基于单片机的太阳能充电器
毕业设计开题报告-基于单片机的太阳能充电器的设计
哈尔滨工业大学毕业设计（论文）开题报告题目名称：基于单片机的太阳能充电器设计与调试学院：机电学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：XX学号：XX指导教师：XX职称：教授2019年12月25日毕业设计（论文）开题报告实施方案：太阳能充电系统的充电电路是太阳能充电板在阳光的照耀下产生电荷，用1000uF 电容存储太阳能电池板的电荷，经过LM1117-5稳压芯片给TP4056芯片提供电源和充电电池充电。
充电时，充电指示灯点亮，当充电完成后，充电指示灯熄灭。
利用ADC0832转换器采集充电电池的电压并在液晶LCD1602上显示充电电压值。
充电电池电压低于3V 时，报警指示灯闪烁。
系统总体框图如图1所示。
图1 整体设计框图可行性分析：在此之前国内外研究太阳能智能追光系统已经有一段的时间并且取得了相应的成果，因此基于单片机的太阳能智能追光系统具有很大的现实可行性。
我在学校单片机原理及控制技术、C 语言、电力电子技术等专业课的课程设计中，积累了一定的实践经验，为本次毕业设计的完成奠定了较好的基础。
机械结构方面：外壳选用高强度金属外壳，易加工、外形比较小、重量比较轻，能容纳电池。
技术方面：（1）市面现有采集精度、速度的太阳能板种类多、精准度高、体积小，便于安装、调试。
（2）有相关论文资料，可以独立完成此项设计。
充电电池单片机STC89C52升压5V 输出ADC0832液晶显示电源模块太阳能充电电路充电保护查阅相关文献确定研究方向完成硬件电路设计及元器件的选型熟悉软件使用，完成软件设计实物设计与制作实物调试与完善（）。
基于单片机光伏发电太阳能充电器
基于单片机光伏发电太阳能充电器摘要】太阳能充电器的原理是将太阳能转换成电能，面对的问题是如何将太阳能转换成合适的电能给手机充电。
太阳能充电器是由电压转换模块、电压电流检测模块、显示模块、电源电路模块、电池储电模块组成。
该太阳能充电器主要应用于手机充电，由STC89C52单片机作为控制器，将太阳能电板采集的光能转化为电能，向TP4056芯片供电，将电能储存在锂电池中，再通过升压模块，给手机充电。
充电时该充电器的红灯亮，由ADC0832作为A/D转换器，获取电压信号，并将采集的信号显示在在LCD1602液晶屏上，充电结束绿灯亮。
本文阐述了该设计的电压转换原理，采集电压电流并显示的原理。
【关键词】太阳能充电器；DC-DC升压模块；TP4056充电模块；ACD0832数模转换模块1 设计背景及意义21世纪，人们离不开用电器，离不开电能，我们在户外游玩或工作时，都会有手机没电的经历，提供充电的地方有限，因此我们会无法正常使用手机。
充电宝、手机等多种电器都采用该太阳能充电器充电。
彻底解决了户外运动手机电量用完，停电，偏远地区缺电等问题。
太阳能是地球上随处可取的能量，只要把太阳能充电系统放在太阳光下，就可以获得电能，给手机充电，所以该设计对于使用区域没有限制，其功能强大，方便使用。
2 系统硬件设计2.1 充放电模块太阳能电池充放电模块由太阳能电板、充电模块、5V升压模块和锂电池组成，太阳能电板把光能转化为电能，存储在锂电池中，给USB提供5V电压。
其原理图如图1所示。
太阳能光伏发电板选用的是5V2W的单晶钢化玻璃，它主要用来将光能转化为电能。
充电模块选择TP4056升压模块，该模块充电电流为1A，输入电压范围为4.5V-5.5V，当电压充满时为4.2V。
升压模块采用DC-CD电源模块，该模块是可调的升压稳压模块,可以向其输入2V-24V范围内的电压，该模块的最大输出电流为2A，可调节其输出电压。
该设计的电池选择2000mA的锂电池。
基于单片机的太阳能充电系统设计
2019.22科学技术创新使用制度作出明确规定，并对管理工作的多个环节进行定期评估；其次，需要对用户进行必要的安全教育，有效地提高用户安全意识，免受外界信息的入侵，例如，要求网络使用人员要谨防不明来源的邮件，尤其是包含可执行程序的邮件要及时删除，避免遭受入侵，同时保护账号密码，提高安全意识，避免邮箱与其他邮箱建立转发关系，也不要将自己的账号密码告诉他人；最后，需要及时地监控学生的用网行为，对学生加强用网安全教育，从源头上采取相关措施来保证高校网络的安全。
3.2应用网络安全技术网络安全技术是高校计算机网络安全建设当中的重点环节。
计算机网络安全涉及网络通信系统的安全、计算机操作系统的安全以及相关软件系统的安全，因此高校计算机网络安全的技术措施也主要是从这三个方面入手，构建完善的高校计算机网络安全技术：3.2.1做好计算机网络防火墙技术，防火墙是实现计算机外部网络与内部网络隔开的技术手段，通过防火墙可以有效阻止不明外部网络的入侵，是拦截黑客入侵的第一道大门，因此高校一定要完善防火墙技术，高校网络建设要采取优秀的防火墙软件，防火墙在选购时一定要符合当前高校具体的网络建设情况。
3.2.2加强计算机网络的加密技术。
首先，要加强传输过程中的数据加密技术，传输过程中的数据加密主要为有线加密和端端加密；其次，数据储存的加密。
数据储存加密主要包括：密文储存和存取控制，密文储存是通过加密算法转换、附加密码等形式实现，存取控制就是对用户的信息进行审查与控制，防止不合法用户存取数据和合法用户不能存取数据。
3.3安装防杀病毒软件高校计算机网络安全的有效防护措施就是在计算机系统中按照杀毒软件，通过杀毒软件可以及时的将计算机网络中的病毒清理掉，避免病毒的侵犯，因为市场中的杀毒软件一般都具有分析、扫面、杀毒、优化等功能，如果在网络运行过程中，出现了病毒，杀毒软件都会做出相应的警告，并且删除相应的病毒。
因此高校要在其校园网络的中心主机中安装适合高校网络运行的杀毒软件，通过主机的杀毒软件对高校计算机网络进行统一的管理，杀毒软件在安装以后，要采取定期与不定期的方式对计算机网络进行杀毒处理，避免因为病毒侵犯导致网络被破坏。
基于单片机的太阳能充电器
基于单片机的太阳能充电器摘要：随着光伏产业的迅猛发展，涌现出了许多利用太阳这一能量来源的节能产品。
本设计就是利用太阳作为能量来源的基于单片机控制的蓄电池充电器。
本设计考虑到了接入蓄电池的额定电压大小不同，为了方便通用，可以调节充电电压。
输出的充电电压采用Buck/Boost电路进行，通过单片机输出的PWM波去控制输出的电压大小。
由于太阳能技术受一定外界条件的影响，所以本设计还可以使用市电作为替代电源，提高了设计的可靠性，本设计可以大规模推广使用。
关键词：太阳能Buck Boost 电压检测电流检测1、引言近年来，随着科技的发展，光伏产业发展迅速，太阳能作为可再生能源在不久的将来势必会取代不可再生的能源进而成为主流能源。
在当今社会，越来越多的设备小型化，这使得镍镉电池的应用越来越广泛。
对电池的充电也越来越频繁，我国正在努力构建节约型社会，节约资源已经成为全社会的共同责任和共同行动。
因此本设计设计一种对镍镉电池充电的充电器，该充电器可对镍镉电池进行充电，并具有电池充电指示、充电截止电压选择以及自动断电功能。
2、硬件设计思路本设计设计的一种电池充电器本质上是对普通电池充电器的拓展，它既能用市电对电池进行充电又能用太阳能对电池充电并在充满电量后可以自动停止充电。
通过对电池电压与电池电流的检测与设定值的比较判断电池是否应该充电，并通过按键选择充电截止电压以后对电池进行充电。
开关用来选择充电方式，是否用市电对电池充电。
2.1 单片机单元电路设计该充电器以STC89C52RC单片机为控制核心，ADC0809为电压检测芯片，MAX471为电流检测芯片，通过CH340串口电路完成与PC机通信。
系统包括STC89C52RC单片机核心控制单元，电压和电流检测电路设计，BUCK电路单元，通信单元、按键和LED显示单元单片机的P1口的0-2号管脚接键盘选择充电截止电压，P1.3管脚接推挽电路控制PMOSTPL8103开关管的关断与导通，P1.4-P1.7接LED电路显示系统当前充电截止电压。
基于单片机的太阳能充电器本科设计
基于单片机的太阳能充电器本科设计本科生毕业设计便携式太阳能充电器毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。
基于单片机的MPPT太阳能锂电池充电器
基于单片机的MPPT太阳能锂电池充电器充电过程进行监控，采用三段式算法保证锂电池性能，提高其寿命。
最后通过实验数据对比验证了该方案的实用性和有效性。
0 引言最大功率受负载影响。
而锂电池可看作一个小负载电压源。
如不加控制直接将二者连接，则将太阳能电池的工作电压箝位于锂电池工作电压，无法高效利用能源。
本文采用SPCE061 单片机，利用MPPT 技术使太阳能电池工作于最大功率点，并且对锂电池的充电过程进行控制，延长锂电池使用寿命，保证充电安全。
1 最大功率点跟踪技术原理（ Maximum Power Point Tracking 简称MPPT）太阳能电池有着非线性的光伏特性，所以即使在同一光照强度下，由于负载的不同也会输出不同的功率。
其电压、电流与功率在光照度1 kW/ m2 ， T = 25 ℃条件下的输出曲线如图1 所示。
其短路电流isc 与开路电压uoc 由生产商给出， Pmpp为该条件下的最大功率点。
由于太阳能电池受到光强、光线入射角度、温度等多种因素的影响，最大功率相应改变，对应最大功率点的输出电压、输出电流和内阻也在不停变化。
因此，需要使用基于PWM的可调DC/ DC 变换器，使负载相应改变，才能使太阳能电池工作在最大功率点上。
图1 太阳能电池的典型输出曲线2 电路工作原理单片机，该单片机含有7 个10 位ADC（模-数转换器）并内置了PWM 功能，大大简化电路复杂程度，提高稳定性。
电压采样电路与电流采样电路通过ADC 将电压值与电流值送入MCU， MCU 根据MPPT 算法计算PWM 控制BU CK电路完成对充电过程的控制。
图2 整体充电器原理框图图3 BUCK 变换器电路图4 为电流采样电路。
Rsense 用一小阻值精密电阻作为采样电阻，通过将电阻两端电压使用差分放大器输送到SPCE061 的A/ D 端进行采样。
为使采样精确，避免电源线与地线干扰，使用线性光耦HCNR200 进行隔离。
基于单片机的多用太阳能手机充电器开题报告
四、设计或研究计划进度（大致如下，需要自己修改时间及进度）
2017.3.1-3.12通过。
2017.3.13-3.26查找相关资体设计方案。
2017.3.27-4.16熟悉51系小系统模块，设计硬件电路。
2017.4.17-4.28通过学习单片识码设置子程序，完成设计的软件模块。
2017.4.29-5.10根据完成的分。
本科毕业设计(论文)
开题报告（含论文综述）
二级学院：信息工程学院
课题名称：基于单片机的多用太阳能手机充电器
专业(方向)：通信工程
班 级：班学号：
学 生：
指导教师：职称：高级工程师
开题日期：2017-3-15
一、毕业设计（论文）选题的依据（包括课题来源、依托的项目名称、研究或应用意义、国内外研究或应用现状，附主要参考文献）
3、设计蓄电池的充电控制方法。
4、充电器的LED照明驱动及控制。
5、充电过程的相关数据的采集与显示。
三、研究方案（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等）
基于MSP430单片机的太阳能充电控制器设计
ｓ ・ Ｄ Ｆ
Ｔ７ ４ｏ
ｌ
图 ３ 买 际 Ｃ ｋ电 路 ｕ
＝ ＋一 。一 — ＿ ｌ ． ＋－ －Ｕ ＋ ． ７ Ｒ Ｌ 一 Ｄ Ｉ
图 ２ Ｃ ｋ原 理 图 ｕ
２ ２ 基于 Ｔ ４ ４的 Ｐ Ｍ 控 制 电路 ． Ｌ９ Ｗ Ｔ ４ ４是 １个 固定 频 率 的脉 冲宽 度 调 制 电路 ， Ｌ９ 如
２ 系统 实 现
２ １ ＤＣ Ｄ 转 换 电 路 — — Ｃ ｋ 电 路 ． —Ｃ ｕ
环形 电感磁 路 闭合 性能较 好 ； ３的引入 据资 料 介绍 可 Ｄ
以使 两个 电感 互不 影 响 。
Ｃ ｋ电路 是 １种可 升 、 ｕ 降压 的直 流变 换 器 电路 ， 它
。 Ｈ ｌ４ ｍ
Ｉ２ １ Ｒ １ ０来 驱 动 。
实 际 的升降压 的直 流变 换 器 电路 见 图 ３ 。由 于 电
路 工作 频率 较 高 ， 所选 器 件 均 为 高频 器 件 ， ＭＯ 即 Ｓ管 作 为功率 开关 管 ， 为它 是 高 频小 功率 条 件下 的首 选 因
器 件 ； ４为 Ｃ ｋ电路 中的 二极 管 ， 择 肖特 基二 极 Ｄ ｕ 选 管 ； 电感 选 择 为高频 环形 电流较 大 的 电感 ， ２个 因为
实 现显示 分压 前 蓄 电池 两 端 的输 入 电压 ¨ 。并 通 过
程 序 完 成 电 压 超 过 ｌ ． 上 限 时 报 警 灯 闪 烁 ，６ ２ ４ ７Ｖ １０
比较 高 的 电位 送 给 ＴＡ ４的 １端 。１脚 是 Ｔ ４ ４内部 Ｉ９ Ｌ９
误 差放大器 的同 向输入 端 ， 通过 Ｔ ４ ４改 变控制 信号 的 Ｌ９
此外 ， 由于实验 的时 间都要安 排在课 余 ， 使实验操 作 时
基于单片机的太阳能充电器的设计
基于单片机的太阳能充电器的设计摘要随着社会的发展，人们的生活质量逐渐奔向小康，然而此时的空气质量却愈来愈差。
近年来，人们对环境的问题逐渐正视起来，开发干净无污染的能源义不容辞。
因此挖掘清洁的太阳能源，对人们有着非常重要的意义。
本设计将太阳能板放在太阳光下产生电能，将产生的电压值送到直流变换电路中做处理后再输送到手机电池中，单片机STC12C5A60S2检测手机电池输出的电压值再显示到液晶屏上。
其充电器有以下特点（1）显示充电电流和电压值，太阳光温度越高，电流值越大，充电速度就越快。
（2）充电时红灯亮，充满时黄灯亮同时红灯灭。
（3）可以通过按键来设置充电电流和电压。
实验证明：本设计可以在阳光温度高的情况下可以有效的快速充电，充满时可以自动停止。
也可作为直流电源来使用，工作场所在有阳光的地方即可，从而可以解决人们的通信自由，具有一定的应用前景。
关键词：太阳能；电池；单片机AbstractWith the development of society, people's quality of life is gradually moving toward a well-off life, but the air quality is getting worse and worse. In recent years, people have faced up to the environmental problems and developed clean and pollution-free energy. So digging up clean solar energy is very important to people.This design put solar panels on the sun to generate electricity, will produce a voltage to the dc conversion circuit do again after processing to the mobile phone batteries, SCM STC12C5A60S2 detection of mobile phone battery output voltage value is displayed on the LCD panel. The charger has the following characteristics(1) the higher the temperature of the sun, the higher the current, the faster the charging speed.(2) the light is red when it is recharged, when the light is full and the lights go out at the same time.(3) the charging current and voltage can be set by the key.The experiment shows that this design can be recharged effectively when the sun temperature is high, and it can be automatically stopped when full. It can also be used as a dc power source, and the workplace can be used in sunny places to solve people's freedom of communication and have a certain application prospect.Key words: solar energy；battery；single chip目录TOC \o "1-3" \h \z \u 摘要IAbstract II1 绪论 11.1 背景意义 11.2 国内外研究现状 12 常用软硬件介绍 22.1 软件 22.2 硬件 23硬件系统的设计 43.1 系统总体设计方案 43.2 方案选择 43.3 硬件电路设计 64 太阳能充电器的软件系统设计104.1 系统的总设计 104.2 电路启动初始化程序104.3 按键采集程序 114.4 液晶显示程序 114.5模数转换程序114.6 充电子程序的设计 115.1 仿真 125.2 调试 14总结16参考文献17谢辞181 绪论1.1 背景意义随着社会的发展，人们的生活质量逐渐奔向小康，然而此时的空气质量却愈来愈差。
基于AT89S52单片机控制的太阳能充电器(硬件)设计附外文文献及译文
中国矿业大学本科生毕业设计附外文文献及翻译基于MC-SILICON的双面太阳能电池在工业环境中的实现姓名：学号：学院：信息与电气工程学院专业：电气工程与自动化设计题目：单片机控制的太阳能充电器（硬件）专题：指导教师：职称：副教授摘要在污染和能源口趋紧张的背景下，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。
因此，太阳能的利用越来越受到人们的重视。
本文试图设计一种切实可行的太阳能充电控制器，通过对蓄电池充电，满足小功率的用户需求。
本文重点研究了用AT89S52实现太阳能充电控制技术。
详细介绍了100瓦太阳能电池板向12伏蓄电池充电的太阳能控制器硬件系统，包括系统的硬件电路设计、各部分电路的功能、工作原理和电子元器件型号的选取。
硬件系统由直流稳压电源电路，A/D实现对蓄电池端电压的动态监测及转换、AT89S52控制以及输出继电器开关电路四个部分组成，完成了整个太阳能充电控制器电路原理图的设计和制作。
用PROTEUS仿真软件进行了电路仿真，并且制作了相应的电路板。
但是由于时间关系，没能完成实物的实验测试。
本文还对太阳能电池的结构原理、太阳能电池板的伏安特性、常用的铅酸蓄电池原理及工作情况作了详细介绍，并在此基础上介绍常用的蓄电池充电方法。
关键词：太阳能；蓄电池；充电控制；AT89S52；ADC0809ABSTRACTAgainst the background of energy shortage and its pollution, solar energy as a new kind 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 article 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 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, AT89S52 relay control and output switching circuit. And finish the entire solar charge controller 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, failed to complete the kind of experimental test.In this paper, also the structure of the principle of 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; AT89S52; ADC0809目录摘要 (i)ABSTRACT (ii)1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.1.1 当前面临的能源和环境问题 (1)1.1.2 太阳能的开发和利用 (2)1.1.3 光伏发电的特点 (3)1.2 蓄电池充电系统 (3)1.2.1充电器的发展及其简单的类型 (3)1.2.2 太阳能充电器 (4)1.3 本课题研究的主要内容 (5)2 太阳能电池的研究和分析 (6)2.1 太阳能电池的原理 (6)2.2 太阳能电池的分类 (6)2.3 太阳能电池的等效电路 (7)2.4 太阳能电池板的输出特性及影响因素 (8)2.4.1光伏电池的主要参数 (8)2.4.2太阳的光照强度对光伏电池转换效率的影响 (10)2.4.3 温度对光伏电池输出特性的影响 (10)2.4.4 本系统所采用的光伏电池 (11)2.5 本章小结 (12)3 蓄电池 (13)3.1 蓄电池的概念及其一般特性 (13)3.1.1 电池的定义 (13)3.1.2 主要参数指标 (13)3.1.3 充放电特性 (15)3.2 铅酸蓄电池 (16)3.2.1 铅酸蓄电池的电极反应 (17)3.2.2 铅酸蓄电池的充放电特性 (18)3.3 太阳能----蓄电池充电技术研究 (20)3.3.1 恒流充电 (20)3.3.2 恒压充电 (21)3.3.3 恒压限流充电 (22)3.3.4 两阶段、三阶段充电 (22)3.3.5 快速充电 (22)3.3.6 智能充电 (23)3.4 本章小结 (23)4 太阳能充电控制器的研究及设计 (24)4.1太阳能充电器原理 (24)4.1.1 主控芯片的设计 (24)4.1.2 模数转换模块ADC0809简介 (28)4.1.3 电源模块的设计 (30)4.1.4 分频器的设计 (30)4.1.5 外围电路的设计 (30)4.1.6ADC0809与AT89S52接口 (32)4.1.7 74LS00 (33)4.2 单片机的防干扰技术 (35)4.2.1干扰分析 (35)4.2.2硬件抗干扰方法 (36)4.3 系统的软件设计概述 (37)4.4 本章小结 (39)5 结论 (40)5.1 全文工作总结 (40)5.2 进一步工作设想 (40)致谢 (42)参考文献 (43)翻译部分 (45)中文译文 (45)英文原文 (53)1 绪论1.1 课题研究背景1.1.1 当前面临的能源和环境问题[1,2,3,4]能源犹如人体的血液。
毕业设计(论文)_基于单片机的太阳能充电系统的设计
Design ofSolar-Electric Charging System Based on MCU
Abstract:With the depletion of fossil energy, people pay more and more attention to environmental protection. Looking for clean alternative energy becomes 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. Therefore, this thesis, a solar charging system, the entire system consist of the power conversion circuit, sampling circuit, processor, pulse width modulation controller and battery pack composition. This design solar by way of panels convert solar energy into electricity, through DC / DC converter circuit processing, charging the battery. The process of charging the battery is controlled by pulse width modulation, thereby output power of the solar cell and battery’ life are improved, extend the battery service life.
基于单片机的太阳能充电器.
本科生毕业设计便携式太阳能充电器2013 年04 月独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：年月日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编设计。
本人设计中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：学生签名：年月日指导教师签名：年月日便携式太阳能充电器摘要16到20世纪，随着工业革命的兴起，科学技术的不断发展，人们对自然界中化石能源的索取速度越来越快、数量越来越多。
与此同时，化石能源的燃烧对于自然界的生态环境造成了难以弥补的破坏。
作为可再生能源，太阳能有着广阔的应用前景，可以成为移动设备供电的有吸引力的能源。
当我们外出或旅游时，常常因为手机没电所带来的麻烦而苦恼，但又不能及时找到可以充电的场所，影响了手机的正常使用。
为了解决这一问题，本毕业设计介绍一种便携式的太阳能手机充电器，利用单片机控制，实现对移动设备充放电的自由与智能控制。
与常规的充电器相比，太阳能充电器必将因为便携式而得到长远的发展。
关键词：能源；太阳能；电池；单片机；便携式Portable Solar Charger based onMicrocontrollerAbstractFrom 16 to 20 century, with the rise of industrial revolution and continuous development of science and technology, people demand a large quantity of fossil energy with increasing speed. At the same time, the burning of fossil energy has caused irreparable damage to the environment. As a renewable energy, solar energy enjoys broad application prospect. Solar power is attractive, because it supplies power for portable devices. When we go out or travel, we are often bothered by the failing power of cellphone. And we can’t find places to charge in time, which affects the normal use of mobile phone. In order to solve this problem, this thesis will introduce a type of portable solar mobile charger, using single-chip microcomputer so that the charge and discharge of mobile devices can be freely and intelligently controlled. Compared with the conventional charger, solar energy charger will definitly have a long-term development for its portable type.Key words: energy;solar energy;battery;intelligent;portable目录1. 绪论 (1)1.1 太阳能充电器的研究背景 (1)1.2 太阳能充电器的优点 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (2)2. 硬件设计 (3)2.1 总体方案的设计 (3)2.2 太阳能光伏发电系统简介 (3)2.3 太阳能电池参数及选用标准 (4)2.4 51系列单片机处理器 (5)2.5 稳压器件的选择 (6)2.6 电压电流的A/D采集 (6)2.7 ACS712的选用 (8)2.8 按键电路的选择及设计 (9)2.9 数码管显示电路的设计 (10)3. 软件设计 (12)3.1 系统整体程序框架 (12)3.2 电路初始化程序 (12)3.3 键盘子程序 (12)3.4 数码管显示子程序 (13)3.5 数据采集及模数转换程序 (14)3.6 充电子程序的设计 (14)3.7 电源子程序的设计 (15)参考文献 (17)结束语 (18)致谢 (19)附录一：主电路图 (20)附录二：汇编源程序 (21)1. 绪论1.1 太阳能充电器的研究背景人口的增长与能源的短缺之间的矛盾一直都是现代社会面临的难题，在一些发展中国家尤为突出，当然，对于我们中国这个人口最多的发展中国家尤为突出。
基于单片机的太阳能充电器的设计
车辆工程技术79机械电子1 方案选择 （1）本方案由输入、输出以及单片机控制部分组成的。
太阳能电池板是其输入部分，负责把太阳能转化为电能。
单片机STC12C5A60S2控制输出电压和最大充电电流，把太阳能板中产生的电压送给直流变换电路，然后再将变换后的电压值输送至手机电池，再将手机中输出的电压值经过单片机检测后送到液晶显示器中显示。
LCD1602液晶显示器负责输出部分，其作用是显示充电时的电压值和电流值，以及显示由按键设置后的电压和电流的参数值[1]。
（2）控制器的选择。
方案一：AT89C51单片机。
单片机AT89C51是一款低电压、高性能微处理器，其内部有4K字节的可编程FLASH存储器，有程序保密锁定的作用，其使用的生产技术和标准的工业MCS-51指令集和输出管脚互相兼容，在下载用户程序时，必须要增加一个驱动。
方案二：STC12C5A60S2单片机。
STC12C5A60S2属于增强型的8051单片机，指令代码能实现对之前传统的8051的兼容，其内部具有60K FLASH ROM,有看门狗的用途，能以用电的形式进行瞬间擦除和改写，并且自身带有PWM的功能，和串口程序烧写的作用，输入输出端可以自行定义，性价比高，运行速度快。
（3）太阳能板的选择。
方案一：单晶硅太阳能板。
单晶硅太阳能的转换太阳能效率最高能达到百分之二十五左右，其技术也很稳定,因此不管在工业中还是实验中应用的地方都比较多。
方案二：多晶硅薄膜太阳能板。
多晶硅的转换效率不太高，只能达到百分之十六七左右，但它具有成本低的优点。
由于单晶硅太阳能电池板的转换效率相比更好，成本核算也合适，因此本设计使用单晶硅太阳能电池板。
（4）A/D转换器的选择。
ADC0832转换器是一种具有双通道模数转换的功能、转换的速度快，稳定性高，能耗低，电路设计简单，所以选择ADC0832模数转换器。
（5）按键选择。
独立式按键直译就是把按键区分单独来用，这种方式使用在对输入要求很少的情况下，而且接法实现起来相对较容易，但如果需要的按键太多时，这种方法就不便使用了。
基于单片机的太阳能充电器的设计
山东交通学院课程设计报告课题名称基于单片机的太阳能充电器的设计学生姓名傅传银唐飞翔学号140818108 140818110专业电子信息工程（信职141）指导教师张波2016年06月26日1 绪论1.1 本课题研究背景及现状当代社会随着一些不可再生资源如煤炭，石油等日益减少，使得各国社会经济越来越受能源问题的约制，因此许多国家开始逐渐的实行“阳光计划”，开发洁净的能源如太阳能，用以成为本国经济发展的新动力。
首先让我们想到的是太阳能电池，因为它不会消耗水，燃料等物质，并且不会释放任何对环境有污染的气体，是直接通过太阳光与材料的相互作用释放出电能，这种无污染资源对环境的保护有着相当重要的意义[1]。
由于无公害的作用，目前世界太阳能电池产业已经出具规模，1995年到2004年的十年内平均年增长率达到30%以上。
随着新型太阳能电池的涌现，以及传统硅电池的不断革新，新的概念已经开始在太阳能电池技术中显现，从某种意义上讲，预示着太阳能电池技术的发展趋势[2]。
世界各国对光伏发电也越来越重视，目前全世界已超过一百个国家使用光伏发电系统，其中以欧洲为代表的发达国家为主，占总市场的80.1%,早在09年的时候，世界各国总的光伏新加装机容量接近800万千瓦，截至当年低，世界光伏装机容量总共接近2700万千瓦[3]。
随着并网光伏发电市场的迅速发展，让它受到了世界各地的关注。
目前，太阳能电池的应用已经逐渐广泛得到推广，众所周知，沙漠地区由于气温特别高，因此最具有大规模开发太阳能的潜力，这使得沙漠等偏远地区对其的使用更加方便，并且能减低甚至节省昂贵的输电线路，从长远发展状况来看，随着改善太阳能电池制造技术和新的光 - 电转换装置发明，国家环保和清洁能源，光伏发电系统和太阳能发电的巨大需求恢复将继续利用太阳辐射能比较实用方法，这可以为人类以后能使用太阳能提供了广阔的开辟前景[4]。
当代社会太阳能手机充电器得到了一定的使用，它具有运用方便，环保，节能，格外使用于应急场合，高效率充电，性价比较高，让大家无论身处何处，都不会受到手机没电的困扰[5]。
基于单片机的太阳能充电器
本科生毕业设计便携式太阳能充电器2013 年04 月独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：日年月授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编设计。
本人设计中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：学生签名：日月年指导教师签名：日月年便携式太阳能充电器摘要16到20世纪，随着工业革命的兴起，科学技术的不断发展，人们对自然界中化石能源的索取速度越来越快、数量越来越多。
与此同时，化石能源的燃烧对于自然界的生态环境造成了难以弥补的破坏。
作为可再生能源，太阳能有着广阔的应用前景，可以成为移动设备供电的有吸引力的能源。
当我们外出或旅游时，常常因为手机没电所带来的麻烦而苦恼，但又不能及时找到可以充电的场所，影响了手机的正常使用。
为了解决这一问题，本毕业设计介绍一种便携式的太阳能手机充电器，利用单片机控制，实现对移动设备充放电的自由与智能控制。
与常规的充电器相比，太阳能充电器必将因为便携式而得到长远的发展。
关键词：能源；太阳能；电池；单片机；便携式Portable Solar Charger based onMicrocontrollerAbstractFrom 16 to 20 century, with the rise of industrial revolution and continuous development of science and technology, people demand a large quantity of fossil energy with increasing speed. At the same time, the burning of fossil energy has caused irreparable damage to the environment. As a renewable energy, solar energy enjoys broad application prospect. Solar power is attractive, because it supplies power for portable devices. When we go out or travel, we are often bothered by the failing power of cellphone. And we can't find places to charge in time, which affects the normal use of mobile phone. In order to solve this problem, this thesis will introduce a type of portable solar mobile charger, using single-chip microcomputer so that the charge and discharge of mobile devices can be freely and intelligently controlled. Compared with the conventional charger, solar energy charger will definitly have a long-term development for its portable type.Key words: energy;solar energy;battery;intelligent;portable目录1. 绪论 (1)1.1 太阳能充电器的研究背景 (1)1.2 太阳能充电器的优点 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (2)2. 硬件设计 (3)2.1 总体方案的设计 (3)2.2 太阳能光伏发电系统简介 (3)2.3 太阳能电池参数及选用标准 (4)2.4 51系列单片机处理器 (5)2.5 稳压器件的选择 (6)2.6 电压电流的A/D采集 (6)2.7 ACS712的选用 (8)2.8 按键电路的选择及设计 (9)2.9 数码管显示电路的设计 (10)3. 软件设计 (12)3.1 系统整体程序框架 (12)3.2 电路初始化程序 (12)3.3 键盘子程序 (12)3.4 数码管显示子程序 (13)3.5 数据采集及模数转换程序 (14)3.6 充电子程序的设计 (14)3.7 电源子程序的设计 (15)参考文献 ................................................17结束语 ..................................................18致谢 ....................................................19附录一：主电路图 (20)附录二：汇编源程序 (21)1. 绪论1.1 太阳能充电器的研究背景人口的增长与能源的短缺之间的矛盾一直都是现代社会面临的难题，在一些发展中国家尤为突出，当然，对于我们中国这个人口最多的发展中国家尤为突出。
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本科生毕业设计便携式太阳能充电器2013 年04 月独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：年月日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编设计。
本人设计中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：学生签名：年月日指导教师签名：年月日便携式太阳能充电器摘要16到20世纪，随着工业革命的兴起，科学技术的不断发展，人们对自然界中化石能源的索取速度越来越快、数量越来越多。
与此同时，化石能源的燃烧对于自然界的生态环境造成了难以弥补的破坏。
作为可再生能源，太阳能有着广阔的应用前景，可以成为移动设备供电的有吸引力的能源。
当我们外出或旅游时，常常因为手机没电所带来的麻烦而苦恼，但又不能及时找到可以充电的场所，影响了手机的正常使用。
为了解决这一问题，本毕业设计介绍一种便携式的太阳能手机充电器，利用单片机控制，实现对移动设备充放电的自由与智能控制。
与常规的充电器相比，太阳能充电器必将因为便携式而得到长远的发展。
关键词：能源；太阳能；电池；单片机；便携式Portable Solar Charger based onMicrocontrollerAbstractFrom 16 to 20 century, with the rise of industrial revolution and continuous development of science and technology, people demand a large quantity of fossil energy with increasing speed. At the same time, the burning of fossil energy has caused irreparable damage to the environment. As a renewable energy, solar energy enjoys broad application prospect. Solar power is attractive, because it supplies power for portable devices. When we go out or travel, we are often bothered by the failing power of cellphone. And we can’t find places to charge in time, which affects the normal use of mobile phone. In order to solve this problem, this thesis will introduce a type of portable solar mobile charger, using single-chip microcomputer so that the charge and discharge of mobile devices can be freely and intelligently controlled. Compared with the conventional charger, solar energy charger will definitly have a long-term development for its portable type.Key words: energy;solar energy;battery;intelligent;portable目录1. 绪论 (1)1.1 太阳能充电器的研究背景 (1)1.2 太阳能充电器的优点 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (2)2. 硬件设计 (3)2.1 总体方案的设计 (3)2.2 太阳能光伏发电系统简介 (3)2.3 太阳能电池参数及选用标准 (4)2.4 51系列单片机处理器 (5)2.5 稳压器件的选择 (6)2.6 电压电流的A/D采集 (6)2.7 ACS712的选用 (8)2.8 按键电路的选择及设计 (9)2.9 数码管显示电路的设计 (10)3. 软件设计 (12)3.1 系统整体程序框架 (12)3.2 电路初始化程序 (12)3.3 键盘子程序 (12)3.4 数码管显示子程序 (13)3.5 数据采集及模数转换程序 (14)3.6 充电子程序的设计 (14)3.7 电源子程序的设计 (15)参考文献 (17)结束语 (18)致谢 (19)附录一：主电路图 (20)附录二：汇编源程序 (21)1. 绪论1.1 太阳能充电器的研究背景人口的增长与能源的短缺之间的矛盾一直都是现代社会面临的难题，在一些发展中国家尤为突出，当然，对于我们中国这个人口最多的发展中国家尤为突出。
一些能源专家认为，在众多可再生能源中，太阳能不但取之不尽，而且清洁安全，是理想的可再生能源。
我国的太阳能资源比较丰富，而且国家近年来在太阳能的研利用上投入了较多的精力，在未来的几十年里，太阳能光伏发电的发展潜力巨大。
太阳能的利用主要有两大方向，一是把太阳能转化为热能，另一个就是将太阳能转化为电能，其中重点是后者。
理论上，只要需要电源的场合都可以用得到光伏发电技术，大到航天器，小到玩具。
目前，光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为新疆西藏等一些无电地区生活生产提供电力；二是日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯等；三是并网发电。
专家预测，到本世纪后期，太阳能发电将在世界电能结构中占据80%的位置。
一段时间以来，太阳能一直被广泛地用于高新科技产业。
然而随着光伏发电技术的成熟，太阳能的利用已经走进了千家万户。
近段时间，人们正考虑把太阳能用于范围更宽广的消费电子应用。
太阳能充电器便应运而生了。
1.2 太阳能充电器的优点便携式太阳能充电器相对于其他的能源，在便利性、节能、智能、安全方面，太阳能充电器与常规充电器相比，有以下优点：（1）、适用于各种户外场合。
当您在户外作业、旅游时,只需要把便携式太阳能充电器放置在一个有阳光的地方，即可以为手机等移动设备提供电源，从而保证与外界的信息畅通，是喜爱旅游、经常出差、野外作业的人士的不二选择；（2）、能源的供应来自太阳能。
不仅以绿色能源作为供应源，而且光伏发电设备极为精炼，可靠稳定，安装维护简便；（3）、拥有单片机充分的智能性。
不仅具有完善的电压电流检测保护电路，并通过显示电路显示出电路状态，而且可以通过六个功能键灵活的选择电路的电压电流输出，可以为不同的电子产品提供电源；（4）、使用方便。
无论何时何地,您都可以极为方便的对您的移动设备进行充电。
当然，在太阳能充电器的能源采集的利用也存在分散、不稳定、效率低以及成本高的不利条件，但是，随着科技的发展以及人们理念问题的变化，太阳能的完美发展将呈现在我们面前。
1.3 本课题研究的主要内容便携式太阳能充电器在阳光下，通过光能转换为电能并通过控制电路把光能产生的电能对移动电子产品进行充电。
本毕业设计所研究的便携式太阳能充电器工作原理为：首先将太阳能转化为电能，之后经过DC/DC变换电路处理后，由充电电路为负载供电。
作为安全性的电池，目前聚合物锂电池的充电方式一般为恒流恒压充电：首先以稳定电流充电，当电池电压升高至一定值时，电路状态改为稳定电压充电，之后电流逐渐降低至零，充电完成。
利用单片机进行智能控制，采用模块式结构以及USB接口，通过对输出电流电压的调节，可对手机等电子产品进行充电，并能在电池充电完成后自动停止充电。
2. 硬件设计2.1 总体方案的设计考虑整体因素，一方面太阳光因时间问题参数变化较大，另一方面太阳能电池在使用时内阻高，导致输出电压不稳定和输出电流较小等问题。
因此，需要一个能起到稳定电压电流的元件作为充电电路的中介—7805。
如今的电子产品的研发和生产已经进入了智能化时代，理所当然的，本设计的便携式移动太阳能充电器也要做到智能化。
本设计中将采用AT89C51单片机做为充电电路的控制器，从而实现充电过程的智能化。
并由ADC0809实现数据的采集及转换，由AT89C51单片机进行处理，实现电路的智能输出与控制。
而且，在电路中加入按键以及显示电路，将电路的整体性能提升到一个较高的等级。
图2-1为系统设计总体方案示意图。
图2-1 系统设计总体方案示意图 2.2 太阳能光伏发电系统简介太阳能光伏发电是直接将太阳能转换为电能的发电形式。
在太阳的光照下，单元太阳能电池组件能产生一定的电动势，通过单元组件的串并联构成太阳能电池方阵，以达到系统输入电压的要求。
通过智能控制器对移动设备进行直接充电或者对蓄电池进行充电以备不时之需。
目前，太阳能光伏发电技术的应用已从军事、航天等高新科技领域走 ADC0809 DC/DC 变换 显示 按键 89C51太阳能电池板 移动设备电池7805稳压中介进平民百姓的视野。
而且在西藏等地区对于电能的传输较内地更为麻烦，对于太阳能的采集有更高的优势，因此能够得到更好的应用。
从长远的目光来看，随着太阳能电池制造技术的发展以及光伏发电装置性能的不断完善，必将为人类大规模地利用太阳能提供广阔的市场，太阳能的利用也一定会占据越来越重要的地位。
2.3 太阳能电池参数及选用标准根据太阳能电池板所用材料的不同可分为：（1）硅太阳能电池；（2）无机盐多元化合物为材料的太阳能电池，如砷化镓III-V ，硫化镉，铜铟硒等；（3）功能高分子材料（有机半导体）太阳能阳能电池；（4）纳米晶太阳能电池。
在此设计中，我们采用的是硅太阳能电池。
表2-1为硅太阳能电池分类与简介：表2-1 硅太阳能电池分类与简介太阳能电池板是太阳能供电系统工作的基础，其功能是将太阳光的能量转化为电能以满足人们的各项要求。
该设计采用模块组合，将太阳能板进行串、并联以达到具有一定要求的输出电流和输出电压的一组光伏电池。
考虑市面上各种移动设备的需求不等，采用八块相同参数太阳能电池板进电池类型 实验室转换效率 生产转换效率 性能单晶硅太阳能电池 24.7% 15% 效率高于非晶硅薄膜电池多晶硅薄膜太阳能电池 18% 10%效率高于非晶硅薄膜电池非晶硅薄膜太阳能电池 15% 8% 成本低重量轻，稳定性不高，转换效率较高行串、并联，所选用的太阳能电池板技术参数指标如表2-2所示：表2-2 太阳能电池板技术参数指标实际输出可根据不同的被充电对象进行平滑调整。