【正文】 DU6 的硅光電池作為光強檢測傳感器，其實物如圖 。硅光電池在光照條件下產生的光電流 IG 經反饋電阻 R14 轉換為電壓信號，即前級運放實現了光電流的 I/V 變換。其抗干擾的性能突出，工作性受到環(huán)境的影響較小，即使在外界環(huán)境較差的情況下，單片機仍然能夠穩(wěn)定工作。 圖 外部時鐘電路 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流 充電時鐘芯片，內含有一個實時時鐘 /日歷和31 字節(jié)靜態(tài) RAM，通過簡單的 串行接口與單片機進行實時時鐘 /日歷電路。時鐘 /RAM 的讀 /寫數據以一個字節(jié)或多達 31 字節(jié)的 字符 組方式通信。 它廣泛應用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產品領域 。配合簡單的外圍電路即可實現高性能、多細分、大電流的步進電機驅動。由于驅動芯片 CLK 頻率最高支持 200KHZ 以上，為了保證脈沖信號耦合后的質量，選擇用高速光耦 。 ALERT 指示信號通過發(fā)光二極管 LED 顯示（芯片出現過流、過溫、短路啟動等， ALERT 會輸 出低電平，并且強制關閉輸出。輸出電流通過公式 Io(100%) = Vref x 1/3 x 1/Rs 計算， Vref取值范圍： — ， RS為檢測電阻（圖 5中的 RNFA與 RNFB），建議用無感電阻，推薦阻值為 /2W。 DC/DC 變換電路 DC/DC 閉環(huán)變換電路有升壓（ BOOST）型、降壓（ BUCK） 、升降壓（ BUCKBOOST或 CUCK） 型。當 T接通時，電容 C 通過互電感被充電，電感也吸收了能量。在占空比為 50％時， BUCK 變換器的效率最高。 SWF =20KHZ， ONI =5A。本設計中 BUCK 變換器采用 P 溝道的 MOSFET 作為功率開關。 由于采用了電平移位電路交替驅動 1Q 、 2Q 構成的推免電路，對柵 源級電容的放電電流都比較大，所以驅動 MOSFET 的動作是很迅速的。具有低噪聲，響應時間快，使用方便、性價比高、絕緣電壓高等特點，主要應用于電動機控制、載荷檢測和管理、開關式電源和過電流故障保護等 , 采用單電源 5V 供電。本文采用的溫度傳感器為 DSl8B20，它將地址線、數據線、控制線合為一根雙向串行傳輸數據的信號線， CPU 只需一根端口線 就能與 DSl8B20 通信，能直接將環(huán)境溫度轉化成數字信號，以數碼信號與單片器傳輸，簡化了傳感器與單片機的接口電路，電源電壓范圍為 。 圖 PWM 方波設計 由于驅動 MOSFET的 PWM方波頻率非常高，一般的單片機無法進行軟件編程實現，所以本課題采用了一種專門的 PWM 產生芯片進行 PWM 的產生設計。 太陽光強和方位檢測電路的放大電路的仿真 結論 為了完成本次畢業(yè)設計，參考了大量文獻，其中包括博士、碩士畢業(yè)設計論文和期刊文獻等，初步完成了整體的設 計方案。 （ 3） 蓄電池充電系統(tǒng)的設計和硬件電路圖的繪制。為了指導我們的畢業(yè)論文， 王老師 放棄了自己的休息時間， 他的這種無私奉獻的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她們表示我誠 摯的謝意。 謝謝我的父母，沒有他 們辛勤的付出也就沒有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻給你們！ 本文參考了大量的文獻資料，在此，向各學術界的前輩們致敬！ [參考文獻 ] [1]朱家誠 .機械設計課程設計 [M].合肥工業(yè)大學出版社 ,2020. [2]關繼文 .高精度太陽能跟蹤控制器設計與實現 [J].自動化與儀器儀表， 2020， 3. [3]劉巍 .太陽自動跟蹤系統(tǒng)的研究與設計 [J].水電能源科學， 2020,2. [4]張興磊 .一種太陽自動跟蹤系統(tǒng)的設計 [J].青島農業(yè)大學學報 ， 2020,4. [5]湯世松 .雙軸伺服太陽能跟蹤系統(tǒng)的設計 [J].自動化儀表， 2020,2. [6]吳修權 .基于 FPGA 的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng) [D].西南交通大學， 2020,6. [7]徐靜 .自動跟蹤式獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)研究 [D].杭州電子科技大學，2020,12. [8]鄔麗娜 .基于 MSP430 單片機的太陽能充電控制器設計 [J].實驗室研究與探索，2020,5. [9]孫艷玲 .一種基于單片機實時顯示太陽能充放電控制器設計 [J].電子器件，2020,8. [10]李立偉 .獨立光伏電站蓄電池優(yōu)化管理研究 [J].電力自動化設備， 2020,4. [11]丁南菊 .一種基于 SYC單片機的太陽能光伏控制器的設計探討 [J].中國新技術新產品， 2020,21. [12]黃原 .蓄電池光伏充電控制器的設計 [D].武漢理工大學， 2020,5. [13]張毅 .獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)中充電控制芯片的研究與設計 [D].浙江大學電氣工程學院， 2020,5. 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經驗，奠定了基礎。這期間凝聚了很多人的心血， 在此我表示由衷的感謝。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。 最后，我要感謝我的父母對我的關系和理解，如果沒有他們在我的學習生涯中的無私奉獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學業(yè)。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關心和愛護。 最后，我要特別感謝 我的導師劉望蜀 老師、 和研究生助教吳子儀 老師。在論文的撰寫過程中 老師們 給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感 謝。老師們認 真負責的工作態(tài)度，嚴謹的治學精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。四年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應用到實際工作中去。 其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導員在學習期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學習上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人 的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導，在我的論文書寫及設計過程中給了我大量的幫助和指導，為我理清了設計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。本次畢業(yè)設計是對我大學四年學習下來最好的檢驗。 涉密論文按學校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！ 在這四年的學期中結識的各位生活和學習上 的摯友讓我得到了人生最大的一筆財富。但是基本要求的功能和指標基本完成。主要完成的設計任務如下： （ 1） 二維機械結構的設計和工程圖的繪制。 圖 4 電路仿真 設計的電路部分 應用 Multisim 12 進行了部分電路的仿真，包括降壓（ BUCK）電路的仿真和太陽光強和方位檢測電路的放大電路的仿真。測溫分辨率可達 ℃。 圖 蓄電池溫度檢測電路 相關研究表明：當蓄電池溫度低于 25℃時，蓄電池的充滿電壓應適當提高，相反，高于該溫度時蓄電池的充滿電壓應適當降低，否則會損壞蓄電池。實際應用的電路如圖 。 圖 PWM 端低電平時， 1Q 作為射級輸出器導通 , 1SV = AV = BV = 1GV ， MOSFET 關斷。本設計取 C=100uF。 BUCK 變換器在電感電流連續(xù)時，輸出表達式為： ONO IN INStV DV VT?? (20) 式中， ST 為開關控制周期， ONt 為開光管 T 導通時間； D 為開關管 T 的通斷的占空比；INV 為光伏電池送入到 BUCK 變換器電壓； OV 為 BUCK 變換器輸出電壓。如果減少占空比，開通時間減少，斷開時間增加，則輸出電壓也將下降。其工作原理如圖 所示。單片機根據反饋采樣得到的充電電壓、電流的信息判斷蓄電池的充電狀態(tài)， 以此作為依據，發(fā)送各種控制指令如 給定的充電電壓、電流值等，保證系統(tǒng)按設計要求正常工作。當芯片檢測CLK 輸入頻率低于 2 Hz 時， DOWN 腳輸出低電平， R5 連接在 DOWN 和 Vref 兩端，就是通過這個功能來實現自動降低芯片輸出電流，減小電機鎖相時發(fā)熱。斬波頻率由 27KΩ～160KΩ的電阻來設定，對應的斬波頻率是 15～ 65KHZ。 圖 是 典型的步進電機驅動 電路。 圖 步進電機驅動電路 步進電機驅動的驅動采用的是 THB6064 步進電機驅動芯片。 DS1302 是由 DS1202改進而來 ,增加了以下的特性 。月年的信息，每月的天數和閏年的天數可自動調整時鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時格式。自身帶有 8路 10 位的 A/D方便信息的輸入，減少外圍電路的設計。后級放大器的輸出直接與單片機的 A/D 轉換的輸入端相連，計算機通過 A/D 獲取光強檢測電路的輸出信號 GU 。 圖 光強檢測電路將太陽光線的輻射強度信息轉化為電壓信號的形式輸出，主要由2DU6 型硅光電池和 LF44CN 型集成運算放大器組成，電路連接如圖 所示。為消除光線強度的影響，式中已進行了歸一化處理 ,其中 XE? 和 YE? 分別反映了太陽在方位角方向和高度角方向的偏移情況。另外，探測器 4個象限對應的運放電路是完全對稱的，即 R1=R2=R3=R4=R R6=R8=R10=R1R7=R9=R11=R13。 圖 圖 太陽方位檢測電路主要用于檢測太陽高度角和方位角的變化，該電路主要由QP506 型四象限光 電探測器和 LF444CN 型集成運算放大器構成。主要計算公式如圖 。 （ 3） 當腳 5 的電壓值高于內部基準電壓 ()時， R—S觸發(fā)器的 S 腳控制門被封鎖， Q 端為“ 0”狀態(tài) (低電平 )， T2 截止， T1 亦截止。（ 2） 腳 5 電壓與內部基準電壓 同時送人內部比較器進行電壓比較。 =(1+ R2/R1)由公式可知輸出電壓 。24V 到 12V 的轉化 。 由外部提供的 24V 直流電源 通過 MC34063 轉化為 5V,正負 15V,正負 12V 的直流電源 。 MC34063A（ MC33063） 集成電路芯片器件簡介 :該器件本身包含了 DC/DC 變換器所需要的主要功能的單片控制電路且價格便宜。 圖 太陽方