【正文】 行移出至 74LS164 的輸出腳上數(shù)碼管就可以顯示相應的數(shù)字。在單片機應用系統(tǒng)中，LED 數(shù)碼管的顯 8 示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。串口的工作方式可以參看相關(guān)的書籍，此處不做詳細 介紹。 圖 3 按鍵接線圖 對電路總體考慮后，將 ADC0809 采集電路接在了單片機的 P0 口，并用 P2 口做采集控制，這樣 P0 口僅用接收數(shù)據(jù)，不用發(fā)送數(shù)據(jù)，有 P0 口的硬件構(gòu)成知 道，其做輸出的話需接上拉電阻，做輸入的不用接，這樣整體上減少了電路的硬 件開支，而 P3 口要做串口傳輸?shù)裙ぷ?，所以在本電路中將按鍵接在 P1 口，其中 是數(shù)字減鍵， 為數(shù)字加鍵， 鍵位確定鍵， 為過電流保護指示 燈，、 為輸出功能選擇鍵，按下 代表給手機電池充電，按下 則做普通直流電源使用，其中 5V 輸出可直接用 USB 連接線給手機充電，電池 充電控制則有手機提供。獨立按鍵的每個按鍵都單獨接到單片機的一個 I/O 口上，獨立按鍵則通過判 斷按鍵端口的電位即可識別按鍵操作； 而矩陣鍵盤通過行列交叉按鍵編碼進行識 別。 在輸出過程中通過單片機定時器定時檢測輸出電流或電壓， 與設定值比較后調(diào)節(jié) PWM 占空比，使輸出趨于設定值。另外，為避免輸入端斷開時 Co 從穩(wěn)壓器輸出端向穩(wěn)壓器放電，造成穩(wěn)壓器的損壞，在穩(wěn)壓器的輸入端和輸 出端之間跨接一個二極管，對 LM7805 起保護作用。 LM7805 應用 圖 2 LM7805 典型應用電路 單片機電源電路的設計以三端集成穩(wěn)壓器 LM7805 為核心， 它屬于串聯(lián)穩(wěn)壓 電路，其工作原理與分立元件的串聯(lián)穩(wěn)壓電源相同。因此該設計采用模塊式組合，根據(jù)不同充電負載的需要，將太陽 能板進行組合以達到具有一定要求的輸出功率和輸出電壓的一組光伏電池。這就需要一個復雜的控 制系統(tǒng)，51 系列單片機時當前使用最為廣泛的 8 位單片機系列，其豐富的開發(fā) 資源和較低的開發(fā)成本，是 51 系列單片機現(xiàn)在以至將來都會有強大的生命力。這種便捷的太陽能充電器 幾乎可以在任何地方補充電力，從而獲得通信的自有。鋰電池一般不宜采用全過程恒流充電方式，而是 4 采取開始恒流快速充電， 待電池電壓上升到設定值時， 自動轉(zhuǎn)入恒壓充電的方式， 并且這樣有利于保存電池容量。 硅太陽能電池片常用的為單晶 125 大倒角，其尺寸為 125mm*125mm，對角 線 150mm，功率 ，工作電壓 ，工作電流 ，開路 電壓 ，短路電流 。在實驗室 里最高的轉(zhuǎn)換效率為 %，規(guī)模生產(chǎn)時的效率為 15%。 目前，太陽能電池的應用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進入工業(yè)、商業(yè)、 農(nóng)業(yè)、通信、家用電器以及公用設施等部門，尤其可以分散地在邊遠地區(qū)、 高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價很貴的輸電線路。 關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：太陽能，電池，單片機，智能，BUCK 變換器 2 Multipurpose solar mobile charger Abstract Increasing depletion of fossil energy, it39。 太陽能作為一種可再生能源它具有取之不 盡、用之不竭和清潔安全等特點，因此有著廣闊的應用前景，光伏發(fā)電技術(shù)也越 來越受到人們的關(guān)注，隨著光伏組件價格的不斷降低和光伏技術(shù)的發(fā)展，太陽能 光伏發(fā)電系統(tǒng)將逐漸由現(xiàn)在的補充能源向替代能源過渡。 。T1賦值 。PWM輸出未完成返回 CLR TR0 MOV TH0,PWM2H MOV TL0,PWM2L SETB TR0 SETB PWMF CLR 出低電平 RETI PWMH: SETB CLR TR0 23 。T1賦值 。PWM高電平緩沖 。A中為高電 。PWM輸出標 EQU 70H 。功能選擇 TVI BIT 03H 7BH 7AH 。從確定設計題目的那天開始，指導老師就開始不斷地給我提供 幫助，從最初的方案確定，到元器件的選擇，電路的修改和調(diào)試，程序的編寫和 修改，以及論文的制作等等，很多都是涉及到細節(jié)的問題；正是由于指導老師無 私幫助，我才得以完成設計，指導老師自己也是很忙的，他帶有很多實驗課，每 次與指導老師見面幾乎都是在實驗室，可想而知指導老師對我的關(guān)心，在做畢業(yè) 設計的同時也是一個學習和成長的過程， 雖然設計中很多東西都是指導老師以前 做過的， 但是指導老師幾乎每次都對我說： 先自己慢慢做， 有什么問題再來問我， 正是由于指導老師嚴謹?shù)目茖W態(tài)度， 才使我從最初接觸這個課題時的迷茫變?yōu)楝F(xiàn) 在豁然開朗，期間指導老師不斷提供的幫助和鼓勵是很重要的，特別要提及的是 關(guān)于充電器的應用問題， 要是沒有指導老師提供的指導和建議是根本不可能完成 的。 軟件的設計采用模塊化的程序設計方法，分為主程序部分、按鍵采集模塊、 數(shù)碼管顯示模塊、AD 轉(zhuǎn)換采集模塊以 PWM 脈寬信號產(chǎn)生模塊等。其輸出電壓 0 到 5V 可調(diào)，數(shù) 字顯示，并有完善的過流保護功能，從而確保電子產(chǎn)品的安全使用。 入口 初始化 啟動轉(zhuǎn)換 N 轉(zhuǎn)換結(jié)束？ Y 處理存儲 返回 圖 11 數(shù)據(jù)采集子程序結(jié)構(gòu)流程圖 16 充電子程序的設計 充電過程分兩階段進行，第一階段為恒流充電，充電電流可設定，當充電電 壓達到 4V 時轉(zhuǎn)入第二階段，即 的恒壓充電方式，恒壓充電電流會隨著時 間的推移而逐漸降低，待充電電流降到 時，表明電池已充到額定容量的 93%～95%，此時即可認為基本充滿，如果繼續(xù)充下去，充電電流會慢慢降低到 零，電池完全充滿 。當要顯示某字符時，把表格的起始地址送入數(shù)據(jù)指針 寄存器 DPTR 中作為基址，將顯示緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)作為偏移量送入變址寄存器 A，執(zhí)行查表指令“MOVCA，A+DPTR” ，則累加器 A 中得到的結(jié)果即表格中 取出的對應數(shù)字的字形碼。 然后判斷 P1 口是否有鍵按下，如果沒鍵按下繼續(xù)判斷。讀線、讀取、相連的端口，并將其值判斷處理后存于相關(guān)緩存中。 因此， 在單片機運行后， 首先清 0 使之置初始參數(shù)設定， 便于程序設計人員掌握，以利系統(tǒng)的工作。 3 匯編源程序的設計實現(xiàn) 系統(tǒng)整體程序框架 本設計整體工作主要由單片機程序控制實現(xiàn)，其工作過程為：電路啟動初始 化，電路功能選擇，輸出選擇并確定輸出，單片機采集計算輸出 PWM 信號，定 時采集數(shù)據(jù)并處理調(diào)節(jié) PWM 信號占空比等，程序整體框架如圖 8 所示。SIGN 為集電極開路邏輯輸出，SIGN 為低電平表示電流由 RS－流向 RS+。 圖 7 MAX471 典型應用電路 MAX471 所需的供電電壓 Vbr/Vcc 為 3～36V，所能跟蹤的電流的變化頻率 可達到 130kHz，采用 8 腳封裝，其典型應用電路如圖七所示。MAX471 內(nèi)置 35mΩ精密傳感電阻，可測量電流的上下限為 3A。START 上升沿將逐 次逼近寄存器復位。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號 必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ，VREF（＋） ，VREF（－）為參考 電壓輸入。OE 為輸出允 許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 表 1 CBA 通道選擇表 C BA 000 001 010 011 100 101 110 111 選擇的通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 數(shù)字量輸出及控制線：11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。 地址輸入和控制線：4 條 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。 （1）ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖 6 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖 ADC0809 由一個 8 路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器 10 和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。 在本電路中輸入始終大于輸出，所以采用脈寬調(diào)制方式的 BUCK 變換器， BUCK 變換器又稱降壓變換器、串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源、三端開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器。 （2）Boost 電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓 U0 大于輸入電壓 Ui，極性相同。它有兩種類型，即線性變換器和開關(guān)變換器。 本設計設計采用的是共陽極數(shù)碼管，因而各數(shù)碼管的公共極接電源 VCC，本電 路有 LM7805 提供，并采用三只串聯(lián)的二極管降壓，而非電阻降壓，這樣保證個 數(shù)碼段的亮度一致?？梢蕴峁﹩?獨鎖存的 I／O 接口電路很多，常用的就是通過串口外接串并轉(zhuǎn)換器 74LS164， 擴展并行的 I／O 口。 本設計采用基于串口的 LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，在串口擴展中最常用的 就是基于串口的 LED 數(shù)碼管顯示電路。其中，方式 0 是 8 位移位寄存器輸入／輸出方式，多用與外接移位 寄存器以擴展 I／O 端口。 在本設計中由于按鍵不是太多，故采用獨立按鍵法，這樣可以減小編程的難 7 度，圖 3 為本設計的按鍵接線圖。 按鍵指示電路及實現(xiàn) 在單片機應用系統(tǒng)中，按鍵主要有兩種形式：獨立按鍵；矩陣編碼鍵 盤。具體工作過程是上電復位，首先查詢鍵盤，確定充電器功能，確定后繼續(xù) 查詢鍵盤以確定輸出電流大小，或作為普通電源的輸出電壓，然后轉(zhuǎn)入相應子程 序并分析計算 PWM 占空比， 開始輸出電流或電壓， 并將數(shù)據(jù)送至顯示電路顯示。 一般電容的耐壓應高于電源的輸入電壓和輸出電壓。 考慮被充電池的電流不同所需充電時間不等， 采用八塊相同參數(shù)電池板進行串、并聯(lián)，實測電池板的輸出電壓最大值為 , 電流最大可達 450mA，總標稱功率為 5W 左右,實際輸出可根據(jù)不同的被充電對 象進行平滑調(diào)整[7]。 太陽能電池板的選用 太陽能電池板是太陽能供電系統(tǒng)工作的基礎，是該充電器的核心部分，其功 能是將太陽光的輻射能量轉(zhuǎn)化為電能，如今的便攜式數(shù)碼設備種類較多，所需電 壓電流不等，對于輸入功率較大的設備，必須采用面積較大的電池板，而這又給 攜帶帶來不便。由于充電器多采用大電流的快速充電法，在電池充滿后如果不及時 停止會使電池發(fā)燙，過度的充電會嚴重損害電池的壽命。把太陽能電池板放在一個有陽光 的地方，即可以為手機提供一個方便的太陽能充電點。 本課題研究的主要內(nèi)容 本充電器通過太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過 DC/DC 變換電路處 理后，由充電電路為負載供電。但受制于其材料引發(fā)的光電效 率衰退效應，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實際應用。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。這對改善生態(tài)環(huán)境、緩解溫室氣體的有害 hk 作用具 有重大意義。與 常規(guī)的充電器相比，太陽能充電器有著明顯的優(yōu)勢。 目 錄 1 緒論…………………………………………………………………………………1 本課題的研究背景…………………………………………………………1 硅太陽能電池及參數(shù)………………………………………………………1 本課題研究的主要內(nèi)容……………………………………………………1 2 太陽能手機充電器硬件設計……………………………………………………2 系統(tǒng)總體設計方案…………………………………………………………2 太陽能電池板的選用……………………………………………………3 LM7805 應用………………………………………………………………3 單片機電路…………………………………………………………………4 按鍵指示電路及實現(xiàn)……………………………………………………4 數(shù)碼管顯示電路…………………………………………………………5 BUCK 斬波電路……………………………………………………………6 電壓電流的 A/D 采集……………………………………………………7 MAX471 介紹及工作原理…………………………………………………9 3 匯編源程序的設計實現(xiàn)…………………………………………………………10 系統(tǒng)整體程序框架………………………………………………………10 電路啟動初始化…………………………………………………………10 按鍵采集程序……………………………………………………………11 數(shù)碼管顯示子程序………………………………………………………12 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序………………………………………………13 充電子程序的設計………………………………………………………14 電源子程序的設計………………………………………………………15 結(jié)束語………………………………………………………………………………16 致謝…………………………………………………………………………………16 參考文獻……………………………………………………………………………17 附錄 1 主電路原理圖………………………………………………………………18 附錄 2 匯編源程序…………………………………………………………………19 1 摘 要 化石能源的日益枯竭、人們對環(huán)境保護問題的重視程度也在不斷提高，尋找 潔凈的替代能源問題變得越來越迫切。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。為了解決 這一問題，本課程設計介紹一種多用太陽能手機充電器，利用單片機控制，將太 陽能經(jīng)過電路變換為穩(wěn)定直流電給手機充電， 并能在電池充電完成后自動停止充 電，還可作為一般直流電源使用，從而擺脫對市電的依賴而獲得通信的自由。 太陽能電池是利用太陽光和材料相互作用直接產(chǎn)生電能，不需要消耗 燃料和水等物質(zhì)，使用中不釋放包括二氧化碳在內(nèi)的任何氣體，是對環(huán)境 無污染的可再生能源。 硅太陽能電池及參數(shù) 硅太陽能電池及參數(shù) 硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、 多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜 太陽能電池三種。 非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕， 轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。常見的太陽能電池電壓有 3V、 6V、9V、12V、18V、32V、48V 等，更大的用于太陽能電廠發(fā)電項目。 文中介紹設計的太陽能手機充電器，與普通的手機充電器相比，它的的特殊 之處除了能源的供應來自太陽能電池板外，充分利用單片機的智能性，設有完備 的電壓電流檢測保護電路，并通過顯示電路顯示電路狀態(tài)，通過功能鍵可以靈活 的選擇電路輸出，為不同