【正文】 蘭州 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 1 太陽能電池數(shù)據(jù)采集本科畢業(yè)設(shè)計說明書 摘 要 當(dāng)今世界面臨著能源短缺與環(huán)境污染兩大問題，以太陽能電池為核心元件的太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是解決這兩大問題的有效途徑，在研究和工程應(yīng)用中，人們需要用太陽能電池測試儀對太陽能電池進(jìn)行測試獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)而對太陽能電池進(jìn)行分析評判。本文基于目前太陽能電池研究和工程應(yīng)用的實際需要，設(shè)計了一款基于單片機的太陽能電池數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理及結(jié)果顯示兩大部分。 本 設(shè)計 主要從以下幾個方面來完成太陽能電池數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分析和設(shè)計： 1)、 根據(jù)太陽能電池測試原理 和電子電路的相關(guān)知識，選用合適的電子元器件設(shè)計了能夠完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)的硬件電路，主要包括溫度信號采集單元、光強信號采集單元、電壓及電流信號采集單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和串口通信單元等部分。 2)、 用單片機與硬件電路相配合的 MPLAB IDE 軟件程序，控制硬件電路完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。 在系統(tǒng)開發(fā)完成后，還進(jìn)行了相關(guān)的測試試驗，得到了以圖形和數(shù)值相結(jié)合的方式來描述太陽能電池特性的顯示界面。試驗結(jié)果表明，本文設(shè)計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)操作簡單，能夠?qū)μ囟ǖ奶柲茈姵剡M(jìn)行測試，測試的結(jié)果也能夠以直觀簡潔的方式呈現(xiàn)給測試人員，為測 試人員研究分析太陽能電池提供必要的依據(jù)，系統(tǒng)的整體性能基本達(dá)到了預(yù)期的要求，具有一定的實用價值。 關(guān)鍵詞 ：太陽能電池 。單片機 。數(shù)據(jù)采集 蘭州 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 2 Abstract Our world is exposed to energy shortage and environmental pollution problems，solar photovoltaic technology makes solar cells as its core ponents ， this technology is all effective method to solve these two problems， in research and engineer application， people need to use solar cell test system to test solar as to acquire needed data， and to make analysis and judgement to solar cells. Based on the scientific research and production?s actual needs， we designed a solar cell test system based on pic MCU， this system primarily includes two sections，that is， data acquisition， and data processing and results displaying. This text pletes the analysis and design about solar cell test system primarily in light of the following aspects： 1).According to the test principle of the solar cell and the related knowledge about electronic circuit， we have choosed suitable electronic ponents to design a hardware circuit， which can p lete the task of data acquisition， this hardware circuit includes data temperature acquisition unit， light intensity signal acquisition unit， voltage and current signal acquisition unit， analogue to digital conversion unit and serial munication unit， and so on. 2). Using pic mcu and the hardware circuit MPLAB IDE bined software program, control hardware circuit plete data acquisition task After pleting the data acquisition system， we made relevant test， and acquired a display interface describing solar cell?s characteristics in the form of graphical and numerical test results indicate that， the solar cell test system this topic has designed works conveniently， and can test specific solar cells，the test results Call be presented to the testers in visual form， providing necessary analysis basis to the testers， the overall performance of the system basicly reached intended target， and the system possesses practical value. Key words： solar cell。pic MCU。data acquisition 蘭州 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 3 目 錄 摘 要 ............................................................... 1 ABSTRACT .......................................................... 2 第一章 緒 論 ........................................................ 5 研究背景 ....................................................... 5 能源與環(huán)境問題 ............................................. 5 太陽能的利用 ............................................... 5 太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè) ........................................ 6 本文研究的目的意義及主要研究工作 ............................. 7 本文研究的目的和意義 ...................................... 7 本文所做的主要工作 ........................................ 8 第二章 太陽能電池的特性及測試原理 .................................. 9 太陽能電池的分類 .............................................. 9 太陽能電池的工作原理及等效電路 ............................... 9 太陽能電池的工作原理 ...................................... 9 太陽能電池的等效電路 ..................................... 10 太陽能電池的伏安特性曲線及性能參數(shù) .......................... 11 太陽能電池的伏安特性曲線及性能參數(shù) ...................... 11 日照強度和電池溫度對太陽能電池伏安特性的影響 ........... 13 太陽能電池的測試方法 ......................................... 14 本章小結(jié) ...................................................... 14 第三章 系統(tǒng)方案設(shè)計 ................................................ 15 方案一 ........................................................ 15 方案二 ........................................................ 15 方案比較 ...................................................... 16 第 4 章 硬件部分設(shè)計 ............................................... 17 PIC16F877 .................................................... 18 PICl6F877 微處理器的核心特點 ............................ 18 PIC16F877 外圍特點 ...................................... 18 蘭州 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 4 輸入輸出端口簡介 ......................................... 19 數(shù)據(jù)采集部分硬件電路設(shè)計 ..................................... 21 鍵盤設(shè)計 .................................................. 23 電壓、電流信號采集單元設(shè)計 .............................. 24 固態(tài)繼電器電路設(shè)計 ....................................... 25 步進(jìn)電機系統(tǒng)設(shè)計 ......................................... 26 光強信號采集單元設(shè)計 ..................................... 27 溫度信號采集單元設(shè)計 ..................................... 27 顯示模塊設(shè)計 .......................................... 30 串口通信單元介紹 ......................................... 31 第五章 軟件部分設(shè)計 ................................................ 32 主程序設(shè)計 .................................................... 32 中斷服務(wù)子程序 ............................................... 32 電壓采集程序 ................................................. 33 電流采集程序 .................................................. 34 光強采集程序 .................................................. 35 溫度采集程序 .................................................. 36 LCD 顯示子程序 ................................................ 37 步進(jìn)電機控制程序 ............................................. 38 第六章 總結(jié) ........................................................ 40 參考文獻(xiàn) ............................................................ 42 英文原文 ............................................................ 44 英文翻譯 ............................................................ 54 致 謝 ............................................................... 60 附 件 .............