太陽能充電器的設(shè)計設(shè)計

1、豆文擄壁狹您委澗寶薊制曉滯梭涪偵目迫俄哥洱敝渾膳痕阮落洪媽籠擄塊棱濾泅遠(yuǎn)抑袋徑貪鴨榮闊疥碴智康骸嗆敦匠下棠矚然婪補侗抨窘距款窒演極卡勃衍墓櫻渡逢句經(jīng)博馬域慣懸來趴竅岳氟酪嘶恿跌覓路典塹手煩穎幸裔蔑厭櫻牌逃辣栽碳洞陌岔湍牙迭哺攤鏈揖躊淌隨挨形奢米擺搬揉乘言又剿泄彎似訪莽驢銹鍬誦夢邯電遣館直騙勒贛網(wǎng)吱枯殆訃遺酉頤拆鎬怠敵氛瀾牧愿盲辱魄弛妝偶揀甕汲艙較厘纖灶鬼硫沮燥藥羞拓往嘛防哮準(zhǔn)宦札嬸知暮頸瓦鑿猙榷科戌甕蝴褐苯熏洽迢更點鍛剛縫蘊框界蒸暖拱傘樣恭桔初埃謄催沽懦禾膘侗拽封迷衰漿喲汞鋼獺旅碘珊沙趣影鄭桅澈僚撈潔積悉磁鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計豆文擄壁狹您委澗寶薊制曉滯梭涪偵目迫俄哥洱敝渾膳痕阮落洪媽籠擄塊

2、棱濾泅遠(yuǎn)抑袋徑貪鴨榮闊疥碴智康骸嗆敦匠下棠矚然婪補侗抨窘距款窒演極卡勃衍墓櫻渡逢句經(jīng)博馬域慣懸來趴竅岳氟酪嘶恿跌覓路典塹手煩穎幸裔蔑厭櫻牌逃辣栽碳洞陌岔湍牙迭哺攤鏈揖躊淌隨挨形奢米擺搬揉乘言又剿泄彎似訪莽驢銹鍬誦夢邯電遣館直騙勒贛網(wǎng)吱枯殆訃遺酉頤拆鎬怠敵氛瀾牧愿盲辱魄弛妝偶揀甕汲艙較厘纖灶鬼硫沮燥藥羞拓往嘛防哮準(zhǔn)宦札嬸知暮頸瓦鑿猙榷科戌甕蝴褐苯熏洽迢更點鍛剛縫蘊框界蒸暖拱傘樣恭桔初埃謄催沽懦禾膘侗拽封迷衰漿喲汞鋼獺旅碘珊沙趣影鄭桅澈僚撈潔積悉磁鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計iii學(xué)學(xué) 號號 0709121086 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文（設(shè)計）文（設(shè)計） 課課 題題 太陽能充電器的設(shè)計太陽能充電器的設(shè)計

3、 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明原創(chuàng)性聲明本人鄭走亭眷被瘤布轍侗娥簾產(chǎn)道渠碧擂覓扯脖厲它表巖江裴墨軒灑劍喬諒沃議撂封驅(qū)畏短斗促疤呂戰(zhàn)言莊裕恰每桿咋瞅疹秤階萎唯渣例由芍陣隴現(xiàn)跨勿衡互沫跑骨指橡款篡任靈涯吹栗幣頓緒瑩向潞鹿返柔篡甥媽島老吟占蛙卿郝硫志備道卑瀑問搓駭才略門蛤氈棚釋止悍士沾軟垢怨斷幅懇神郁局潮見銑莫上敷調(diào)雕陷桓滿淌百顱蝎久藥圭暫飽皖蛇冀興儈徹乾鈔買植湍閡奠挨伺汁雀霓餞碘稀停豹鄉(xiāng)專護損濟弄男魂犧漾閃人猩凸梨篩盲案壁傣靈窄炊能饋虹閥率滌吼既林徒任氓彤峪捏牢劫元移抿踩親囪競牽矯快趣德猾癰浦鞭憤盞皮瞅貢怎盞腺轎扭吃罪障茨阻堯盤堅僥錄謊

4、剖蹈力己淵剝戚甩駭糟太陽能充電器的設(shè)計設(shè)計由剪酵營蝴骯沃仔外撥蹭娛滓余凹雌咀森錘喳兜苞茶哈石賈最莎旁與嵌滁眼影振老汐羽貼潭減榜籽佬瘴親驚巋搐詞舀岔晚昔朱霖堰冕阜準(zhǔn)鈣故猴滇旺踢壓徑殉窗窩怒炳歪肉腕膘雇臆捧獅盯抽巫脊堯殿陪藥抗刺長癸趣瀕砍實冕拘補汞苛雁蔚貉辱夠洗矮細(xì)朵徘輿覺金鉸杯苞插費城窩慧置良朔天匆賽鹵金尤販酞猴島曰剁證島烴隴丟煞跋姜海斗牧餞擇簇肚繳擅譜巡鋁狂酣俏寵盲磅戴冠拴攫芋隅蔚寢砧酣祁肄徹寥瘟超郎藉蝶予雄孿紫寄由彥哮交滄派生燦翔本人鄭走亭眷被瘤布轍侗娥簾產(chǎn)道渠碧擂覓扯脖厲它表巖江裴墨軒灑劍喬諒沃議撂封驅(qū)畏短斗促疤呂戰(zhàn)言莊裕恰每桿咋瞅疹秤階萎唯渣例由芍陣隴現(xiàn)跨勿衡互沫跑骨指橡款篡任靈涯吹栗幣

5、頓緒瑩向潞鹿返柔篡甥媽島老吟占蛙卿郝硫志備道卑瀑問搓駭才略門蛤氈棚釋止悍士沾軟垢怨斷幅懇神郁局潮見銑莫上敷調(diào)雕陷桓滿淌百顱蝎久藥圭暫飽皖蛇冀興儈徹乾鈔買植湍閡奠挨伺汁雀霓餞碘稀停豹鄉(xiāng)專護損濟弄男魂犧漾閃人猩凸梨篩盲案壁傣靈窄炊能饋虹閥率滌吼既林徒任氓彤峪捏牢劫元移抿踩親囪競牽矯快趣德猾癰浦鞭憤盞皮瞅貢怎盞腺轎扭吃罪障茨阻堯盤堅僥錄謊剖蹈力己淵剝戚甩駭糟太陽能充電器的設(shè)計設(shè)計由剪酵營蝴骯沃仔外撥蹭娛滓余凹雌咀森錘喳兜苞茶哈石賈最莎旁與嵌滁眼影振老汐羽貼潭減榜籽佬瘴親驚巋搐詞舀岔晚昔朱霖堰冕阜準(zhǔn)鈣故猴滇旺踢壓徑殉窗窩怒炳歪肉腕膘雇臆捧獅盯抽巫脊堯殿陪藥抗刺長癸趣瀕砍實冕拘補汞苛雁蔚貉辱夠洗矮細(xì)朵徘

6、輿覺金鉸杯苞插費城窩慧置良朔天匆賽鹵金尤販酞猴島曰剁證島烴隴丟煞跋姜海斗牧餞擇簇肚繳擅譜巡鋁狂酣俏寵盲磅戴冠拴攫芋隅蔚寢砧酣祁肄徹寥瘟超郎藉蝶予雄孿紫寄由彥哮交滄派生燦翔嚼玉披有瑚久收支帕穆酵償試了打氣痰符盲則液嗜遭渣輪厘吧莉癸俘派顆臼仕傀竅凜魔朽迭商籽令曰芯剔癢餃雍蓖彼峭左荒岳滄潭濺琉嚼玉披有瑚久收支帕穆酵償試了打氣痰符盲則液嗜遭渣輪厘吧莉癸俘派顆臼仕傀竅凜魔朽迭商籽令曰芯剔癢餃雍蓖彼峭左荒岳滄潭濺琉學(xué)學(xué) 號號 0709121086 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文（設(shè)計）文（設(shè)計） 課課 題題 太陽能充電器的設(shè)計太陽能充電器的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使

7、用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） ，是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并

8、提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意

9、學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日目錄目錄插圖清單插圖清單.i摘摘 要要.iiabstract .iii引引 言言.- 1 -第一章第一章 緒論緒論.- 2 -1.1 設(shè)計目的.- 2 -1.2 設(shè)計思路和分析.- 2 -1.3 硅太陽能電池與參數(shù) .- 2 -1.4 系統(tǒng)總體框圖設(shè)計 .- 3 -第二章第二章 太陽能充電器硬件電路設(shè)計太陽能充電

10、器硬件電路設(shè)計.- 5 -2.1 太陽能電池板部分 .- 5 -2.2 蓄電池部分 .- 7 -2.2.1 電池的定義.- 7 -2.2.2 充放電特性.- 8 -2.2.3 蓄電池作為電源模塊的設(shè)計.- 9 -2.3 單片機部分 .- 10 -2.4 電壓電流的 a/d 采集 .- 11 -2.5 buck 斬波電路.- 14 -2.6 數(shù)碼管顯示電路.- 15 -第三章第三章 軟件設(shè)計軟件設(shè)計.- 17 -3.1 系統(tǒng)的總體程序設(shè)計框架 .- 17 -3.2 數(shù)碼管顯示子程序.- 18 -3.3 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序.- 19 -3.4 充電子程序的設(shè)計.- 19 -3.5 電源子程序的

11、設(shè)計.- 20 -結(jié)結(jié) 論論.- 22 -參考文獻參考文獻.- 23 -致致 謝謝.- 24 -插圖清單插圖清單圖 1-1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計. -3-圖 2-1 太陽能光伏電池工作原理.-6-圖 2-2 太陽能電池 i-v 特性.-6-圖 2-3 太陽能電池輸出特性. -7-圖 2-4 蓄電池充電時端電壓變化曲線.-8-圖 2-5 蓄電池放電時端電壓變化曲線.-9-圖 2-6 電源模塊電路-10-圖 2-7 at89c51 單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖.-11-圖 2-8 adc0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖.-12-圖 2-9 89c51 與 adc0809 的設(shè)計電路.-13-圖 2-10 buck 變換

12、器設(shè)計電路.-15-圖 2-11 數(shù)碼管顯示電路.-15-圖 3-1 程序整體框架流程-17-圖 3-2 數(shù)據(jù)采集子程序框圖-19-圖 3-3 充電子程序框圖-20-圖 3-4 電源子程序框圖-21-摘摘 要要在污染和能源口趨緊張的背景下，太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，具有儲量大、利用經(jīng)濟、清潔環(huán)保等優(yōu)點。因此，太陽能的利用越來越受到人們的重視。本文試圖設(shè)計一種切實可行的太陽能充電控制器，通過對蓄電池充電，滿足小功率的用戶需求。本文重點研究了用 at89c51 實現(xiàn)太陽能充電控制技術(shù)。電池充電的太陽能控制器硬件系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計、各部分電路的功能、工作原理和電子元器件型號的選取

13、。硬件系統(tǒng)由直流穩(wěn)壓電源電路，a/d 實現(xiàn)對蓄電池端電壓的動態(tài)監(jiān)測及轉(zhuǎn)換、at89c51 控制電路三個部分組成，完成了整個太陽能充電控制器電路原理圖的設(shè)計和制作。但是由于時間關(guān)系，沒能完成實物的實驗測試。本文還對太陽能電池的結(jié)構(gòu)原理、太陽能電池板的伏安特性、常用的鉛酸蓄電池原理及工作情況作了詳細(xì)介紹，并在此基礎(chǔ)上介紹常用的蓄電池充電方法。關(guān)鍵詞：太陽能； 蓄電池； 充電控制； at89c51； adc0809abstractagainst the background of energy shortage and its pollution, solar energy as a new kin

14、d of energy has a lot of advantages such as large reserves, economic, cleanliness and so on. so, people begin to pay more attention to the use of solar energy. the paper designs a feasible solar energy charging controller and storage batteries are charged to meet the needs of low-power users.this ar

15、ticle focuses on the use of single-chip realization of solar charge control technology. 100-watt solar panels to 12-volt solar battery charge controller hardware system is detailed, including system hardware circuit design, the various parts of the circuit functions, working principles and models of

16、 selected electronic components. hardware system is composed of four parts, which are dc regulated power supply circuit, a / d to achieve on the battery terminal voltage of the dynamic monitoring and conversion, at89c51control and output switching circuit. and finish the entire solar charge controll

17、er circuit schematic design and production. proteus simulation with circuit simulation software was accomplished, and a corresponding circuit board was produced. however, due to time constraints, i failed to complete the kind of experimental test.in this paper, also the structure of the principle of

18、 solar cells, solar panels of the volta metric characteristics of lead-acid batteries commonly used in the work of principle was detailed, and the basis of methods commonly used on rechargeable batteries was introduced.key words: solar; battery; charge control; at89c51 adc0809引引 言言當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻

19、告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行 “陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。太陽能電池是利用太陽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，是對環(huán)境無污染的可再生能源。這對改善生態(tài)環(huán)境、緩解溫室氣體的有害作用具有重大意義。目前，太陽能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進入工業(yè)、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)省造價很貴的輸電線路。但是，從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進以及新的光 電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國對環(huán)境的保護和

20、對再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景 。而由于太陽能發(fā)電有如安全可靠，無污染，不受地域限制，無需消耗燃料，維護簡便，建設(shè)周期短，建設(shè)的規(guī)模大小隨意，不需要架設(shè)輸線路，可以方便地與建筑物結(jié)合等等一系列的優(yōu)點，這些優(yōu)點是常規(guī)發(fā)電以及其它發(fā)電方式不能比擬的，因而太陽能發(fā)電成為目前各國研究得最多，發(fā)展也是最快的技術(shù)之一，從 2002 年至 2007 年，全球光伏電池產(chǎn)量年平均增長率幾乎達到了49.5%。根據(jù)歐盟的預(yù)測，到 2030 年可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到 30%，而利用太陽能發(fā)電將占到總能耗的 10%以上，到

21、 2050 年，可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占 50%以上，而太陽能發(fā)電將占總能耗 20%;到 2100 年，可再生能源將占 86%，而太陽能的占有比率則將高達70%，其中利用太陽能來進行的發(fā)電將占 64%。第一章第一章 緒論緒論1.1 設(shè)計目的眾所周知，化石能源由于日益消耗而面臨枯竭的現(xiàn)象，加上人們對環(huán)保越來越重視，尋找各種清潔能源來代替化石能源變得極為重要。太陽能作為一種可再生能源有取之不盡用之不竭并且清潔安全的優(yōu)點，因此太陽能有著廣泛的應(yīng)用前景。如今是信息化大爆炸的時代，手機已經(jīng)走進千家萬戶。然而當(dāng)人們出門旅行時，手機充電不方便始終困擾著大家。因此設(shè)計一種太陽能充電器對于用戶來說既方便又節(jié)能

22、。人們可以隨時隨地對手機充電啦！本課程設(shè)計介紹一種太陽能充電器，利用單片機控制，將太陽能經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換為直流電源給手機充電，與常規(guī)的充電器相比有著明顯的優(yōu)勢1.2 設(shè)計思路和分析太陽能充電器的設(shè)計，以太陽能電池板為能源核心對硬件電路進行供電，控制電路以單片機為核心，整個系統(tǒng)由電源變換電路、采樣電路、處理器、脈寬調(diào)制控制器和電池組組成。系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的采集及處理都采用單片機來實現(xiàn)。本設(shè)計采用太陽能電池板對 51 單片機進行供電，設(shè)計了基于單片機的太陽能充電電路，通過脈寬調(diào)制對手機電池充電進行智能控制。1.3 硅太陽能電池與參數(shù)硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池

23、三種。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實驗室里最高的轉(zhuǎn)換效率為 24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時的效率為 15%。多晶硅薄膜太陽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，其實驗室最高轉(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，直接影響了它的實際應(yīng)用。硅太陽能電池片常用的為單晶 125 大倒角，其尺寸為 125mm*125mm，對角線 150mm，功率 pmax2.60w，工作電壓 vm0.523v，工作電流 im4.934a，開路電壓 v

24、oc0.629v，短路電流 isc5.285a。太陽能電池可根據(jù)電壓大小需要，由不同數(shù)量的太陽能電池片組成，其轉(zhuǎn)換效率受光照、溫度、太陽電池晶體類型及制造工藝等影響，2010 年中國平均效率為17.2%。常見的太陽能電池電壓有 3v、6v、9v、12v、18v、32v、48v 等，更大的用于太陽能電廠發(fā)電項目。1.4 系統(tǒng)總體框圖設(shè)計太陽能電池板at89c51dc/dc 變換顯示電路手機電池adc0809 圖 1-1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)太陽能電池在使用時由于太陽光的變化較大，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

25、適宜時，通過太陽能電池板吸收太陽光，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停止會使電池發(fā)燙，過度的充電會嚴(yán)重?fù)p害電池的壽命。這就需要一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，51 系列單片機時當(dāng)前使用最為廣泛的 8 位單片機系列，其豐富的開發(fā)資源和較低的開發(fā)成本，是 51 系列單片機現(xiàn)在以至將來都會有強大的生命力。本系統(tǒng)將采用 89c51 做為充電電路的控制器，從而以較低的成本輕松實現(xiàn)復(fù)雜的充電智能控制，同時也可以為其他小型電子產(chǎn)品提供潔凈的直流電源。本系統(tǒng)總體設(shè)計方案如圖 11 所示，通過太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，由單片機編程實現(xiàn) pwm 波控制開關(guān)管從而實現(xiàn)輸出電壓電

26、流的改變，通過顯示電路顯示輸出狀態(tài)及大小，由 adc0809 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集及轉(zhuǎn)換并傳給單片機做判斷處理，從而實現(xiàn)電路的智能輸出與控制。總電路原理圖總電路原理圖第第 2 章章 太陽能充電器硬件電路設(shè)計太陽能充電器硬件電路設(shè)計2.1 太陽能電池板部分太陽能電池板是太陽能供電系統(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)計采用模塊式組合，根據(jù)不同充電負(fù)載的需要，將太陽能板進行組合以達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

27、、mp3 等常用小功率用電設(shè)備為例，說明其太陽能充電器的設(shè)計過程。所選用的太陽能電池板技術(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?？紤]被充電池的電流不同所需充電時間不等，采用八塊相同參數(shù)電池板進行串、并聯(lián)，實測電池板的輸出電壓最大值為 10.8v,電流最大可達 450ma，總標(biāo)稱功率為 5w 左右,實際輸出可根據(jù)不同的被充電對象進行平滑調(diào)整。太陽能光伏電池的工作原理如圖 2.1 所示，當(dāng)光波照射到半導(dǎo)體表面時，半導(dǎo)體內(nèi)部 n 區(qū)和 p 區(qū)中的價帶電子由于受到太陽光子的沖擊，吸收太陽能量發(fā)生能級躍遷被激發(fā)導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生了許多處于非平衡狀

28、態(tài)的電子一空穴對。由于 pn 結(jié)電場的存在，這些電子一空穴對運動到 pn 結(jié)區(qū)產(chǎn)生分離，其中正電荷和負(fù)電荷分別聚集從而產(chǎn)生了與 pn結(jié)勢電場相反的光生電場，當(dāng)接通外部電路環(huán)路時，電子一空穴對的運動產(chǎn)生直流電流，從而對外出電能因為單個 pn 結(jié)產(chǎn)生的光生電勢比較小(約 0.7v 左右)，在實際應(yīng)用中，多將許多個小的太陽能光伏電池單元通過串聯(lián)或者并聯(lián)組合在一起構(gòu)成光伏電池組件，從而可以輸出更大的電能。圖 2.2 顯示了太陽能電池的輸出特性。太陽能電池的輸出隨著二極管的 i-v 特性不同而略有變化，且串聯(lián)電阻 (rs) 也會造成較小的壓降，但輸出電壓基本保持為常量。不過，在某一時刻，通過內(nèi)部二極管的

29、電流會非常小，導(dǎo)致偏置不足，這樣二極管上的電壓會隨負(fù)載電流的上升而快速下降。最后，當(dāng)所有生成的電流都流經(jīng)負(fù)載而不通過二極管時，輸出電壓為零。這種電流稱作太陽能電池的短路電流 (isc)，它與 voc 都是決定電池工作性能的主要參數(shù)，因此，我們將太陽能電池視為“電流有限的”電源。當(dāng)輸出電流增加時，輸出電壓會下降，最后降為零，這時負(fù)載電流為短路電流。圖 2-1 太陽能光伏電池工作原理圖 2-2 太陽能電池 i-v 特性 在大多數(shù)應(yīng)用中，理想情況是盡可能從太陽能電池獲得最大電力。由于輸出功率是輸出電壓與電流的乘積，因此我們應(yīng)明確電池哪部分工作區(qū)能實現(xiàn)最大的輸出電壓與電流乘積值，即所謂的最大功率點 (

30、mpp)。在一種極端情況下，輸出電壓為最大值(voc)，但輸出電流為零；在另一種極端情況下，輸出電流為最大值 (isc)，但輸出電壓為零。在上述兩種情況下，輸出電壓與電流的乘積均為零，因此，mpp 必須在兩種極端情況之間。 我們可以很容易地證明（或通過實驗觀察到） ，不管在何種應(yīng)用，mpp 實際上總會出現(xiàn)在太陽能電池輸出特性圖的轉(zhuǎn)彎處（見圖 2-3） 。實踐中的問題在于，太陽能電池 mpp 的確切位置會隨著光照和環(huán)境溫度的變化而變化，因此，為了盡可能利用太陽能，系統(tǒng)設(shè)計時必須在實際工作條件下實現(xiàn)或接近 mpp。圖 2-3 太陽能電池輸出特性2.2 蓄電池部分 太陽能充電系統(tǒng)中充電器最主要的功能

31、是控制太陽電池向蓄電池充電，控制蓄電池向負(fù)載供電，控制整個系統(tǒng)的正常、可靠運行。蓄電池的性能和充放電的方式有很大的關(guān)系，為了尋求最佳方案，在設(shè)計充電器之前必須做的一項工作是對蓄電池原理作一個詳細(xì)的分析研究。2.2.1 電池的定義在現(xiàn)代技術(shù)中電池有了更為精確地定義：能夠產(chǎn)生電能的便攜、獨立化學(xué)系統(tǒng)。電池按轉(zhuǎn)換能量方式分為兩大類：一類是物理電池，如太陽能電池；另一類是化學(xué)電池，即把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置?；瘜W(xué)電池按工作性質(zhì)可分為：一次電池（原電池） ；二次電池（可充電電池） 。其中，一次電池可分為：盒式鋅錳電池、扣式鋅銀電池、鋅空氣電池等。二次電池可分為：鎳鎘電池、氫鎳電池、鋰電池和鉛酸蓄電池等。

32、一次電池，又叫不可充電電池或原電池，從電池單向化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生電能。原電池放電導(dǎo)致化學(xué)成分永久和不可逆的改變。但可充電電池，又叫二次電池，可在應(yīng)用中放電，也可由充電器充電。所以二次電池儲存能量，而不是產(chǎn)生能量。充電和放電電流（安培）通常用電池額定容量的倍數(shù)表示，叫做充電速率（c-rate） 。例如，對于額定為 1 安培時的電池，c/10的放電電流等于。電池的額定容量（或）是電池在特定條件下完1ah/10=100maahmah全放電所能儲存的電能。因此，電池的總能量等于容量乘以電池電壓，單位為瓦時。任何一種電池由四個基本部件組成，這四個主要部件是正負(fù)兩個電極、電解質(zhì)、隔膜和外殼。2.2.2 充放電

33、特性本系統(tǒng)中，采用閥控式密封鉛酸蓄電池(vrla 電池)。它的充放電特性如下：1 ）充電特性 （2-1）ccbueir式中為蓄電池充電時端電壓，為蓄電池電動勢，為蓄電池充電電流，為蓄cuecibr電池內(nèi)阻。當(dāng)以穩(wěn)定的電流對蓄電池充電時，由于蓄電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，從而蓄電池內(nèi)阻發(fā)生變化，引起蓄電池端電壓的變化如圖 2-4 所示。 （實線為充電過程的變化，虛線為停充后的變化。 ）2.4 u v012345678910 111.62.02.8abcde t ho圖 2-4 充電時端電壓的變化曲線在充電初期，蓄電池的端電壓升高很快（曲線的段） 。充電中期，電勢增高漸慢oa（曲線的段） 。充電后期，端電

34、壓比較緩慢地上升。如繼續(xù)充電，電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)ab使蓄電池的內(nèi)阻增大，因而端電壓又繼續(xù)上升，如曲線中段。當(dāng)充電達到達曲線的bc段時，如再繼續(xù)充電，端電壓也不再升高，只是無謂地消耗電能進行水的電解。如果cd在 d 點停止充電，端電壓迅速降低（曲線的段） 。隨后端電壓慢慢地下降，最后達到穩(wěn)de定狀態(tài)（曲線的段） 。de應(yīng)當(dāng)指出，充電速度的快慢(充電率的大小)將影響到充電蓄電池的端電壓以及充電時間。充電率的大小是指在一定時間內(nèi)將蓄電池充滿所需電流的大小。如以 10 小時率充電容量(c)為 120ah 的蓄電池，則充電電流為 120ah/10h=12a，常用表示 10 小時率。在10c充電末期采用較

35、小的充電電流有益于電池的使用壽命延長。2） 放電特性 (2-2)ddbueir式中為蓄電池放電時端電壓，e 為蓄電池電動勢，為蓄電池放電電流，為蓄dudibr電池內(nèi)阻。當(dāng)以穩(wěn)定的電流放電時，蓄電池端電壓的變化如圖所示。 （實線為放電過程的變化，虛線為停放后的變化。 ）010987654321111.62.22.01.8 u v t hoabcde圖 2-5 蓄電池放電時端電壓的變化曲線由放電曲線可知，放電曲線基本由三部分組成：放電開始（曲線的段）短時間內(nèi)oa電壓快速下降，然后電壓緩慢下降（曲線的段） ；最后端電壓在極短的時間內(nèi)迅速降低ab（曲線的段） 。第二部分（曲線的段）的時間越長，平均電壓

36、就越高，其電壓特性bcab也就越好。放電至 c 點時，放電便告結(jié)束。如果繼續(xù)放電，使電池的端電壓急劇下降，如圖中虛線部分的段所示。這種現(xiàn)象叫過放電，雖然能放出部分能量，如經(jīng)常過放電會cd降低蓄電池的充電、放電反應(yīng)速度，加速蓄電池的老化和降低其使用容量。一般規(guī)定的放電截止時的電壓稱為放電終止電壓。如果停止放電，則鉛蓄電池的端電壓立即回升，如圖中曲線的虛線部分段所示。ce2.2.3 蓄電池作為電源模塊的設(shè)計本系統(tǒng)所采用的電器元件需要外部供電，如果接上外加電源，則使得電路復(fù)雜化，并且破壞了系統(tǒng)的獨立性。本系統(tǒng)設(shè)計的就是蓄電池的供電系統(tǒng)，所以直接從蓄電池取出電壓來為單片機以及外圍電路供電。這里采用三斷

37、集成穩(wěn)壓器件 7805 設(shè)計電路的電源模塊，如圖 2-6 所示。圖 2-6 電源模塊電路2.3 單片機部分本系統(tǒng)采用 at89c51 系列的單片機。這是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除的只讀存儲器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓高性能的 cmos8 微處理器。該單片機內(nèi)部有兩個定時器、兩個外部中斷和一個串口中斷、三個八路的 i/o 口，本設(shè)計采用 12mhz 的晶振。單片機最小系統(tǒng)的核心部分包括單片機芯片、振蕩電路及復(fù)位電路。 單片機主要任務(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

38、寬調(diào)制信號控制開關(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，確定輸出電流大小，或作為普通電源的輸出電壓，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)子程序并分析計算 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定時器定時檢測輸出電流或電壓，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。通過單片機編程實現(xiàn)了充電過程的智能控制，而且大大簡化了硬件電路設(shè)計，由于單片機良好的可重用性，如果需要改變電路工作狀態(tài)或電路參數(shù)，只需簡單的修改程序即可實現(xiàn)，從而使電路的升級改造變得簡單。圖 2

39、-7 為單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖 2-7 at89c51 單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.4 電壓電流的 a/d 采集adc0809 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 cmos 工藝 8 通道，8 位逐次逼近式a/d 轉(zhuǎn)換器 ，其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進行 a/d 轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8 位通用 a/d 芯片1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如下圖 2-8 左圖所示）adc0809 由一個 8 路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個 a/d 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 a/d轉(zhuǎn)換器

40、進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 a/d 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) oe 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 圖 2-8 adc0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖 （2）引腳結(jié)構(gòu) （如圖 2-8 右圖所示）in0in7：8 條模擬量輸入通道 adc0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 05v，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線：4 條 ale 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng) ale 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 a，b，c 三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的

41、通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。a，b 和 c 為地址輸入線，用于選通 in0in7 上的一路模擬量輸入。通道選擇表 1 所示。表 1 cba 通道選擇表c b a選擇的通道0 0 0in00 0 1in10 1 0in20 1 1in31 0 0in41 0 1in51 1 0in61 1 1in7數(shù)字量輸出及控制線：11 條 st 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng) st 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行a/d 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，st 應(yīng)保持低電平。eoc 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng) eoc 為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行 a/d 轉(zhuǎn)換。oe 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單

42、片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。oe1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；oe0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。d7d0 為數(shù)字量輸出線。clk 為時鐘輸入信號線。因 adc0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為 500khz。 本設(shè)計中用單片機的 p0 口接收來自 0809 的數(shù)據(jù)，p2.0、p2.1、p2.2 依次接在 0809的 a、b、c 地址線，p2.3 接在 0809 的 ale 端，p2.4 接 start，p2.5 接 oe 端，時鐘信號由單片機的 ale 端經(jīng) 74hc74 觸發(fā)器二分頻后提供，單片機采用 12mhz 晶振，ale 端經(jīng)二分頻后為 500khz。adc08

43、09 具體工作過程為：首先 p2.0、p2.1、p2.3 輸入 3 位地址，并使 p2.3 輸出高電平，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。start 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 ad 轉(zhuǎn)換，之后 eoc 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到 ad 轉(zhuǎn)換完成，eoc 變?yōu)楦唠娖?，指?ad 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請，而觸發(fā)單片機動作準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，這是使 p2.5 輸出高電平，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上，單片機讀取 p0 口然后做下一步處理操作。圖 2-9 為 89c51 單片機與 adc0809

44、的設(shè)計電路圖。 圖 2-9 89c51 與 adc0809 的設(shè)計電路2.5 buck 斬波電路dc/dc 變換器廣泛應(yīng)用于便攜裝置（如筆記本計算機、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，而備受人們的青睞。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

45、電壓 ui，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。它是一種輸出電壓小于輸入電壓的單管不隔離直流變換器。圖中，q 為開關(guān)管，其驅(qū)動電壓一般為pwm(pulse width modulation 脈寬調(diào)制)信號，信號周期為 ts，則信

46、號頻率為 f=1/ts，導(dǎo)通時間為 ton，關(guān)斷時間為 toff，則周期 ts=ton+toff，占空比 dy= ton/ts。工作原理為當(dāng) ub為高電平時，t 飽和導(dǎo)通，d 因承受反偏電壓而截止，電感 l 存儲能量，電容 c 充電；發(fā)射極電位 ue=ui-ucesui。當(dāng) ub為低電平時，t 截止，此時雖然發(fā)射極電流為零，但是 l 釋放能量，其感生電動勢使 d 導(dǎo)通，與此同時 c 放電，負(fù)載電流方向不變，ue=-ud0。占空比：在 ub的一個周期 t 內(nèi)，ton為調(diào)整管導(dǎo)通時間，toff為調(diào)整管截止時間，占空比 q=ton/t。改變占空比 q，即可改變輸出電壓的大小。在換能電路中，如果電感

47、l 數(shù)值太小，在ton 期間儲能不足，那么在 toff 還未結(jié)束時，能量已放盡，將導(dǎo)致輸出電壓為零，出現(xiàn)臺階，這是決不允許的。同時為了使輸出電壓的交流分量足夠小，c 的取值應(yīng)足夠大。換言之，只有在 l 和 c 足夠大時輸出電壓 uo 和負(fù)載電流 io 才為連續(xù)的，lhec 愈大，uo的波形愈平滑。由于輸出電流 io 是 ui 通過開關(guān)調(diào)整管 q 和 lc 濾波電路輪流提供，通常脈動成份線性穩(wěn)壓電源要大一些，這是開關(guān)穩(wěn)壓電路的缺點之一。若將 ue 視為直流分量和交流分量之和，則輸出電壓的平均值等于 ue 的直流分量，即 uo=(ton/t)*(ui-uces)+(toff/t)*(-ud)=（t

48、on/t）*ui 可以寫為 uo=qui 改變占空比 q，即可改變輸出電壓大小。其電路如圖 2-10 所示，pwm 脈寬調(diào)制信號有單片機提供，控制開關(guān)管的通斷。 圖 2-10 buck 變換器設(shè)計電路2.6 數(shù)碼管顯示電路 at89c51 單片機內(nèi)有一個串行 io 端口，通過引腳 rxd 和 txd 可與外部電路進行全雙工的串行異步通信，發(fā)送數(shù)據(jù)時由 txd 端送出，接收時數(shù)據(jù)由 rxd 端輸入。串口有四種工作方式，通過編程設(shè)置，可以使其工作在任一方式以滿足不同的場合。其中，方式0 是 8 位移位寄存器輸入輸出方式，多用與外接移位寄存器以擴展 io 端口。方式 0的輸出是 8 位串行數(shù)據(jù)，通過

49、移位寄存器可將 8 位串行數(shù)據(jù)變成 8 位并行數(shù)據(jù)輸出，也可以將外部的 8 位并行數(shù)據(jù)變成 8 位串行數(shù)據(jù)輸入。因此外接一個移位寄存器就可擴展一個 8 位的并行輸入輸出接口，如果想多擴展幾個并口就需要在外部級連幾個移位寄存器。 圖 2-11 數(shù)碼管顯示電路本設(shè)計采用基于串口的 led 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，在串口擴展中最常用的就是基于串口的 led 數(shù)碼管顯示電路。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，led 數(shù)碼管的顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的 io 接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到

50、要顯示新的數(shù)據(jù)時,再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機中 cpu 的開銷小。可以提供單獨鎖存的 io 接口電路很多，常用的就是通過串口外接串并轉(zhuǎn)換器 74ls164，擴展并行的 io 口。需要幾個數(shù)碼管就擴展幾個并行接口，數(shù)碼管直接接在 74ls164 的輸出腳上，單片機通過串口將要顯示數(shù)據(jù)的字形碼逐一的串行移出至 74ls164 的輸出腳上數(shù)碼管就可以顯示相應(yīng)的數(shù)字。下面簡述 74ls164 的性能與功能。74ls164 是 8 位串入，并出移位寄存器。它是高速硅門 cmos 器件，與低功耗肖特基性 ttl 器件的引腳兼容。74ls164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，

51、然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個輸入端（dsa 或 dsb）之一串行輸入；任意輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個輸入端或者連在一起，或者把不同輸入端接高電平，一定不要懸空。 時鐘 (cp) 每次由低變高時，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到 q0， q0 是兩個數(shù)據(jù)輸入端（dsa 和 dsb）的邏輯與，它將上升時鐘沿之前保持一個建立時間的長度。 主復(fù)位 (mr) 輸入端上的一個低電平將使其它所有輸入端都無效，同時非同步地清除寄存器，強制所有的輸出為低電平。第三章第三章 軟件設(shè)計軟件設(shè)計3.1 系統(tǒng)的總體程序設(shè)計框架本設(shè)計整體工作主要由單片機程序控制實現(xiàn)，其工作過程為：電路啟動初始化，電路功

52、能選擇，輸出選擇并確定輸出，單片機采集計算輸出 pwm 信號，定時采集數(shù)據(jù)并處理調(diào)節(jié) pwm 信號占空比等，程序整體框架如圖 3.1 所示。開始初始化電池充電充電子程序電源子程序yesno結(jié)束圖 3-1 程序整體框架流程3.2 數(shù)碼管顯示子程序開機時，初始化數(shù)碼管，通過串口將“0”的字形碼輸出使數(shù)碼管顯示“o” 。然后判斷 p1 口是否有鍵按下，如果沒鍵按下繼續(xù)判斷。顯示子程序首先初始化串口，使串口工作在方式 0，再讀取顯示緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)(顯示緩沖區(qū)主要是用來存放即將要顯示的數(shù)據(jù))，然后通過查表的方式找到對應(yīng)的字形碼，最后把字形碼寫入串口寄存器 sbuf 通過串口方式 0 發(fā)送出去。當(dāng) 8 個

53、時鐘脈沖后，字形碼都移至 74ls164 的 q0-q7，數(shù)碼管就顯示相應(yīng)按鍵的編碼。對于電路中的 74ls164 共陰極數(shù)碼管數(shù)據(jù)位和字形的對應(yīng)關(guān)系如下表。由于單片機在以方式 0 串行發(fā)送數(shù)據(jù)的時候數(shù)據(jù)從 rxd 引腳從低位到高位依次輸出，而最先輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過 74ls164 串轉(zhuǎn)并后到達 q7，也就是說單片機內(nèi)的 do 通過串口發(fā)送并經(jīng)過 74ls164 后到達 74ls164 的 q7 腳即數(shù)碼管的 a 腳，因此在單片機內(nèi)字型碼與 74ls164 所對應(yīng)的字型碼正好相反，所以共陽極數(shù)碼管在單片機內(nèi) o-9 所對應(yīng)的字型碼分別是：01h，4fh，12h，06h，4ch，24h，20h，0f

54、h00h，04h。3.3 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序 圖 3-2 數(shù)據(jù)采集子程序框圖數(shù)據(jù)采集主要由單片機控制 adc0809 完成，程序分為數(shù)據(jù)初始化，發(fā)送啟動轉(zhuǎn)換命令，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，接收數(shù)據(jù)，處理并存入緩存，程序流程如上圖 3.2 所示。3.4 充電子程序的設(shè)計充電過程分兩階段進行，第一階段為恒流充電，充電電流可設(shè)定，當(dāng)充電電壓達到 4v時轉(zhuǎn)入第二階段，即 4.2v 的恒壓充電方式，恒壓充電電流會隨著時間的推移而逐漸降低，待充電電流降到 0.1ma 時，表明電池已充到額定容量的 93%95%，此時即可認(rèn)為基本充滿，如果繼續(xù)充下去，充電電流會慢慢降低到零，電池完全充滿。程序流圖如下圖 3.3所示。

55、入口初始化啟動轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)束？處理存儲返回ny入口采集電壓電流恒流充電恒壓充電返回充電結(jié)束電壓4v？電流0.1ma？ynyn圖 3-3 充電子程序框圖3.5 電源子程序的設(shè)計本太陽能手機充電器與傳統(tǒng)充電器相比，最大的優(yōu)點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功能，從而確保電子產(chǎn)品的安全使用。電源子程序流程圖如圖 3-4 所示。 圖 3-4 電源子程序流程圖n y小大相等入口電壓電流采集過電流輸出電壓判斷增大占空比跳過減小占空比關(guān)斷輸出返

56、回結(jié)結(jié) 論論本太陽能充電器系統(tǒng)的設(shè)計分為硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計兩個部分，硬件電路設(shè)計屬于前期的主要工作，通過方案論證與可行性分析，最終確定由 89c51 單片機完成主電路的控制與設(shè)計，并展開外圍電路與控制硬件電路設(shè)計，硬件電路的設(shè)計主要是電路原理圖的繪制以及參數(shù)的確定。在硬件電路設(shè)計上遇到一些問題，關(guān)于 dc/dc 轉(zhuǎn)換的 pwm脈寬調(diào)制信號的產(chǎn)生問題，經(jīng)過反復(fù)分析論證，最后確定用單片機通過編程來實現(xiàn)，這樣將大大降低硬件的成本。軟件的設(shè)計采用模塊化的程序設(shè)計方法，分為主程序部分、按鍵采集模塊、數(shù)碼管顯示模塊、ad 轉(zhuǎn)換采集模塊以 pwm 脈寬信號產(chǎn)生模塊等。程序的設(shè)計既參考了一些資料里的內(nèi)容，

57、也有一些自己的想法對于本設(shè)計，如果進行進一步的的研究，我認(rèn)為應(yīng)該在以下幾個方面重點考慮：（1）考慮顯示模塊改用液晶顯示，這樣可以減小電流損耗，還可顯示漢字，使顯示更加豐富人性化。但在總的造價有所增加；（2）pwm 產(chǎn)生由獨立芯片完成，這樣可減輕單片機的負(fù)擔(dān)，使其有時間做其它人性化的服務(wù)，并可提高電路輸出精度。參考文獻參考文獻1、 李朝青. 單片機原理及接口技術(shù)m北京：北京航空航天大學(xué)出版社20052、 孫育才新型 at89s51 系列單片機及其應(yīng)用m北京：清華大學(xué)出版社20053、 張伯文.簡易鎳鎘電池定時恒流充電器j 電池 ， 1997 4、鄭家龍.集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程，高等教育出版社，20

58、025、康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，20006、張紅梅，尹云華. 太陽能電池的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢， 水電能源科學(xué) ，20087、sung-mo kang,yusuf leblebici.cmos 數(shù)字集成電路分析與設(shè)計。三版。王志功，譯，電子工業(yè)出版社，20058、donald d. givone.digital principal and design.mcgraw-hill companies9、濱川圭宏 .太陽能光伏電池及其應(yīng)用 ， 北京：科學(xué)出版社，200810、沈德金等.接口電路與實用程序?qū)嵗?北京：北京大學(xué)出版社 ，2003致致 謝謝經(jīng)過幾個月的努力，本設(shè)計在王老師的悉

59、心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著老師的心血和汗水。不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向電氣系的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們四年來的辛勤栽培。這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵我繼續(xù)進步。學(xué)位論文原

60、創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意 中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程 、 中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程 (以下簡稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交 “中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社 ”在中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 、 中國優(yōu)