基于STC89C51的便携式太阳能充电器设计
基于89C51单片机的太阳能热水器智能控制器的设计
三、软件设计
1、初始化程序
在系统开始运行时，需要先对AT89C51单片机的I/O端口和定时器进行初始化。 I/O端口的初始化需要根据实际连接情况设置输入输出模式；定时器的初始化 则包括设定定时器模式、计数值等。
2、循环控制程序
循环控制程序是LED彩灯控制器的核心部分，主要负责实时监控I/O端口的输 入状态，并根据设定值调节LED彩灯的颜色和亮度。在软件中，可以通过嵌套 循环实现不同LED彩灯之间的切换，利用定时器实现动态效果。
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二、设计思路
LED彩灯控制器的主要设计思路是通过AT89C51单片机控制LED彩灯的颜色和亮 度。AT89C51单片机的I/O端口可以用来连接LED彩灯，通过编程控制I/O端口 的输出电压，可以实现LED彩灯的颜色和亮度的调节。同时，可以利用定时器 实现LED彩灯的动态效果，例如流水灯、跑马灯等。
参考内容
随着科技的进步和人们生活水平的提高，全自动洗衣机已经成为家庭和工业洗 涤的必备设备。全自动洗衣机通过机械和电气的配合，简化了人们的洗衣过程， 提高了洗涤效率。为了进一步优化全自动洗衣机的功能和性能，本次演示将介 绍基于STC89C51单片机全自动洗衣机控制器的设计方法和步骤。
在全自动洗衣机中，单片机担任着重要的控制角色。它负责接收用户的操作指 令，如启动、暂停、模式选择等，并根据这些指令控制洗衣机的各个部件，如 进水管、电机、洗涤程序等，实现全自动洗衣的功能。因此，单片机的设计是 全自动洗衣机控制器的核心。
3、AT89C51单片机的选择
AT89C51单片机是控制器的核心部分，需要根据实际需求选择合适的单片机型 号。在本设计中，可以选择常见的AT89C51单片机，该单片机具有丰富的I/O 端口和定时器资源，能够满足本设计的需求。
便携式太阳能充电器的设计
通过本课题的研究，除了对所学知识的进一步巩固外，还可以把理论与实践结合起来，把知识转变成生产力，创造使用价值，给人们的生活带来方便。
基于单片机的太阳能充电装置设计
1.引言在太阳能的有效利用当中，太阳光能利用是近些年来发展最快，最具活力的领域。
本设计开发出一种具有实用价值的太阳能充电系统，可以对电池进行充电。
给人们带来了极大的方便，有一定的社会价值和经济价值。
2.设计思路太阳能充电器的设计，以太阳能电池板为能源核心对硬件电路进行供电，控制电路以单片机为核心，整个系统由Ｄ／Ａ转换部分、数码管显示部分、电源可调输出部分、遥控输入控制四大部分组成。
系统对数据的采集及处理都采用单片机来实现。
本设计采用５Ｖ３６０ＭＡ的太阳能电池板对５１单片机进行供电。
用红外接收头对红外遥控器发出的数字信号输送到单片机进行数据处理，通过数码管显示数据，单片机将接收到的数据通过Ｄ／Ａ转换将数字量转换成模拟量，再经过ＯＰ０７运算放大器将电压输送到充电电压控制电路来控制充电电压的输出。
3.系统结构设计系统总体框图如图１所示。
以太阳能电池板作为供电电源，以５１系列单片机作为数据处理及控制的核心，框图中的中间部分是ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机，作为充电器的核心部件单片机主要完成数据的采集、处理、数模、数据输出显示等。
图１系统结构框图4.系统硬件电路设计４．１核心器件电路单片机最小系统的核心部分包括单片机芯片、振荡电路及复位电路。
图２单片机系统４．２Ｄ／Ａ转换部分数据转换模块选择的是ＤＡＣ０８３２，其中图３中所示的是将单片机输送的数据通过该芯片把数字量转换成模拟量，然后进行输出模拟数据。
、图３Ｄ／Ａ转换部分４．３基准源电路如图４所示为基准源电路。
ＴＬ４３１是ＴＬ、ＳＴ公司研制开发的有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。
它的输出电压用可调电阻就可以任意地设置到从Ｖｒｅｆ（２．５Ｖ）到３６Ｖ范围内的任何值。
其主要由ＴＬ４３１、分压电阻等组成。
图４基准源电路４．４放大电路ＯＰ０７是高精度低失调电压的精密运放集成电路，用于微弱信号的放大，如图５所示。
放大单元电路由集成运放ＯＰ０７、比例电阻、调节零点漂移电压的电位器等构成。
基于单片机的便携式太阳能充电器设计
2018.07设计与研发基于单片机的便携式太阳能充电器设计杨帜(东北林业大学机电工程学院电气工程系，黑龙江哈尔滨，150040 )摘要：本文以单片机为控制核心设计了一种太阳能充电器，其能够有效的把太阳能转化为电能,同时能够根据负载的要求对 电压进行调节，达到一种智能充电的效果。
首先对系统的硬件组成进行了介绍,然后对软件部分进行了设计，最后通过测试验 证了其有效性。
关键词：单片机；太阳能；充电器Design of Portable Solar Charger based on SinglechipYang Zhi(Department of Electrical Engineering,College of Mechanical and Electrical Engineering,NortheastForestry University,Harbin Heilongjiang, 150040)Abstract:In this paper,a solar charger is designed with the Singlechip as the control core,it can effectively convert the solar energy into electric energy,and can adjust the voltage according to the requirement of the load to achieve a kind of intelligent charging effect.First of all,the hardware composition of the system is introduced,and then the software part is designed.Finally,the validity of the system is verified by testing.Keywords: Singlechip;Solar energy;Charger1系離构整个系统包括过充电保护单元、稳压滤波单元以及调压单元 三个主要模块，系统的设计主要要实现下列功能：（1)能够直接 通过光电转换将电能送给负载实现充电；（2)能够对蓄电池进行 电能的供给；（3)能够实现负载的市电充电；（4)能够完成负载 充电与蓄电池充电之间的自动切换。
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。
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除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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。
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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89C51单片机的太阳能热水器智能控制器的设计_王俊杰
第20卷 第3期郑州轻工业学院学报(自然科学版)Vol .20 No .3 2005年8月JOUR NAL OF ZHENGZHOU UNIVER SITY OF LIGHT INDUSTRY (Natural Science )Aug .2005 收稿日期:2005-04-14 作者简介:王俊杰(1972—),男,河南省南乐县人,郑州轻工业学院助理工程师,主要研究方向:模糊控制技术. 文章编号:1004-1478(2005)03-0067-02基于89C51单片机的太阳能热水器智能控制器的设计王俊杰(郑州轻工业学院电气信息工程学院,河南郑州450002)摘要:以89C51单片机为检测控制核心,采用DS12887实时时钟,设计了一种太阳能热水器智能控制器.该控制器具有时间、温度、水位设定与控制功能,及良好的抗干扰性能.关键词:单片机;自动控制;太阳能热水器;实时时钟中图分类号:TP273 文献标识码:ADesign of intelligent controller of solar heater based on 89C51single chipW ANG Jun -jie(College .of Electr .Infor .Eng .,Zheng zho u Univ .of Light Ind .,Zheng zh ou 450002,China )A bstract :Solar heater controller is designed with 89C51as detecting and control core by adopting DS12887lining control clock .It has the following functions :time ,temperatur e and water level fixing and control and anti -jaming .Key words :single chip ;automatic control ;solar heater ;lining control clock0 引言目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便等问题,很多控制器只具有温度和水位显示功能,不具有温度控制功能.即使热水器具有辅助加热功能,也可能由于加热时间不能控制而产生过烧,从而浪费电能.鉴于此,笔者以89C51单片机为检测控制核心,采用DS12887实时时钟,设计了一种太阳能热水器微控制器,不仅实现了时间、温度和水位参数的实时显示,而且具有时间设定、温度设定、水位设定与控制功能,停电后再来电时也不用重新设定.1 系统硬件设计及原理给太阳能热水器加装自动控制功能,主要是加装一个数据采集系统和一个微电脑控制板.笔者选用89C51单片机为核心控制器,组成热水器微控制系统.系统框图如图1所示.图1 热水器微控制系统框图 数据采集系统通过水温传感器和水位传感器分别采集水温、水位连续变化的模拟量信号,通过TLC0832模数转换器把模拟信号转换成数字信号,送到CPU89C51中进行处理.本系统具有24h 定时和实时显示功能,因此硬件设计上必须有一个实时时钟来为系统提供准确的基准时间,在软件上则要定时地读出当前的时间,并同设定时间相比较以决定系统的工作情况.系统采用美国达拉斯公司生产的DS12887实时时钟芯片.该片主要特点为:断电情况下运行10a 以上不丢失数据,计秒、分、时、日、月、年,并具有闰年补偿功能,可用二进制数码或BCD 码表示时间日历和警报.89C51通过RXD 和TXD 采用串行通信方式向串入并出芯片74LS164发送显示代码,从而实现时间、水位和温度的显示.2 微控制器的软件设计软件的主要功能是完成对硬件的控制,时间、水位和温度的显示以及对采样信号、键盘指令的处理.系统的软件部分主要由主程序、键盘子程序(见图2,图3)、显示子程序等组成.对于温度和时间,每次设定结束后,就将设定值存入DS12887的非易失性R AM 中,下次开机时进行读取.这样,系统在不进行设定时,就认为该设定值与前一次设定值一样,为用户解决了每次开机总要重新设定的问题;若系统在运行过程中停电,再次来电后不用重新设定,就能按原设定值对温度进行控制,增强了微控制器适应外部变化的能力.图2 主程序3 电路抗干扰设计本系统是用于现场控制的单片机应用系统,易受各种干扰侵袭,因此抗干扰设计比较重要.其方法图3 键盘子程序是:采用集成稳压模块来保证供电的稳定性,防止电源系统的过压和欠压;利用低通滤波器滤去高次谐波以改善电源波形,采用小电感大电容构成的滤波网络.在PCB 设计时,数字地和模拟地要分开,分别与电源端地线相连,同时加宽电源线和地线,并且尽量使电源线、地线的走向与数据传递的方向一致;设计中将所有器件的地接于一点,并使接地构成环路,减少接地电位差,从而减少干扰.在软件设计时,首先采用硬件“看门狗”电路与软件“看门狗”技术相结合,当系统陷入“死循环”时,可强迫程序返回到单片机复位入口,使系统运行纳入正规;其次,在未使用的中断区、R AM 区、用户程序各模块之间空余的单元安排了软件陷阱,及时捕捉乱飞程序并将其引入复位入口地址;最后,对重要的指令采取指令冗余,对重要的数据采取数据冗余.4 结语该智能型太阳能热水器微控制器具有控制精确、方便的特点,并且易于控制,具有良好的抗干扰性能等特点.参考文献:[1] 何立民.单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2001.[2] 王幸之.单片机应用系统抗干扰技术[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2000.[3] 张毅刚.MCS —51单片机应用设计[M ].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997.·68·郑州轻工业学院学报(自然科学版)2005年。
基于51单片机的可携式太阳能手机充电器
图 ３ 无 线 充 电接 收 模 块 图
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图 ４ 单 片 机 供 电 电 路
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图５ ５ １ 单 片 机 系 统 电 路
中再将 电压增大—倍。
７ 结论 ５ 液 晶屏 电路 在此次设计过程中， 最重要的是降压稳压电路的设计。为排除太阳 显示电路选用 １ ６ ０ ２ 液晶屏模块。 它采用标准的 ｌ ６脚接 口， 通过单 选用 Ａ Ｏ Ｚ １ ０ １ ６降压稳压芯片得到稳 片机控制并行口数据 ， 完成 １ ６字 Ｘ ２ 行的字符液晶显示控制。 其 内部 已 光照强度对输出电压的波动影响 ， 存有不 同的点阵字符图形， 分别对应固定的代码。在此设计 中， 该模块 定标准电压 ， 可以给手机充电并提供单片机的工作电压。 本次研究成果在测试 中， 能平稳的太阳能转换成 电能， 并直接给手 可显示太阳能电池板电压和单片机电源电压。 机充电 ， 运行可靠 ， 表明了本文研究的正确性 和稳定性 ， 具有实际应用 ６ 太阳 能 电池 板 电压采 集 电路 为各类相关太 阳能利用设计提供了有益参考。 Ｐ Ｃ Ｆ ８ ５ ９ １ 是一款单 电源 、低功耗 ８ 位Ｃ Ｏ Ｍ Ｓ型 Ａ ／ Ｄ、 Ｄ ／ Ａ转换芯 价值 ， 参考文献 片。 在本电路中主要承担数 莫 转 的作用 ， 将电路中测量的电压电流情况 ｌ 】 张惠敏 数 字电子技术 ． 北京： 化学工业出版社 ， ２ ０ ０ ９ ． 转换为数字信号并在 Ｌ Ｃ Ｄ１ ６ ０ ２中显示。因为 Ｐ Ｃ Ｆ ８ ５ ９ １ 量程限制， 所测 【 ２ ］ 吕玉明． 模拟电子技术嗍 ． 大连 ： 大连理工大学出版社 ， ２ ０ ０ ８ ． 电压最大为 ５ ｖ 。 需要把太阳能电池板采集的电压进行分压后再测量。 为 ［ ３ Ｊ 宋振灿 ， 邹继军． 太阳能充电器的设计【 Ｉ Ⅵ 】 ． ： 上海： 华 东理工大学 此， 电路中利用 ２个 １ Ｏ ｋ电阻对电压进行减半分压 ， 在单片机运算过程 【
基于单片机的太阳能无线手机充电器的研制
基于单片机的太阳能无线手机充电器的研制陈奕翰;朱铝芬;卜铭洋;高宇【摘要】手机在现代社会中是十分重要的通信设备,但其耗电快,且普通充电宝电量有限,不能满足人们的日常使用需求.因此,文中设计了一个基于太阳能无线充电系统的便携式充电设备.以无线充电为研究对象,通过无线供电方式为手机等设备供电,利用MCS-51单片机作为智能无线充电器的核心控制芯片,实现其对电流和电压的控制,开发了一款以STC89C51为基础的便携式太阳能充电器,能够实现在手机完成充电后自动停止充电等功能.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)007【总页数】3页(P35-36,39)【关键词】太阳能;无线传输;单片机【作者】陈奕翰;朱铝芬;卜铭洋;高宇【作者单位】南京工业大学浦江学院,江苏南京 211100;南京工业大学浦江学院,江苏南京 211100;南京工业大学浦江学院,江苏南京 211100;南京工业大学浦江学院,江苏南京 211100【正文语种】中文0 引言随着科技的发展，太阳能作为最常见的环保能源被广泛应用。
随着无线时代的到来，日常使用频率最高的物品如键盘、鼠标、耳机等[1]早已不再受到线的约束，但电源的位置和数据线的长短束缚着手机充电器。
在绿色环保方面，太阳能有着其他能源无可比拟的优势，而传统的有线充电方式必将被简单便捷的无线充电方式逐渐替代，且在某些特殊情况下，太阳能无线充电器具有很高的使用价值。
因此，一款便于携带的太阳能无线手机充电器具有极高的研究价值。
本文融入太阳能无线充电器的知识，以无线充电为目的，对自动充电自动停止充电进行优化。
1 总体电路结构设计本项目根据电磁感应原理，辅以太阳能作为能源供给来设计一款无线充电器。
通过将太阳能转换成电能，并以无线传输方式进行传输，从而实现对手机等设备的供电。
太阳能无线手机充电器主要由太阳能电池板、降压稳压电路、无线电力传输电路、单片机电压采集监控电路、无线电力接收电路、手机充电电路和充电保护电路等组成，如图1所示[2]。
基于STC89C51单片机的智能充电器的设计
第27卷第5期陇东学院学报Vol．27No．52016年9月Journal of Longdong UniversitySep．2016文章编号：1674-1730（2016）05-0044-05基于STC89C51单片机的智能充电器的设计齐晓龙（陇东学院电气工程学院，甘肃庆阳745000）收稿日期：2015-05-14作者简介：齐晓龙（1980—），男，甘肃西峰人，讲师，硕士，主要从事自动控制技术研究。
摘要：以STC89C51单片机为控制核心，结合MAX1898锂离子电池充电芯片以及报警电路设计了手机智能充电器。
该充电器提供恒定充电电流，并将手机反馈的充电状况以脉冲的形式发送给单片机，单片机经过内部处理后控制充电过程，实现智能手机预充、快充、满充、充电保护、自动断电和充电完成自动报警等功能。
实验结果表明，该充电器能安全高效的给手机进行充电，且性能稳定。
关键词：STC89C51单片机；智能充电器；MAX1898；报警中图分类号：TH822文献标识码：AIntelligent Battery Charge Design Basedon STC 89C 51Single －chip ComputerQI Xiao-long（Electrical Engineering College ，Longdong University ，Qingyang 745000，Gansu ）Abstract ：Controlled by STC89C51single －chip and combined with Li －ion battery charging chip and a-larm circuit ，we designed a mobile phone intelligent battery charger which provides constant charging cur-rent ，and sends the charging condition feedback from mobile phone to the single －chip in the form of pulse．After internal processing ，single －chip controls the charging process to fulfill the function of pre charge ，fast charge ，full charge ，charging protection ，automatic power down and charging complete auto-matic alarm etc．The result shows that the charger is safe and efficient ，and its performance is stable．Key words ：STC89C51MCU ；intelligent battery charger ；MAX1898；alarm 在当今飞速发展的高科技社会中，智能手机在人们的日常生活及工作中担当的角色越来越重要，诸如聊天、通信、炒股、办公等等，都是通过手机实现的。
基于AT89S51单片机的太阳能控制器方案设计书与制作
论文（设计）题目：基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与制作2010年5月目录中文摘要 (1)1 研究意义与功能介绍 (1)2电路设计 (2)2.1主原理图 (2)2.2蓄电池充电方式 (3)2.3充放电电路 (3)2.4电压采集电路 (4)2.5光耦开关电路 (4)2.6单片机及其外围电路 (5)2.7 A/D转换电路 (6)2.8单片机电源电路 (6)2.9 PCB图 (7)2.10作品实物 (7)3 主要器件介绍 (8)3.1 AT89S51单片机 (8)3.2 TLC549 (9)3.3MOSFET (9)3.4光耦 (9)3.5太阳能电池 (10)4 软件设计 (11)4.1 主要程序流程图 (11)4.2 主要C程序 (11)5 测试 (14)6 小结 (15)参考文献 (15)英文摘要 (16)致谢 (17)基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与制作内容摘要本文介绍了一种基于单片机的太阳能控制器，系统使用低功耗、高性能的AT89S51单片机作为控制电路的核心器件。
此系统由太阳能电池模块，蓄电池，充放电电路，电压采集电路，单片机控制电路和光耦驱动电路组成。
设计使用PWM（脉宽调制）控制技术来控制蓄电池充放电，通过控制MOSFET管开启和关闭达到控制电池充放电的目的。
实验结果表明，该控制器性能可靠，可以监视太阳能电池和蓄电池电池状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的使用寿命。
关键词太阳能；控制器；AT89S51单片机我国现阶段的用电主要靠水力发电，但是我国水力资源在地域分布上极不平衡，总体来看，西部多、东部少。
对于水电资源缺乏的地区或者用电超负荷的城市开发新能源是当务之急。
我国的西部地区，包括西藏、新疆、青海、内蒙古、四川等省年日照时间长，这些地区面积宽广、人口密集低，在一些偏僻的地区传统的供电设施建设成本高，电能的供需矛盾显得十分突出，因此当地政府充分利用太阳能发电解决无电地区的用电具有重大的战略意义。
基于89C51单片机太阳能跟踪控制装置设计
基于89C51单片机太阳能跟踪控制装置设计作者：甘屹王子健曾乐才杨佳荣何燕来源：《能源研究与信息》2013年第03期摘要：基于目前太阳能跟踪控制中普遍采用的复合控制方式的工作原理，采用价格低廉、低功耗的89C51单片机设计了一款可满足复合控制功能要求的太阳能跟踪控制装置.介绍了在跟踪控制装置中加入AD转换模块与PC机通讯模块以实现复合控制中传感器控制功能和时钟控制功能的设计环节.将配备该太阳能跟踪控制装置的聚光器与定点式聚光器在相同实验环境中运行比较，结果表明，配备该太阳能跟踪控制装置的聚光器比定点式聚光器的接收率提高约35%，跟踪稳定性良好，实现了高精度、高稳定性的太阳能跟踪控制.关键词：太阳能跟踪控制器；单片机；复合控制；接收率中图分类号： TK 51； TP 27文献标志码： ADesign of a solar tracking controller basedon the 89C51 microcontrollerGAN Yi1， WANG Zijian1， ZENG Lecai2， YANG Jiarong2， HE Yan3（1.School of Mechanical Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China； 2.Shanghai Electric Group，Shanghai 200070，China；3.Department of Tianhua，Shanghai Normal University，Shanghai 201815，China）Abstract： According to the operating principle of composite control generally applied for solar tracking control，an embedded solar tracking controller was designed using the inexpensive and lowpower 89C51 MCU to meet the requirements of composite control.The AD converter module and communication module with PC were integrated into the tracking controller in order to realize the sensor control and clock control functions.Tests on the performance of the concentrator equipped with the newlydesigned controller and the fixedtype condenser were carried out under the same experimental conditions.The test results showed that the receiving rate of the concentrator equipped with the newlydesigned controller is increased by about 35% in comparison with the fixedtype condenser.In addition，the newlydesigned controller enhances greatly the tracking ability and stability of the solar installation.Key words： solar tracking controller； MCU； composite control； receiving rate太阳能跟踪控制是提高太阳能利用率的最有效方式，也是目前人们开展有关太阳能发电研究的重要课题之一[1-2].美国Blackace公司在1997年研制出单轴太阳能跟踪控制装置，完成了东西方向的自动跟踪，而南北方向则通过手动调节，单轴太阳能跟踪控制装置使聚光器的接收率提高了15%.1998年美国在加州成功研究了ATM两轴太阳能跟踪装置，并在太阳能面板上安装集中阳光的菲涅耳透镜，可使小块的太阳能面板硅收集更多的能量，接收率进一步提高.2002年2月美国在亚利桑那推出了新型太阳能跟踪装置，利用控制电机完成跟踪[3].近年来，人们对太阳能跟踪控制方式进行了不断的优化和改进.复合控制是目前最佳的太阳能跟踪控制方式[3].它巧妙地将太阳能跟踪控制中的传感器控制和时钟控制结合起来，既保证了跟踪位置的精确性，又消除了跟踪信号丢失的隐患.本文结合复合控制原理，采用价格低廉、低功耗的89C51型单片机设计一款满足复合控制要求的太阳能跟踪控制装置，以实现太阳能高效利用.能源研究与信息2013年第29卷第3期甘屹，等：基于89C51单片机太阳能跟踪控制装置设计1复合控制方式原理复合控制方式是人们经过大量实验分析和综合比较得出的目前最为高效、稳定的太阳能控制方式[4].复合控制包括两个模块：传感器控制模块和时钟控制模块.传感器控制模块的工作原理是通过在聚光器中配备光电传感器检测太阳位置变化情况，并将采集的光信号转化为电信号来控制电机转动以实现聚光器的跟踪控制；时钟控制模块的工作原理是根据每一时刻太阳对地球位置的变化规律制定太阳位置变化规律时刻表，根据时刻表调整电机转动以实现对聚光器的跟踪控制.两者各有利弊.传感器控制适时性好，但受天气影响很大，如果遇到阴雨天气很容易出现信号丢失而无法跟踪的现象；而时钟控制虽然稳定性好，但是属于开环控，缺乏自我调节能力，如果出现故障需要人工调整才能修复，而且精度不高[4-5].复合控制将两者结合起来以确保聚光器实现高效稳定的太阳能跟踪控制.当光强足够时，聚光器采用传感器控制，保证高精度的太阳能跟踪控制；当光强不足时，采用时钟控制，使定日镜工作更加稳定可靠.2时钟跟踪模块设计时钟控制是根据天文学中太阳高度角和方位角的计算公式得出不同时刻太阳所在位置，从而控制聚光器转动.太阳高度角计算式为sin h=sin sin δ+cos cos δcos ω（1）式中，h为太阳高度角，表示从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°～90°之间变化，日出、日落时计为0°，太阳在正顶时为90°；为地理经度；δ为太阳赤纬角；ω为太阳时角，以当地真太阳时正午为0°，每隔1 h变化15°，上午为正，下午为负.太阳方位角的计算式为cos γ=sin hsin -sin δcos hcos（2）式中，γ为太阳方位角即太阳所在方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角.方位角以正南方向为0°，由南向东、向北为负，由南向西、向北为正，如：太阳在正东方时方位角为-90°，在正东北方时为-135°，在正西方时为90°，在正北方时为±180°.根据式（1）、式（2）可计算出各地区某一时刻太阳高度角与方位角，从而推算出该时刻太阳所在方位，从而控制聚光器进行追踪.太阳赤纬角δ是以年为周期进行变化的，一年之内每天太阳的赤纬角都不相同.通过时钟控制计算太阳方位前，需要将一年内的太阳赤纬角δ值储存起来，在计算某天太阳高度角和方位角时只需将其对应值取出代入即可.由于89C51单片机内储存空间有限，为了节约内部资源，将δ值储存在PC机中，在使用时用串口通信的方式再向89C51单片机输入δ值进行计算.PC机串口和单片机的工作电平不同（PC机采用的是RS232电平，单片机采用的是TTL 电平），要实现PC机与单片机的通信，首先要进行电平转换[5].电平转换工作是借助MAX232芯片协助单片机完成的，它可实现RS232的10 V到TTL的5 V之间的电平转化.MAX232与89C51单片机接线图如图1所示.图1中，MAX232一端的读写线与89C51单片机的P2.0、P2.1两个I/O口连接，一端与PC机串口连接，实现PC机与单片机的数据通信.89C51串行口有4种工作方式[6]（0、1、2、3），每种工作方式中数据通讯基本的工作原理大致相同.其中串行口工作方式1最常用，也是本文采取的控制方式.此处对其原理进行简要介绍，其它方式不再赘述.图1MAX232与89C51单片机接线图Fig.1Connection diagram for MAX232 and 89C51串行口工作方式1中传送一帧数据的位数为10.第1位为起始位，值为0；后面为8位数据位，最低位在前，高位在后；最后1位为停止位，值为1.根据串行口工作方式1的工作原理进行串口通信程序编写.串口通信首先需要进行串口参数初始化设置，然后通过定时器中断方式触发通信，进行数据传输.聚光器采用时钟控制时，需要每隔一段时间调整自身角度.这就要求单片机定期从PC机获取太阳赤纬角数据.因此采用定时器触发串口通信的方式，通信程序如下：void init（）//参数初始化{TMOD=0x20； //定时器工作设置TH1=0xfd； //设置波特率TL1=0xfd；TR1=1；//中断开启及SCON设置SM0=0；SM1=1；REN=1；EA=1；ES=1；for（i=0；iSBUF=table[i]；while（！TI）；TI=0； }SBUF=a；while（！TI）；TI=0；}3传感器跟踪模块设计传感器控制原理是通过光敏电阻组成的电桥将检测到光信号转化为模拟电压信号，将模拟电压信号交由AD转换器转化成为可被单片机识别的数字信号.单片机解读数字信号传递的信息后通过电机驱动器控制电机转动，并通过电机编码器的反馈实现闭环控制.其具体流程如图2所示[6-8].图2传感器模块控制流程图Fig.2Flowchart of sensor module control太阳跟踪控制中需要2个伺服电机控制聚光器的高度角和方位角，且要求所选AD转换器至少有4路通道才能保证采集到高度角和方位角模拟信号.为了保证采集信号精确到小数点后两位，需采用分辨率不低于8位的AD转换器.89C51型单片机有P0、P1、P2、P3共4种I/O口，每种I/O口正好有8个I/O通道对应AD转换器的8个信号输入通道.为了满足传感器控制精度及I/O通道相互匹配要求，本文选择分辨率为8位，采样通道为8个的ADC0809作为转换芯片.AD转换器的工作频率一般与单片机不同.ADC0809芯片需要在500 kHz的频率下才能正常工作，而此设计模块中89C51单片机的工作频率为12 MHz，两者的工作频率不一致.为了保证89C51单片机和ADC0809芯片能同时正常工作，采用74LS74分频芯片将89C51单片机12 MHz的晶振频率分频为500 kHz，为ADC0809提供所需的工作频率.ADC0809中有8个采样通道，根据3条模拟输入地址线A、B、C对这些通道进行选择，选择形式如表1所示.表1ADC0809通道选择表Tab.1Table of ADC0809 channel selectionCBA选择的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ADC0809芯片通过ST、EOC和OE三个引脚控制与89C51型单片机数据交换.ST为转换启动信号，当ST为上跳沿时，所有内部寄存器清零；ST为下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平.EOC为转换结束信号，OE=0时，输出数据线呈高阻状态，禁止数据转换.D7～D0为数字量输出线.图3为AD转换器与光电检测装置接线图.采用双通道光强检测装置，将2个通道采入的模拟信号接入AD转换器的IN0、IN1通道.通过ADC0809将2个通道的模拟信号转化成数字信号后交由单片机处理.单片机对2个通道信号进行比较和分析后控制聚光器转动.编写AD程序.程序如下：void AD（） {int i；for（i=0；iA=i；ST=0；delay（1）；ST=1；delay（1）；ST=0；while（EOC==0）；OE=1；a[i]=P1；delay（1）；OE=0； }}将产生的模拟信号分时导入ADC0809的IN0、IN1通道：当程序中的i=0时，CBA=000，ADC0809通过IN0通道采入模拟信号；当i=1时，CBA=001，ADC0809通过IN1通道采入模拟信号.程序运行时，对两通道来回扫描并将其各自采集到的信号导入AD芯片中，再由AD芯片交由单片机进行处理.图3AD转换器与光电检测装置接线图Fig.3Wiring diagram for AD converterand photoelectric detector4伺服电机控制在电机控制方面采用89C51单片机通过PID位置环反馈调节实现伺服电机的闭环控制.伺服电机PID控制中的3环为：电流环、速度环、位置环.其中电流环随电机转速、载荷等参数变化而迅速改变，变化规律不定，不宜作为反馈调节参数；而速度环和位置环是根据电机工作情况变化的累加而改变的，可作为反馈调节的参考，帮助系统实现闭环控制.因此在调整伺服系统运作时，通常采用速度环或位置环的参数调节控制伺服电机转动[9-11].利用89C51单片机控制聚光器转动实现太阳位置的跟踪，主要是要求伺服电机转动位置精确，而对伺服电机的转速控制要求不高，所以采用位置环参数控制.PID算法公式为u（t）=Kpe（t）+1Ti∫t0e（τ）dτ+Tdde（t）dt（3）式中，t为PID控制系统运行时间；e（τ）为连续型输入信号与设定值之间的误差；e（t）为t时刻连续输入信号与设定值误差；u（t）为连续型输出信号；Kp为比例系数；Ti为积分时间系数；Td为微分时间系数.PID调节就是通过改变Kp、Ti、Td值进行反复实验，最终得到最佳参数，并应用到生产实际中.通过计算机控制实现PID调节需要对PID算法公式进行改进，转化为数字PID算法公式.数字PID算法公式为u（k）=Kpe（k）+TTi∑kj=0e（j）+TdT[e（k）-e（k-1）]（4）式中，k为PID控制系统信号采样点数；e（j）为离散型输入信号与设定值之间的误差；e （k）为第k个采样点离散型输入信号与设定值之间的误差；u（k）为离散型输出信号.单片机通过伺服驱动器控制伺服电机工作，伺服电机通过编码器将本身工作情况反馈给单片机，实现了闭环调节的效果，比开环传递更为精确，使聚光器的接收率进一步提高.5复合控制流程基于89C51单片机设计的太阳能跟踪器采用复合控制原理，包含传感器控制模块和时钟控制模块.结合两种模块的特性采取分时择优[12]的应用方式，以实现其功能互补.首先检测光强，当光强足够大时，采用传感器控制；当光强不足时，采用时钟控制.复合控制流程如图4所示.图4复合控制流程图Fig.4Flowchart of complex control6应用与分析在聚光器上配备基于89C51单片机设计的太阳能跟踪控制装置，并将配备跟踪控制装置的聚光器和定点式聚光器置于相同实验环境中运行，分别记录反射到吸热塔上的能量值.以某地区（赤纬角δ=-15.7°，纬度=31°）11月份为例，定点式聚光器和配备跟踪控制装置的聚光器在相同条件下连续运行20 d，分别记录两者每天不同时间段内反射到吸热塔上的能量.对每天7：00～18：00时段平均每小时反射能量进行统计，结果如表2所示.对两种聚光器每小时接收的能量数据进行拟合并绘制两者时间-反射能量关系图，如图5所示.表2定点式聚光器与配备跟踪控制装置的聚光器平均每小时反射到吸热塔上的能量Tab.2Mean hourly energy reflected on the absorptiontower by condenser with the traching controllerand the fixedpoint condenser时间反射能量/kJ定点式聚光器配备跟踪控制装置的聚光器7：000.491.028：0010.2222.989：0029.0470.3910：0062.52144.3911：00117.60218.3812：00154.38247.0513：00144.09267.5914：00104.80242.0315：0074.44180.4616：0048.16108.2917：0020.7142.8218：002.895.78图5定点式和复合控制时间-反射能量关系图Fig.5Reflected energy versus time for fixedpointtype and composite control实验结果表明，配备了基于89C51单片机设计的太阳能跟踪控制装置的聚光器比定点式聚光器的接收率提高约35%，且跟踪稳定性良好.7结论本文对复合控制原理进行了详细介绍，并根据复合控制的原理，阐述了采用价格低廉、低功耗的89C51型单片机设计一款能够满足复合控制功能要求的太阳能跟踪控制装置的设计思想与实现途径.通过实际运行比较，配备有基于89C51单片机设计的太阳能跟踪控制装置的聚光器比定点式聚光器的接收率提高约35%，实现了高精度、高稳定性的太阳能跟踪控制.参考文献：[1]杨志成，柳浩，孔祥斌，等.基于DSP的太能跟踪控制系统研究[J].计算技术与自动化，2011，30（2）：38-41.[2]张晨，杨洪海，刘秋克，等.开式热源在热泵系统中的应用分析[J].能源研究与信息，2010，26（4）：52-56.[3]张利明，杜春旭，吴玉庭，等.基于8051单片机的碟式太阳能跟踪控制系统[J].太阳能技术与产品，2007，20（6）：19-21.[4]黄钉劲，费韩，吕宏.基于CAN总线的太阳能控制器设计[J].电子测量技术，2010，33（7）：92-95.[5]郭铁铮，刘德有，钱艳平，等.基于DSP的定日镜跟踪控制系统研究[J].太阳能学报，2010，31（1）：5-10.[6]郭庆云，续明进，张振国.基于GE智能控制平台的太阳能跟踪控制系统设计[J].北京印刷学院学报，2012，20（2）：57-58.[7]刘贤群，蒋逢灵.基于PLC的碟式太阳能跟踪控制系统设计[J].微型机与应用，2012，31（5）：84-86.[8]韩宇龙，於正强，赵安璞，等.基于垂直双轴结构太阳能光电跟踪系统研究[J].半导体技术，2010，35（11）：1122-1125.[9]王孝红，刘化果.塔式太阳能定日镜控制系统综述[J].济南大学学报（自然科学版），2010，24（3）：302-307.[10]黄海宏.小功率简易型太阳能控制器设计[J].现代电子技术，2006，15（2）：88-90.[11]陈昕，范海涛.太阳能光热发电技术发展现状[J].能源与环境，2012，16（1）：90-92.[12]CHEN Y T，CHONG K K ，LIM C S，et al.Report of the first prototype of nonimaging focusing 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基于STC89C51单片机的智能电热水器的设计--毕业设计
毕业设计基于STC89C51单片机的智能电热水器的设计摘要本设计采用STC89C51单片机为核心来设计智能电热水器。
本设计也对单片机控制电热水器实现智能化的可能性进行了分析，利用温度传感器、和继电器等来完成本设计。
在硬件设计方面，主要对单片机最小系统及其扩展、电源电路、键盘显示及接口电路、水温检测电路、报警电路进行了详细介绍。
还详细介绍了设计中应用到的主要芯片的性能和特点，包括STC89C51、DS18B20等。
在软件设计方面，采用C语言编程。
该智能电热水器设计完善，实现方案简单易行。
采用软件设计来控制，可以实现智能检测水温，智能加热，并且提高了整机的可靠性及准确性。
关键词：STC89C51，DS18B20，智能ABSTRACTAs technology make a good progress, the applications of single-chip microcomputer become mature all the time. The single-chip microcomputer integrates the various components in a chip, uses the internal bus structure, reduces the connection in different chips, enhanced greatly the reliability and anti-jamming capability. In the development of single-chip microcomputer, due to its excellent cost performance, high integration, small size, high reliability, it has been used as a control center all the time.Since the birth of single-chip microcomputer, it began to walk into a human’s life, such as washing machines, refrigerators, electronic toys, DMB, which equipped with the single-chip microcomputer, and improved their intelligence, ability. People, who used them, will love them better. The single-chip microcomputer makes human’s life more convenient, comfortable and colorful. As a result, I use single-chip microcomputer to design intelligent electric water heaters.This paper mainly discusses the intelligent electric water heater how to work. To achieve system goals, in deep analysis of the STC89C51, I made a set of simple and practical control system design. The system is mainly to use single-chip microcomputer to control centers, with specific hardware architecture and the corresponding software design, thus the intelligence of the water heater would become true.Keywords: single-chip microcomputer, controller, intelligence目录第1章绪论 ·······················································································1.1 选题的背景、目的及意义 ·······························································1.2 国内外的研究状况和成果 ·······························································1.3 研究设想和实验设计 ·····································································第2章硬件系统设计 ·········································································2.1 方案验证 ····················································································2.2 硬件系统设计 ··············································································2.2.1 电源电路 ···········································································2.2.2 键盘/显示接口电路······························································2.2.5 报警电路 ···········································································2.2.6 模数转换电路 ·····································································2.2.7 温度检测电路 ·····································································2.2.8 水位检测电路 ·····································································2.2.9 STC89C51功能及特性介绍 ·····················································第3章软件系统设计 ·········································································3.1 主程序流程框图 ·····································································结论······································································································参考文献 ······························································································致谢······································································································附录1程序清单····················································································附录2 电源电路原理图·········································································附录３智能电热水器原理图附录３英文翻译附录4 中文资料第1章绪论1.1 选题的背景、目的及意义据不完全统计，我市城镇居民家庭以电热水器为主，占总量的60％以上；从前风光无限的燃气热水器渐渐地黯然失色，市场份额仅剩不足20％；新兴的太阳能热水器虽然受到安装条件的限制，但其安全、环保的性能广受消费者青睐，发展态势迅猛，市场占有率已达到15％左右。
AT89C51的自动转向太阳能充电系统设计
• 152•本文介绍了以AT89C51为核心的太阳能充电系统的设计方法及过程。
该系统具有自动转向的特点，根据光照强度调节接光板方向，使其接收的太阳光强度最大，以达到最理想的充电效果；同时在充电的过程中，系统能进行实时检测蓄电池的电压值并显示；此外，系统还设置充放电的门限值，当电池电压充到超出设定值后，接光板不再转向寻光，系统停止充电，并且“充满”指示灯亮。
当电池放电后，电压低于设定值时，系统能自动调节接收板方向与阳光方向垂直，并且“充电”指示灯亮。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。
它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。
为人类创造了一种图1 太阳能充电系统整体框图系统通过采光电路中的光敏电阻将光信号转化为电信号，由模AT89C51的自动转向太阳能充电系统设计广东理工学院电气与电子工程学院 覃 凤 谷红霞 周 莹 曹美媛图2 采光/转换电路原理图图3 自动转向电路控制原理图新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源、减少污染的时代。
利用太阳能的基本原理是：首先收集太阳辐射的能量，通过特定的方式将其转换成热能。
由于太阳的能量是一种可靠的能源，所以人们不断地在探索各种开发利用太阳能的设备。
太阳能充电系统就是其中之一，太阳能充电系统是靠接受储存太阳光的能量来保证负载正常使用的。
它利用太阳能，既省电又环保，它接有一块太阳能电池板，通过聚焦和储存太阳能，就可正常运作。
本文在传统太阳能充电系统的基础上着重讨论充电的效率及检测问题，同时加入跟踪太阳光线自动调向和实时检测充电数据的模块。
其中的自动调向模块采集太阳光强参数，转换后进行比较判断，通过电机驱动转向使充电系统的接光板根据太阳光强自动地调节采光板，即实现自动跟踪。
1 系统设计1.1 系统整体设计方案本文所设计的太阳能充电系统采用以AT89C51单片机为控制核心的模块化设计，包括采光电路、AD0808模数转换模块、充电检测电路、LCD 液晶显示电路以及驱动电机模块等五大主要模块。
基于STC89 C51单片机的智能充电器的设计
基于STC89 C51单片机的智能充电器的设计
齐晓龙
【期刊名称】《陇东学院学报》
【年(卷),期】2016(027)005
【摘要】以 STC89 C51单片机为控制核心，结合MAX1898锂离子电池充电芯
片以及报警电路设计了手机智能充电器。
该充电器提供恒定充电电流，并将手机反馈的充电状况以脉冲的形式发送给单片机，单片机经过内部处理后控制充电过程，实现智能手机预充、快充、满充、充电保护、自动断电和充电完成自动报警等功能。
实验结果表明，该充电器能安全高效的给手机进行充电，且性能稳定。
【总页数】5页(P44-48)
【作者】齐晓龙
【作者单位】陇东学院电气工程学院，甘肃庆阳 745000
【正文语种】中文
【中图分类】TH822
【相关文献】
1.基于89C51控制的VRLA电池智能充电器的研究与设计 [J], 王小双;林辉
2.基于STC89单片机的非接触智能卡读写机设计 [J], 刘云飞
3.基于STC89 C51单片机的实用计算器设计 [J], 刘巧平;李平;周斌
4.基于AT89C51的智能充电器的设计 [J], 钟伟雄
5.基于STC89C51单片机的智能杀菌除臭鞋柜设计 [J], 李嘉宁;成丹;董璐;李昂;何祝媛
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基于STC89C51的便携式太阳能充电器设计张鹏【摘要】when electronic products are used outdoors its battery capacity is limited, it can affect users' normal use, a portable multi-purpose solar charger is designed. The charger can convert solar energy into charging voltage which fits for battery of electronic products, and can adjust different voltage, with built-in battery can meet portable power supply demand when the user is in outdoors. The system uses STC89C51 microcontroller as the control core, structured by boost circuit, photoelectric conversion circuit, overcharge protection circuit, voltage regulation circuit and digital display circuit. The performance of system is tested, the results show that the system has advantages of wide output voltage range, simple structure and high reliability, with mains charging function;it can meet different load requirements charging voltage under a variety of conditions.%针对电子产品在户外使用时电池容量有限，影响用户正常使用的问题，设计了一种便携式多用太阳能充电器。
该装置可将太阳能转换成适合电子产品电源，而且能够调节不同电压，满足了用户外即时电源的需求。
系统采用STC89C51单片机作为控制核心，由升压、光电转换、充电保护、电压调节和数码显示等功能电路构成。
对系统进行了性能测试，结果表明系统具有输出电压范围宽、结构简单和可靠性高的优点，配合市电充电功能，可以满足多种条件下不同负载对充电电压的要求。
【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)019【总页数】4页(P128-130,134)【关键词】太阳能;充电器;单片机;便携式【作者】张鹏【作者单位】渭南师范学院物理与电气工程学院，陕西渭南 714099【正文语种】中文【中图分类】TN102电子产品的普及给人们的生活带来极大便利，而各类电子产品所依赖的电池储能技术却没有相应大的提高，有限的待机时间给用户户外用电带来了诸多不便。
太阳能是一种清洁能源，具有可再生，采集方便，无污染等特点，在很多领域都得到广泛的应用［1-3］。
用户只需将太阳能板置于阳光下，系统就可以对负载或蓄电池进行供电和充电，保证了多种电子产品的正常使用。
针对太阳能充电器对蓄电池的保护不够充分，造成蓄电池的寿命缩短的问题，设计了一种基于STC89C51单片机的太阳能充电器的方案，在充电电路、电压和电流控制器的功能要求方面做了分析。
，设置了电压电流检测与保护电路，对蓄电池进行了有效管理，实现了充电过程的智能控制。
图1为系统总体框图，主要包含了稳压滤波单元、过充电保护单元、调压单元等模块，设计要求实现以下几个基本功能：1）可直接利用光电转换输出电能对负载进行供电；2）可把光伏面板对充电器内置蓄电池充电；3）可利用市电对负载或内置蓄电池进行供电或充电；4）可完成蓄电池对负载供电的自动切换。
便携式多用太阳能充电器设计采用STC89C51单片机作为控制单元，由按键指示模块、数码管显示模块、直流斩波电路模块和A/D采集模块等模块构成。
图2为系统原理图，通过光电转换电路将太阳能转化为电能后经过LM7805形成稳定的电流，然后由DC/DC转换电路进行处理后由输出端为负载进行供电。
整个充电过程系统通过单片机进行智能控制，以防止电池的过充［4-5］。
2.1 单片机选型STC89C51系列单片机具有结构简单、易于实现的优点，能够满足对小型系统的控制，且易于调节［6-7］。
STC89C51单片机的定时计数器、I/O口等器件能满足太阳能充电器的设计需要，因此选择STC89C51单片机作为系统控制芯片。
2.2 升压充电电路设计大部分电子产品的输入电压都为5.5 V左右［8-9］，所以设计中设定充电系统对外充电电路的输出为U=5.5 V，I=500 mA。
光伏板输出电压低于5.0 V，所以需要经过直流斩波升压环节达到电子产品的用电要求［10-12］，选择MC34063升压芯片进行升压后对充电。
图3为升压充电电路。
TC引脚外接电容C6=470μF，L2=200μH，其工作频率为72 kHz；C7=220μF，二极管D4能防止电流回流，电容C5具有过滤杂波作用。
比较器的反向输入端引脚为FB，当电池电压等于参考电压时，三极管关断，停止充电。
2.3 市电充电电路设计利用220 V交流电给电路内部的锂电池进行充电，必须具有整流和充电模块。
图4为市电充电电路，包含显示单元、电压比较单元、基准电压单元、开关控制单元四大部分模块，比较电路用来判断蓄电池的充电状态，由芯片U1A及其他周边元器件构成。
显示电路由双色发光二极管LED、电阻、集成电路构成，用来指示电路的充电状态。
充电控制电路由三极管Q1构成，用来控制电路充电电流。
在电路中设置二极管能够防止因电源电压低于电池的电压而造成电池漏电［13-15］。
2.4 电路的稳定性设计充电器在恒流模式下，为了使电路正常运行，电池正负极之间需要连接一个电容值为4.7μF的电容用来增强系统的稳定性，若没有连接电容，则可以连接一个阻值为R=50 kΩ的电阻，且连接的电容和电阻形成的极点需不小于200 kHz，设计电路中接有4.7μF的电容，所以在ISET端能够连接的最大阻值为：为了提升系统的稳定性和对充电电流大小的调节，电路中外接一个RC波滤模块，图5为隔离ISET管脚的RC波滤电路。
3.1 输入电压调节在输入电压调节的电阻分压器RIN1和RIN2中，取RIN2为100 kΩ，内置电压取2.74 V时，则：太阳能板VREG（MAX）和VREG（MIN）峰值功率追踪电压范围：3.2 恒压充电电压调节FB引脚为电池电压检测输入端口，FB引脚能够通过检测电池阳极电压从而调节电池恒压充电电压，在电路FB和BAT间连接RX以便调整恒压充电电压。
图6 为恒压充电调节电路，电池电压Vbat为：该电路输入电压为6 V，输出电压要求为4.2 V，则当Rx= 0时，输出电压为4.2 V。
3.3 恒流充电电流调节IR管脚连接的外部电阻对CN3068编程从而实现电池进行恒流和恒压充电，在电路预充电时，电压被限制在0.2 V；在恒流充电阶段，电压被限制在2 V。
电路的充电电流在恒流情况下的计算公式如（7）：设定充电电流为500mA的，则：使用金属膜电阻用来保证充电系统的稳定性和其良好的温度特性。
电路的充电电流可以通过对IR管脚两端的电压测量来进行测量：TC引脚的外接电容C3=470 pF，电感L1=200μH，其工作频率F=72 kHz；要使输出电压的波纹系数等于8mV则C4= 220 UF；该充电电路能在0～70℃的环境中使用。
充电电路的主要工作由单片机进行控制，电路工作过程如下：电路初始化，输出功能选择，选择确定输出电流电压，为负载进行充电直至充电完成，充电停止。
系统主程序流程如图7所示。
测试所用太阳电池单片有效面积为343 cm2×6，表1为系统参数测试结果。
当太阳能电池板外接电阻，所得到的负载U-I特性曲线图所示。
图8 为负载U-I特性曲线图由统计数据可得在U=5.84 V、I=1.3 A时有最大功率7.592W。
同时可以算得该太阳电池的填充因子为0.376；而电池板面积为2 060 cm2，可以算得每片电池获得的总光能为19.012W，算出的电池转换效率为21.92%与理论值接近。
经过检测，在有阳光照射情况下，太阳能板充电指示灯变亮，调节调压按钮，用万用表测得电路输出端电压为0～10 V之间变化，且能够对负载正常充电；在无光照时，太阳能板充电指示灯不亮，蓄电池充电指示灯变亮，且能够对负载正常充电；按下应急灯按钮，LED灯变亮，检测结果表明系统能够正常工作，达到了预设任务的要求。
系统采用STC89C51单片机作为控制单元，由按键指示模块、数码管显示模块、BUCK斩波电路模块和A/D采集电路模块等模块构成。
通过光电转化电路将太阳能转化为电能后经过LM7805形成稳定的电流，然后由DC/DC转换电路进行处理后由充电电路输出端为负载进行供电。
考虑到便携式太阳能充电器的多为户外使用，电路中还加入了LED发光二极管作为应急光源供使用者在无光环境下应急使用。
对系统进行了测试实验，结果表明所设计的太阳能多用充电器具有工作稳定、使用方便、易于携带、性价比高等优势，达到了设计的要求，为光伏电源的小型化实际应用提供了参考。
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