，工作時(shí)要么是大電流流過低導(dǎo)通電壓的開關(guān)管、要么是完全截止無電流流過。因此，開關(guān)穩(wěn)壓電源的功 耗極低，其平均工作效率可達(dá)70%90%。在相同電壓降的條件下，開關(guān)電源

18、調(diào)節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相比具有少得多的“熱損失”。因此，開關(guān)穩(wěn)壓電 源可大大減少散熱片體積和pcb板的面積，甚至在大多數(shù)情況下不需要加裝散熱片，從而減少了對(duì)mcu工作環(huán)境的有害影響。lm2576系列的穩(wěn)壓器是單片集成電路，能提供降壓開關(guān)穩(wěn)壓器（buck）的各種功能，能驅(qū)動(dòng)3a的負(fù)載，有優(yōu)異的線性和負(fù)載調(diào)整能力。這些器件的固定輸出電壓有3.3v,5v,12v,15v,還有可以調(diào)整輸出電壓的型號(hào)。本設(shè)計(jì)采用型號(hào)輸出可以調(diào)整。這些穩(wěn)壓器內(nèi)部含有頻率補(bǔ)償器和一個(gè)固定頻率振蕩器，將外圍元件的數(shù)目減到最少，使用簡(jiǎn)便。lm2576的效率比流行的三段線性穩(wěn)壓器要高得多，是理想的替代。一般情況下不需要或只要很小

19、的尺寸的外加散熱片。另外，lm2576在指定輸入電壓和輸出負(fù)載條件下保證輸出電壓的4%的誤差，還包括外部關(guān)斷電路和故障保護(hù)功能，待機(jī)電流只有50ua，效率可達(dá)80%以上。2.3.2電路各部分元器件功能說明（1） d1：肖特基二極管。肖特基二極管具有開關(guān)頻率高和正向壓降低等優(yōu)點(diǎn)。放在此處為了防止外部電源正負(fù)極接反而造成元器件損壞；同時(shí)壓降只有0.2v比普通的二極管（0.7v）小得多，提高了電源利用率；減少了額外損耗。（本設(shè)計(jì)采用太陽(yáng)能對(duì)手機(jī)充電，目前太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率不到10%，所以應(yīng)該采取一切可能的措施降低系統(tǒng)的功耗）。（2） c3，c6：為濾波、去耦電容，減少外部干擾和電源雜波。（3）

20、 l1，d2，c10：組成buck降壓電路。r6，r7：這兩個(gè)電阻組成分壓電路，不同的阻值比確定不同的輸出電壓。其輸出電壓u=1.23*(1+r6/r7);此處的r6=15k,r7=5k,其輸出電壓=1.23*（1+3）=4.92v。（4） d3，r8：d3是led指示燈，r8是限流電阻。用來指示電路是否有5v電壓輸出。2.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)部分 圖3本系統(tǒng)單片機(jī)主要完成的任務(wù)是控制數(shù)據(jù)的采集過程，并將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理后生成pwm脈寬調(diào)制信號(hào)控制開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制輸出大小。具體工作過程是上電復(fù)位，首先查詢鍵盤，確定充電器功能，確定后繼續(xù)查詢鍵盤以確定輸出電流大小，或作為普通電

21、源的輸出電壓，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)子程序并分析計(jì)算pwm占空比，開始輸出電流或電壓，并將數(shù)據(jù)送至顯示電路顯示。在輸出過程中通過單片機(jī)定時(shí)器定時(shí)檢測(cè)輸出電流或電壓，與設(shè)定值比較后調(diào)節(jié)pwm占空比，使輸出趨于設(shè)定值。在電池充電過程中，通過檢測(cè)電流大小而確定電池充電多少，從而改變充電方式或決定是否停止充電4。通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)了充電過程的智能控制，而且大大簡(jiǎn)化了硬件電路設(shè)計(jì)，由于單片機(jī)良好的可重用性，如果需要改變電路工作狀態(tài)或電路參數(shù)，只需簡(jiǎn)單的修改程序即可實(shí)現(xiàn)，從而使電路的升級(jí)改造變得簡(jiǎn)單易行。pic16f1937單片機(jī)采用了nanowatt xlp技術(shù)的cmos閃存單片機(jī)。其主要的參數(shù)如下：（1）工作速

22、度：，振蕩器/時(shí)鐘的輸入頻率為32m,指令周期為125ns。（2）最多16k*14字的閃存程序存儲(chǔ)器，最多1024字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），16級(jí)深硬件堆棧，直接、間接和相對(duì)尋址模式。（3） 高精度的內(nèi)部振蕩器，出廠時(shí)校準(zhǔn)為1%，軟件可選擇頻率范圍是31k到32m。（4）具有節(jié)能的休眠模式，上電復(fù)位，上電延時(shí)定時(shí)器，欠壓復(fù)位。（5）寬工作電壓范圍：1.8v-5.5v。當(dāng)供電電壓1.8v時(shí)，消耗的電流僅7.0ua。（6）低功耗看門狗定時(shí)器電流：當(dāng)供電電壓為1.8v時(shí)，消耗電流僅500na。（7）獨(dú)立的可編程引腳電平變化中斷引腳，獨(dú)立的可編程弱上拉。（8）集成的lcd控制器（最多98段）；.電容

23、觸摸傳感模塊（最多16路可選通道）。（9）支持10位分辨率并且最多14路通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc，提供可選擇的高精度的1.024v,2.048v,4.096v參考電壓源。（10）提供3個(gè)增強(qiáng)型捕捉/比較/pwm模塊；硬件上實(shí)現(xiàn)了iic，spi，usart通信功能。其中p_download是單片機(jī)程序下載口，因?yàn)閜ic單片機(jī)是低電平復(fù)位，所以r24，c19起到上電復(fù)位功能，s6提供手動(dòng)復(fù)位；c17，c18是濾波去耦電容，保證單片機(jī)供電的穩(wěn)定。2.5充電電路部分的實(shí)現(xiàn)圖42.5.1 acs712介紹allegro acs712 可為工業(yè)、商業(yè)和通信系統(tǒng)中的交流或直流電流感測(cè)提供經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且精確的解決方

24、案。該器件封裝便于客戶輕松實(shí)施。典型應(yīng)用包括電動(dòng)機(jī)控制、載荷檢測(cè)和管理、開關(guān)式電源和過電流故障保護(hù)。該器件具有精確的低偏置線性霍爾傳感器電路，且其銅制的電流路徑靠近晶片的表面。通過該銅制電流路徑施加的電流能夠生成可被集成霍爾 ic 感應(yīng)并轉(zhuǎn)化為成比例電壓的磁場(chǎng)。通過將磁性信號(hào)靠近霍爾傳感器，實(shí)現(xiàn)器件精確度優(yōu)化。精確的成比例電壓由穩(wěn)定斬波型低偏置 bicmos 霍爾 ic 提供，該 ic 出廠時(shí)已進(jìn)行精確度編程。當(dāng)通過用作電流感測(cè)通路的主要銅制電流路徑（從引腳 1 和 2，到 3 和 4）的電流不斷上升時(shí)，器件的輸出具有正斜率 (viout(q)。該傳導(dǎo)通路的內(nèi)電阻通常是m，具有較低的功率損耗。

25、銅線的粗細(xì)允許器件在可達(dá) 5 的過電流條件下運(yùn)行。傳導(dǎo)通路的接線端與傳感器引腳（引腳 5 到 8）之間電氣絕緣。這讓 acs712 電流傳感器 ic 可用于那些要求電氣絕緣卻未使用光電絕緣器或其它昂貴絕緣技術(shù)的應(yīng)用。acs712 采用小型的表面安裝 soic8 封裝。引腳架鍍采用 100% 霧錫電鍍，可與標(biāo)準(zhǔn)無鉛 (pb) 印刷電路板裝配流程兼容。在內(nèi)部，該器件為無鉛產(chǎn)品，倒裝法使用當(dāng)前豁免于 rohs 的高溫含鉛焊球除外。器件在出廠裝運(yùn)前已完全校準(zhǔn)。在本設(shè)計(jì)中，使用acs712來檢測(cè)充電電流，通過ad_channel_2的adc轉(zhuǎn)換通道測(cè)出充電電流，從而完成預(yù)充電-正常充電-浮充的全自動(dòng)智能

26、充電過程。輸出電壓與電流對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖： 圖52.5.2電路各部分元器件功能說明1. r14，r15：分壓采樣太陽(yáng)能電池的輸出電壓值，通過ad_channel_0送入電壓跟隨器然后再送入單片機(jī)的adc輸入引腳；通過單片機(jī)的ad轉(zhuǎn)換得出此時(shí)太陽(yáng)能電池的輸出電壓值。2. d4：太陽(yáng)能電池保護(hù)二極管，防止手機(jī)電池反向?qū)μ?yáng)能電池充電而造成太陽(yáng)能電池?fù)p壞。3. q1，r19，q2，r18：其中q1是p溝道場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)q1的sg兩極電壓壓差大于4v時(shí)q1管導(dǎo)通，太陽(yáng)能電池對(duì)超級(jí)電容器c13，c14進(jìn)行充電，當(dāng)q1的sg兩極電壓壓差為0時(shí)，q1斷開，太陽(yáng)能板停止對(duì)超級(jí)電容充電。q2是n溝道場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)q2

27、的gs電壓差大于4v是q2導(dǎo)通，gs電壓差為0時(shí)，q1斷開?？傊瑢?duì)于該部分電路，當(dāng)pv_spc上高電平時(shí)，太陽(yáng)能電池對(duì)超級(jí)電容充電；當(dāng)pv_spc上低電平時(shí)，充電回路斷開。4. c14，d6，r20，r21：c14是容量1.0f，電壓為5.5v的超級(jí)電容，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：由于太陽(yáng)能電池內(nèi)阻的原因，所以太陽(yáng)能電池存在最大輸出功率點(diǎn)。本設(shè)計(jì)使用輸出電壓為9v的太陽(yáng)能電池，最大輸出功率的電壓大概在4.5v左右；本設(shè)計(jì)使用超級(jí)電容作為緩沖，使太陽(yáng)能電池的輸出電壓維持在4.5v左右，在一定程度上提高了太陽(yáng)能的利用率。5.5v穩(wěn)壓管為了防止系統(tǒng)故障而造成對(duì)超級(jí)電容的過充。電阻r20，r21分壓用來采樣超級(jí)電容

28、的電壓。5. q3，r23，q4，r22，d7，l2，c20：構(gòu)成buck斬波降壓電路。其等效電路如圖： 圖6dc/dc變換器廣泛應(yīng)用于便攜裝置（如筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、pda等）中。它有兩種類型，即線性變換器和開關(guān)變換器。開關(guān)變換器因具有效率高、靈活的正負(fù)極性和升降壓方式的特點(diǎn)，而備受人們的青睞10。dc/dc變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式ts不變，改變ton(通用)，二是頻率調(diào)制（1）buck電路降壓斬波器，其輸出平均電壓u0小于輸入電壓ui，極性相同。（2）boost電路升壓斬波器，其輸出平均電壓u0大于輸入電壓ui

29、，極性相同。（3）buckboost電路降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓u0大于或小于輸入電壓ui，極性相反，電感傳輸。（4）cuk電路降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓u0大于或小于輸入電壓ui，極性相反，電容傳輸。還有sepic、zeta電路。在本電路中輸入始終大于輸出，所以采用脈寬調(diào)制方式的buck變換器，buck變換器又稱降壓變換器、串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源、三端開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器。其電路如圖5所示，pwm脈寬調(diào)制信號(hào)有單片機(jī)提供，控制開關(guān)管的通斷。2.6電壓跟隨器部分lm224是低功耗四運(yùn)算放大器,內(nèi)部集成了4個(gè)運(yùn)算放大器，該器件具有功耗低、精度高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)部分的 電阻和2個(gè)電容組成型rc濾波

30、電路，消除紋波干擾。 圖7在該電路中，電壓跟隨器作用是做緩沖級(jí)(buffer)及隔離級(jí)。為了降低損耗，電壓采樣電阻阻抗設(shè)得比較高，而單片機(jī)i/o的阻抗又不是那么大，所以信號(hào)就會(huì)有相當(dāng)?shù)牟糠謸p耗在前級(jí)的輸出電阻中。在這個(gè)時(shí)候，就需要電壓跟隨器來從中進(jìn)行緩沖。起到承上啟下的作用。電壓跟隨器的輸入阻抗高、輸出阻抗低特點(diǎn)，當(dāng)輸入阻抗很高時(shí)，就相當(dāng)于對(duì)前級(jí)電路開路；當(dāng)輸出阻抗很低時(shí)，對(duì)后級(jí)電路就相當(dāng)于一個(gè)恒壓源，即輸出電壓不受后級(jí)電路阻抗影響。一個(gè)對(duì)前級(jí)電路相當(dāng)于開路，輸出電壓又不受后級(jí)阻抗影響的電路當(dāng)然具備隔離作用，即前、后級(jí)電路之間互不影響；從而保證了電壓采樣的精確度。2.7液晶模塊接口部分該液晶顯

31、示模塊是jm12864m-2漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文（16x16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8x16點(diǎn)陣）及64x256點(diǎn)陣顯示ram（gdram）。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:電源：vdd 3.3v+5v(內(nèi)置升壓電路，無需負(fù)壓)；顯示內(nèi)容：128列 64行顯示顏色：黃綠lcd類型：stn與mcu接口：8位或4位并行/3位串行配置led背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等工作電壓(vdd)：4.55.5v工作溫度(ta)：-10 60(常溫) / -2070（寬溫）其讀寫時(shí)序如圖所示。12864讀寫時(shí)序其中，可調(diào)節(jié)電位器r3來調(diào)節(jié)液晶顯示的

32、對(duì)比度。2.8按鍵電路圖9在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵主要有兩種形式：1、獨(dú)立按鍵；2、矩陣編碼鍵盤。獨(dú)立按鍵的每個(gè)按鍵都單獨(dú)接到單片機(jī)的一個(gè)i/o口上，獨(dú)立按鍵則通過判斷按鍵端口的電位即可識(shí)別按鍵操作；而矩陣鍵盤通過行列交叉按鍵編碼進(jìn)行識(shí)別。通常所用的按鍵為輕觸機(jī)械開關(guān)，正常情況下按鍵的接點(diǎn)是斷開的，當(dāng)我們按壓按鈕時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。因而機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性及操作人員按鍵動(dòng)作決定，一般為5ms20ms；按鍵穩(wěn)定閉合時(shí)間的長(zhǎng)短是由操作人員的按鍵按壓時(shí)間長(zhǎng)短決定的，一般

33、為零點(diǎn)幾秒至數(shù)秒不等。在本設(shè)計(jì)中由于按鍵不是太多，故采用獨(dú)立按鍵法。其功能是用來設(shè)置充電的相關(guān)參數(shù)：如預(yù)充電電流大小，正常充電電流大小，浮充電流大小和充電截止電壓等等。3 匯編源程序的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)3.1 系統(tǒng)整體程序框架本設(shè)計(jì)整體工作主要由單片機(jī)程序控制實(shí)現(xiàn)，其工作過程為：電路啟動(dòng)初始化，電路功能選擇，輸出選擇并確定輸出，單片機(jī)采集計(jì)算輸出pwm信號(hào)，定時(shí)采集數(shù)據(jù)并處理調(diào)節(jié)pwm信號(hào)占空比等，程序整體框架如圖10所示。開始系統(tǒng)初始化光照情況有無相關(guān)參數(shù)設(shè)定測(cè)量超級(jí)電容電壓超級(jí)電容電壓判斷低于5v高于5v對(duì)超級(jí)電容充電停止對(duì)超級(jí)電容充電測(cè)量手機(jī)電池電壓手機(jī)電池電壓判斷已充滿未充滿關(guān)閉pwm輸出電池狀

34、態(tài)4v？電流0.1ma？ynyn圖12 充電子程序結(jié)構(gòu)流程圖3.7 電源子程序的設(shè)計(jì)本太陽(yáng)能手機(jī)充電器與傳統(tǒng)充電器相比，最大的優(yōu)點(diǎn)就是不僅能直接給電池充電，還能作為普通的直流電源使用，其中的5v直流輸出也可以直接給手機(jī)充電，或作為mp3等其他小電子設(shè)備的供電電源。其輸出電壓0到5v可調(diào)，數(shù)字顯示，并有完善的過流保護(hù)功能，從而確保電子產(chǎn)品的安全使用。充電子程序流程圖如圖13所示。入口采集電壓電流跳過關(guān)斷輸出返回減小占空比過電流輸出電壓判斷yn大相等增大占空比小圖13 電源子程序結(jié)構(gòu)流程圖附錄1 主電路原理圖附錄2 匯編源程序org0000hljmpmainorg000bhljmppwml;pwm

35、波輸出org001bhljmptestout;檢測(cè)輸出ledequ70h;數(shù)碼管顯示緩沖pwmfbit00h;pwm輸出標(biāo)志位pwm1hequ71h;pwm高電平緩沖pwm1lequ72hpwm2hequ73h;pwm低電平緩沖pwm2lequ74htesthequ77h;檢測(cè)周期緩存testlequ78htestvequ79h;輸出電壓檢測(cè)緩沖testiequ7ah;輸出電流檢測(cè)緩沖pwmtequ7bh;pwm波周期outbit02h;功能選擇tvibit03h;功能選擇org0100hmain:mov a,#00hmov led,amov p1,#07fhclr testvmov pwmt

36、,#200;pwm周期設(shè)為50usmov testh,#0fehmov testl,#0chlcall displayljmp keyworkstart:lcall testinmov a,testvmov b,#33hdiv abjnz nextmov a,#01hnext:mov b,#04hmul ab;乘以比例得出實(shí)際輸入電壓mov b,ajnb out,next2next1:mov a,pwmtdiv abmov b,ledmul ab;a中為低電平周期mov r1,amov a,#0ffhclr csubb a,r1inc amov pwm2l,amov pwm2h,#0ffhmo

37、v a,pwmtclr csubb a,r1;a中為高電平周期mov r1,amov a,#0ffhclr csubb a,r1inc amov pwm1l,amov pwm1h,#0ffhclr p2.0clr p2.1clr p2.2mov ie,#8ah;cpu開中斷mov tmod,#11h;t模式1，定時(shí)，開始輸出mov th1,pwm2h;to賦值mov tl1,pwm2lmov th0,testh;t1賦值mov tl0,testlsetb tr0setb tr1ljmp ednext2:mov a,pwmtmov b,#04hdiv ab;a中為低電平周期mov r1,amov

38、 a,#0ffhclr csubb a,r1inc amov pwm2l,amov pwm2h,#0ffhmov a,pwmtclr csubb a,r1;a中為高電平周期mov r1,amov a,#0ffhclr csubb a,r1inc amov pwm1l,amov pwm1h,#0ffhmov ie,#8bh;cpu開中斷mov tmod,#11h;t模式1，定時(shí)，開始輸出mov th1,pwm2h;to賦值mov tl1,pwm2lmov th0,testh;t1賦值mov tl0,testlsetb tr0setb tr1ed:ajmp edprotect:clr p1.7lj

39、mp edpwml:jb pwmf,pwmh;pwm輸出未完成返回clr tr0mov th0,pwm2hmov tl0,pwm2lsetb tr0setb pwmfclr p1.7 ;pwm輸出低電平retipwmh:setb p1.7clr tr0mov th0,pwm1hmov tl0,pwm1lsetb tr0 ;pwm輸出高電平clr pwmfretitestin:setb p2.0clr p2.1clr p2.2lcall testrettestout:clr tr1jnb tvi,stcbatest1:lcall testlcall testjnb out,test2mov a,

40、testiinc ajz protectmov dptr,#otvtabmov a,ledmovc a,a+dptrclr ccjne a,testv,dadaljmp returndada:jc xiaomov a,pwm2ladd a,#01hmov pwm2l,amov a,pwm1lsubb a,#01hmov pwm1l,aljmp returnxiao:clr cmov a,pwm2lsubb a,#01hmov pwm2l,amov a,pwm1ladd a,#01hjnz returnmov pwm1l,areturn:mov th1,testhmov tl1,testlset

41、b tr1retitest2:mov a,#44hcjne a,testv,dxidljmp returndxid:jc dxixmov dptr,#otitabmov a,ledmovc a,a+dptrjnb out,test2cjne a,testi,dada;恒流充電ljmp returndxix:mov a,#47hclr ccjne a,testv,dada;恒壓充電ljmp returnstcba:clr p2.0setb p2.1clr p2.2ljmp test1test:clr p2.5;a/d轉(zhuǎn)換子程序setb p2.3clr p2.3setb p2.4clr p2.4j

42、nb p2.7,$setb p2.5jnb tvi,movimovv:mov testv,p0setb tviclr p2.5mov p0,#0ffhretmovi:mov testi,p0clr tviclr p2.5mov p0,#0ffhretkeywork:jnb p1.4,key42jnb p1.5,key05jnb p1.2,keyokljmp keyworkkeywk1:jnb p1.0,key0jnb p1.1,key1jnb p1.2,keyok1ljmp keywk1key42:lcall dl10msjb p1.4,keyworkclr outljmp keywk1key

43、05:lcall dl10msjb p1.5,keyworksetb outljmp keywk1key0:lcall dl10msjb p1.0,keywk1mov a,ledjz keywk1dec amov led,alcall displayljmp keywk1key1:lcall dl10msjb p1.1,keywk1mov a,ledcjne a,#05h,key11ljmp keywk1key11:inc amov led,alcall displayljmp keywk1keyok:lcall dl10msjb p1.2,keyworkmov a,ledjz keywork

44、ljmp keywk1keyok1:lcall dl10msjb p1.2,keywk1mov a,ledjz keywk1ljmp startdl10ms:mov r5,#07hdl0:mov r6,#0d0hdl1:mov r7,#19hdl2:djnz r7,dl2djnz r6,dl1djnz r5,dl0retdisplay:mov dptr,#ledtabmov a,ledmovc a,a+dptrmov sbuf,aretledtab:db 01h,4fh,12h,06h,4ch,24h,20h,0fh,00h,04hotvtab:db 00h,11h,22h,33h,44h,5

45、5h,66h,77h,88h,99hotitab:db 00h,33h,66h,99h,0cch,0ffhendemloyment tribunals sort out disagreements between employers and employees. you may need to make a claim to an employment tribunal if: you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against you your employer dismisses you a

46、nd you think that you have been dismissed unfairly. for more informu, take advice from one of the organisations listed underfur ther help. employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an oath or affirmation. mos

47、t people find making a claim to an employment tribunal challenging. if you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed underfurther help. ation about dismissal and unfair dismissal, seedismissal. you can make a c

48、laim to an employment tribunal, even if you haventappealedagainst the disciplinary action your employer has taken against you. however, if you win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal. remember that in most cases you must make an ap

49、plication to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. if your application is received after this time limit, the tribunal will not usually accept i. if you are worried about how the time limits apply to you if you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to