【正文】 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的便攜式太陽能充電器設(shè)計(jì) 2021 年 04 月 基于單片機(jī)的便攜式太陽能充電器設(shè)計(jì) 摘 要 16 到 20 世紀(jì)，隨著工業(yè)革命的興起，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)自然界中化石能源的索取速度越來越快、數(shù)量越來越多。與此同時(shí)，化石能源的燃燒對(duì)于自然界的生態(tài)環(huán)境造成了難以彌補(bǔ)的破壞。作為可再生能源，太陽能有著廣闊的應(yīng)用前景，可以成為移動(dòng)設(shè)備供電的有吸引力的能源。當(dāng)我們外出或旅游時(shí)，常常因?yàn)槭謾C(jī)沒電所帶來的麻煩而苦惱，但又不能及時(shí)找到可以充電的場所，影響了手機(jī)的正常使用。 為了解決這一問題，本 畢業(yè)設(shè)計(jì) 介紹一種便攜式的太陽能手機(jī)充電器，利用單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備充放電的自由與智能控制。與常規(guī)的充電器相比，太陽能充電器必將因?yàn)楸銛y式而得到長遠(yuǎn)的發(fā)展。 關(guān)鍵詞 ：能源；太陽能；電池；單片機(jī)；便攜式 Portable Solar Charger based on Microcontroller Abstract From 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 singlechip microputer 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 longterm development for its portable type. Key words: energy。solar energy。battery。intelligent。portable 目錄 1. 緒論 ................................................. 1 太陽能充電器的研究背景 ...................................... 1 太陽能充電器的優(yōu)點(diǎn) .......................................... 1 本課題研究的主要內(nèi)容 ........................................ 2 2. 硬件設(shè)計(jì) ............................................. 3 總體方案的設(shè)計(jì) .............................................. 3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介 ...................................... 3 太陽能電池參數(shù)及選用標(biāo)準(zhǔn) .................................... 4 51 系列單片機(jī)處理器 .......................................... 5 穩(wěn)壓器件的選擇 .............................................. 6 電壓電流的 A/D 采集 .......................................... 6 ACS712 的選用 ................................................ 8 按鍵電路的選擇及設(shè)計(jì) ........................................ 9 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì) ....................................... 10 3. 軟件設(shè)計(jì) ............................................ 12 系統(tǒng)整體程序 框架 ........................................... 12 電路初始化程序 ............................................. 12 鍵盤子程序 ................................................. 12 數(shù)碼管顯示子程序 ........................................... 13 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序 ..................................... 14 充電子程序的設(shè)計(jì) ........................................... 14 電源子程序的設(shè)計(jì) ........................................... 15 參考文獻(xiàn) ............................................... 17 結(jié)束語 ................................................. 18 致謝 ................................................... 19 附錄一： 主電路圖 ....................................... 20 附錄二： 匯編源程序 ..................................... 21 1 1. 緒論 太陽能充電器的研究背景 人口的增長與能源的短缺之間的矛盾一直都是現(xiàn)代社會(huì)面臨的難題 ，在一些發(fā)展中國家尤為突出，當(dāng)然，對(duì)于我們中國這個(gè)人口最多的發(fā)展中國家尤為突出。一些能源專家認(rèn)為，在眾多可再生能源中，太陽能不但取之不盡，而且清潔安全，是理想的可再生能源。我國的太陽能資源比較豐富，而且國家近年來在太陽能的研利用上投入了較多的精力，在未來的幾十年里，太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展?jié)摿薮蟆? 太陽能的利用主要有兩大方向，一是把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，另一個(gè)就是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，其中重點(diǎn)是后者。理論上，只要需要電源的場合都可以用得到光伏發(fā)電技術(shù)，大到航天器，小到玩具。目前，光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面：一是 為無電場合提供電源，主要為新疆西藏等一些無電地區(qū)生活生產(chǎn)提供電力；二是日用電子產(chǎn)品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈等；三是并網(wǎng)發(fā)電。專家預(yù)測，到本世紀(jì)后期，太陽能發(fā)電將在世界電能結(jié)構(gòu)中占據(jù) 80%的位置。 一段時(shí)間以來，太陽能一直被廣泛地用于高新科技產(chǎn)業(yè)。然而隨著光伏發(fā)電技術(shù)的成熟，太陽能的利用已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶。近段時(shí)間，人們正考慮把太陽能用于范圍更寬廣的消費(fèi)電子應(yīng)用。太陽能充電器便應(yīng)運(yùn)而生了。 太陽能充電器的優(yōu)點(diǎn) 便攜式 太陽能充電器 相對(duì)于其他的能源，在便利性、節(jié)能、智能、安全方面，太陽能充電器與常規(guī)充電器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）、適用于各種戶外場合。當(dāng)您在戶外作業(yè)、旅游時(shí) ,只需要把便攜式太陽能充電器放置在一個(gè)有陽光的地方，即可以為手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備提供電源，從而保證與外界的信息暢通，是喜愛旅游、經(jīng)常出差、野外作業(yè)的人士的不二選擇； （ 2）、能源的供應(yīng)來自太陽能。不僅以綠色能源作為供應(yīng)源，而且 光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定，安裝維護(hù)簡便； （ 3）、擁有單片機(jī)充分的智能性。不僅具有完善的電壓電流檢測保護(hù) 2 電路，并通過顯示電路顯示 出電路狀態(tài)，而且可以通過六個(gè)功能鍵靈活的選擇電路的電壓電流輸出，可以為不同的電子產(chǎn)品提供電源； （ 4）、使用方便。無論何時(shí)何地 ,您都可以極為方便的對(duì)您的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行充電。 當(dāng)然，在太陽能充電器的能源采集的利用也存在分散、不穩(wěn)定、效率低以及成本高的不利條件，但是，隨著科技的發(fā)展以及人們理念問題的變化，太陽能的完美發(fā)展將呈現(xiàn)在我們面前。 本課題研究的主要內(nèi)容 便攜式太陽能充電器在陽光下，通過光能轉(zhuǎn)換為電能并通過控制電路把光能產(chǎn)生的電能對(duì)移動(dòng)電子產(chǎn)品進(jìn)行充電。本 畢業(yè)設(shè)計(jì) 所研究的便攜式太陽能充電器工作原理為 ：首先將太陽能