【正文】 天津城市建設(shè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書基于單片機控制的太陽能供電地下停車場照明系統(tǒng)設(shè)計Design of the SolarPowered Underground Parking Lighting System Based on Microcontroller Control摘 要在這個科技飛速發(fā)展的時代，能源是人類經(jīng)濟及文化活動的動力來源。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加和社會生活水平的提高，未來世界能源消費量將持續(xù)增長，世界上的化石能源消費總量總有一天將達到極限。開發(fā)利用可再生能源和各種綠色能源以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是人類必須采取的措施。從能源供應(yīng)的諸多因素考慮，太陽能無疑是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的理想的綠色能源。隨著城市的不斷發(fā)展，人口的急劇增加，人均擁有車輛數(shù)的增大，停車問題越發(fā)嚴(yán)峻。停車場也逐漸的朝地下空間發(fā)展。然而地下停車場的照明又給社會增添了新的煩惱。為此，提供一個合理的地下照明系統(tǒng)是時代發(fā)展的迫切要求。本設(shè)計采用LED燈具作為系統(tǒng)的照明光源，采用太陽能光伏發(fā)電與市電交互為LED燈具供電的方式提供供電電源。使用節(jié)能燈具減少了能源的浪費，利用太陽能發(fā)電供電，減少了火力發(fā)電等造成的大氣污染的問題。本設(shè)計采用單片機AT89S51作為系統(tǒng)的主控制單元，重點設(shè)計了太陽能發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制電路的設(shè)計。并且通過采集太陽能發(fā)電系統(tǒng)蓄電池及太陽能電池板兩端的電壓，實現(xiàn)火電與太陽能發(fā)電兩種供電方式的自動切換。并對太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能電池在工作時，隨著日照強度、環(huán)境溫度的不同，輸出功率不同的問題，為了提高發(fā)電系統(tǒng)效率，單片機通過采樣電壓和電流，通過對功率的計算，實現(xiàn)對太陽能電池的最大功率點的跟蹤，確保充分的利用太陽能。本系統(tǒng)智能化的完成了以太陽能發(fā)電、LED為燈具的照明系統(tǒng)的設(shè)計，經(jīng)濟、實用。關(guān)鍵字：能源；太陽能光伏發(fā)電；LED照明；DCDC；MPPT；單片機AT89S51ABSTRACTIn this technological era of rapid development, energy is the driving force of human economic and cultural activities. With economic development, population growth and social improvement of living standards, the future world energy consumption will continue to grow, the total consumption of fossil fuels in the world one day will reach the limit. The development and utilization of renewable energy and green energy in order to achieve sustainable development of mankind must take measures. From the energy supply of many factors to consider, solar green energy is undoubtedly the ideal of sustainable development strategy.With the continuous development of the city, the rapid population increase, per capita number of vehicles increases, more and more severe parking problems. The development of parking lot gradually toward the underground space. However, the underground car park lighting gave the munity has added a new worry. To this end, an underground lighting system is an urgent requirement of the times.This design uses LED lighting as the lighting system, solar photovoltaic power generation and electricity interact to provide a power supply for LED lamps powered. Use of energy saving lamps to reduce energy waste, the use of solar power generation and distribution, to reduce atmospheric pollution caused by the thermal power and other issues.This design uses a microcontroller AT89S51 as the main control unit, focused on the design of a solar power system maximum power point tracking control circuit design. And by collecting solar power system battery and the voltage across the solar panels, thermal power and solar power two kinds of power supply automatically switches. And solar power systems, solar cells at work, with the sunlight intensity, environmental temperature, output power, in order to improve the efficiency of power generation systems, microcontroller by sampling the voltage and current through the calculation of the power to achieve the solar cell maximum power point tracking to ensure full use of solar energy. This intelligent pletion of the design of lighting systems, solar power, LED lamps, economical and practical.Key words: Energy。 solar photovoltaic。 LED lighting。 the DCDC。 the MPPT。 icrocontroller AT89S51目 錄第1章 光伏發(fā)電和LED照明概述 1 1 1 2 2 3 4 4 5 LED照明 6 LED（Lighting Emitting Diode）照明定義 6 LED照明原理 6 LED照明適用范圍 6 LED照明的現(xiàn)狀及發(fā)展前景 6第2章 MPPT控制部分與DC/DC變換 8 8 9 9 10 11 DC/DC變換器 11 12 12 14 14第3章 主要設(shè)備的選擇 16 16 16 16 18 20 20 21 21第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 23 23 23 23 24 DCDC控制電路設(shè)計(充電電路) 25 27 27 27 A/D轉(zhuǎn)換電路 28 29第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 31 31 32 32 32 33 AD轉(zhuǎn)換流程圖 35致 謝 36參考文獻 37第1章 光伏發(fā)電和LED照明概述全球煤炭、石油、天然氣等能源的消耗不斷增加，引發(fā)了一系列的環(huán)境污染和資源短缺等問題。在這個世紀(jì)以前，我們能夠使用能源都局限在一次能源上，如煤、CH4和石油。這些一次能源都是經(jīng)過很長時間，太陽能通過各種轉(zhuǎn)換，被地球上各個角落的生物儲存起來。但是人類已經(jīng)在這個星球上生活在了數(shù)千年，在這數(shù)千年里，這些能源無時無刻不在被人類消耗著，而且留給我們及后代所要使用能源已經(jīng)不多了。隨著全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展、不斷增加的人口數(shù)以及人們生活質(zhì)量的不斷改善，將來全球能源消耗數(shù)目將繼續(xù)增長，地球上可用的化石能源必將會被消耗殆盡[[] 張耀明.《人類理想能源太陽能發(fā)電》[J].北京：中國建設(shè)動態(tài)：陽光能源，2003.]。當(dāng)前，森林被大面積砍伐，礦物能源被大量使用，全球日均產(chǎn)生近1109TCO2，造成大氣二氧化碳的含量上升，大氣已經(jīng)被嚴(yán)重的污染。若不采取措施，溫室效應(yīng)也將加劇，全球逐漸變暖，南極和北極的冰山必將被融化，后果就是可能造成海平面上漲，1/4的人類社會環(huán)境便會由此承受巨大危險。面對以上情況，如何讓可持續(xù)發(fā)展成為現(xiàn)實，探索開發(fā)能夠再利用的能源以及其他綠色新能源便成為了人類亟待解決的問題。從能源提供的多方面因素著眼，太陽能毫無疑義的成為理想的綠色新能源。太陽能即將成為新世紀(jì)極為重要的能源之一，已經(jīng)得到世界能源專家們肯定。通過和常規(guī)發(fā)電技術(shù)比較，太陽能發(fā)電具有①可無限使用；②不會造成危害、穩(wěn)定性好，沒有噪聲，沒有向環(huán)境排放污染，無公害；③可以安裝在各個角落，而且可以安裝在不影響人類生活的地方優(yōu)勢；④不用使用燃料以及譜架線路便可以立刻發(fā)電供電；⑤能源質(zhì)量高；⑥消費者從情感上易采納；⑦很短的建設(shè)時間，能源利用獲取時間短等優(yōu)勢。而且，硅作為光伏電池的主要原料存儲量極為豐富，并且伴著太陽電池研究技術(shù)的不斷發(fā)展以及轉(zhuǎn)換效率的持續(xù)改善和與它關(guān)聯(lián)系統(tǒng)科技技術(shù)的不斷成熟，產(chǎn)業(yè)成本費用己經(jīng)呈現(xiàn)急劇走低的勢頭。據(jù)此預(yù)見，太陽能發(fā)電在全球的未來發(fā)展中勢必會占據(jù)主導(dǎo)地位[[] 黃亞平.《太陽能光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景探討》[M]. 北京：人民郵電出版社，2007.]。所以，利用光伏發(fā)電是兼開發(fā)利用可再生新能源、生態(tài)環(huán)境不斷改善、人民生活條件不斷提高綜合性的