【正文】 個16位定時計數(shù)器、4個8位并行口、全雙工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP；（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實現(xiàn)模塊化；（3）單片機可靠性高，可工作到10^6 10^7小時無故障；（4）處理功能強，速度快；（5）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；（6）控制功能強；（7）環(huán)境適應(yīng)能力強。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。 單片機介紹 單機片是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機的（比如家用PC）的主要區(qū)別。 圖 24 不同日照下的IV關(guān)系曲線圖 圖 25 不同日照下PV曲線圖 圖 26，圖 27 分別給出了太陽能電池陣列在日照射為1000W/m2，和在變化溫度(T)的情況下，表現(xiàn)出典型的IV和PV特性。它的值越大，表明輸出特性曲線越“方”，電池的轉(zhuǎn)換效率也越高。 圖 23 太陽能電池的PV特性曲線 從圖23可見，Im和Vm的乘積就是最佳工作點的縱橫坐標所確定的矩形面積，在曲線范圍內(nèi)這個面積越大，表明電池的輸出特性越優(yōu)越。由此可繪出PV特性曲線如圖23，在PV特性曲線上最大功率點即電壓和電流的最佳匯合點Pm。 太陽能電池板的輸出特性 受到光照、電池陣列結(jié)溫及負載的影響，太陽能電池輸出電壓和電流也隨之發(fā)生改變[11]。一般來說，短路電流Isc值隨照射到硅太陽能板上的光強的增加而成正比例的增加。 電池的光電流Isc是當RL=0?時，所測的電池兩端的短路電流。由于RS，Rsh分別串聯(lián)與并聯(lián)在電路中，進行理想計算時，可以忽略不計。 圖 21 太陽能電池等效電路 圖中，太陽能電池等效電路由4個部分組成：電池的光電流Isc，PN 結(jié)的非線性電阻Rj，串聯(lián)電阻RS，和旁漏電阻Rsh，R是電池外的負載電阻。為了防止太陽能電池組件由于熱斑效應(yīng)而受到破壞，需要在太陽能電池組件的正負極間并聯(lián)一個旁路二極管。這種保護分為兩類機械化學(xué)方面的保護和電方面的保護。目前多晶硅太陽電池使用的多晶硅材料，多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶硅材料和冶金級硅材料熔化澆鑄而成，然后注入石墨鑄模中，待慢慢凝固冷卻后，即得多晶硅錠。單晶硅太陽電池是當前開發(fā)最快的一種太陽電池，它的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。太陽能電池再經(jīng)過串聯(lián)，并聯(lián)并裝在支架上，就構(gòu)成了太陽能電池方陣。它的尺寸約4平方厘米到100平方厘米。這樣，太陽的光能就直接變成了可付諸實用的電能。半導(dǎo)體內(nèi)在P型和N型交界面兩邊形成勢壘電場，能將電子驅(qū)向N區(qū)，空穴驅(qū)向P區(qū)，從而使得N區(qū)有過剩的電子，P區(qū)有過剩的空穴，在PN結(jié)附近形成與勢壘電場方向相反的光生電場。對于半導(dǎo)體 、PN 結(jié)，光伏效應(yīng)更明顯。被吸收的光，當然有一些變成熱，另一些光子則同組成半導(dǎo)體的原子價電子碰撞，于是產(chǎn)生電子空穴對。 本章小結(jié)本章主要介紹太陽能充電器電路設(shè)計的課題背景能源危機及環(huán)境污染問題，太陽能的開發(fā)和利用，以及我國太陽能的資源狀況。方形逆變器電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統(tǒng)。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網(wǎng)逆變器。（3） 充放電控制器 是能自動防止蓄電池過沖和過放電的設(shè)備。 目前我國與太陽能發(fā)電系統(tǒng)配套使用的蓄電池是鉛酸蓄電池和鉻鎳蓄電池等。在光生伏打效應(yīng)的作用下，太陽能電池的兩端產(chǎn)生電動勢，將光能轉(zhuǎn)換為電能，是能量轉(zhuǎn)換的條件。蓄電池組的放電情況由控制器進行控制，保證蓄電池的正常使用。“九五”期間建成各種規(guī)模的縣、鄉(xiāng)、村級光伏電站400余座，裝機總?cè)萘?00kW左右，推廣應(yīng)用家用光伏電源系統(tǒng)約15萬套，并在約80所農(nóng)村學(xué)校建立了總功率100kW左右的光伏發(fā)電系統(tǒng)。同時，國內(nèi)數(shù)家券商發(fā)布研究報告認為，2010年下半年起光伏產(chǎn)業(yè)從上游多晶硅到下游組件普遍進入大規(guī)模擴產(chǎn)周期，將帶來對各種上游設(shè)備、中間材料需求的提升，其中包括晶硅生產(chǎn)中所需的鑄錠爐以及晶硅切割過程中的耗材，刃料和切割液等。世界光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，一直保持著加速發(fā)展的勢頭。但是，與發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。至2003年底，我國光伏產(chǎn)業(yè)總的生產(chǎn)能力達到38MW，太陽能電池/組件的實際生產(chǎn)量達到13MW。至 90年代初中期，我國光伏產(chǎn)業(yè)已處于穩(wěn)定發(fā)展時期，生產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增加。（2）國內(nèi)現(xiàn)狀 我國的太陽能應(yīng)用起步較晚，但是發(fā)展速度很快。特別是以上地區(qū)，正是我國人口稀少、居住分散、交通不便的偏僻、邊遠的廣大西北地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)展較為落后。從全國太陽年輻射總量的分布來看，青藏高原和西北地區(qū)、華北地區(qū)東北大部以及云南、廣東、海南等部分低緯度地帶的年太陽輻射總量都在8000MJ/m2以上，是我國太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū)。 （2）取之不盡，不需要開采和運輸。因為它具有以下的特點： （1）存儲量巨大：太陽能是取之不盡的可再生能源，可利用量巨大。 其中，可再生能源主要有以下幾個方面： （1）太陽能：據(jù)天文物理學(xué)家的計算表明，太陽系還能存在45億年，； （2）氫能源：利用自然界大量存在的水，由電解水產(chǎn)生氫，或者由太陽能光催化水分解氫； （3）風(fēng)力發(fā)電、小水電與潮汐發(fā)電：可提供可觀的電力； （4）生物能：包括城市垃圾的轉(zhuǎn)化、人類糞便的轉(zhuǎn)化等。很多國家都在認真探索能源多樣化的途徑，積極開展新能源和可再生能源的研究開發(fā)工作。因此，無論是從確保長期的能源供應(yīng)，還是從保護環(huán)境的角度出發(fā)，開發(fā)利用取之不竭而又沒有公害的新能源已是勢在必行。這種由環(huán)境污染衍生的環(huán)境效應(yīng)具有滯后性，往往在污染發(fā)生的當時不容易被察覺或預(yù)料到，然而一旦發(fā)生就表示環(huán)境污染已經(jīng)發(fā)展到相當嚴重的地步。就連近代才發(fā)展起來的核能發(fā)電的原料鈾的儲量也是有限的，而且還存在安全和污染的難題，同樣不能解決世界電力的長期穩(wěn)定供應(yīng)問題?？梢哉f，世界經(jīng)濟的現(xiàn)代化，得益于傳統(tǒng)能源，如石油、天然氣、煤炭與核裂變能的廣泛的投入應(yīng)用。光伏發(fā)電具有節(jié)能性、經(jīng)濟性和實用性等優(yōu)點，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中具有最廣泛的發(fā)展前景。其中，太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，與其他新能源相比，是最理想的可再生能源。大氣中的顆粒物和二氧化硫濃度增高，局部地區(qū)形成酸雨,而每年排放的大量二氧化碳帶來的溫室效應(yīng)，使全球氣候變暖，自然災(zāi)害頻繁。 Battery charger第1章 緒論能源是經(jīng)濟、社會發(fā)展和提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能源問題是一個國家至關(guān)重要的問題。s history can be dated back to 1800, Berkeley39。本課程設(shè)計介紹一種太陽能充電器，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(yīng)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。對本文研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示了謝意。設(shè)計（論文）中引用他人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、資料，均已在設(shè)計（論文）中加以說明，除此之外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。指導(dǎo)教師簽名：　孫吉紅　　　　 畢業(yè)設(shè)計（論文）作者簽名：　李杰　　　　　　　　　2014 年　6　月　2　日　　　　　　2014　年　6　月　2　日目 錄摘要 IIIABSTRACT IV 第1章 緒論 1 1 1 2 3 3 3 4 5 5 5 本章小結(jié) 6 第二章 太陽能電池和單片機 6 太陽能電池 6 太陽能電池原理、分類和保護 6 太陽能電池的等效電路 8 太陽能電池板的輸出特性 9 單片機介紹 11 12 12 14 第三章 方案選擇及單元電路的設(shè)計 14 方案選擇及方框圖 14 方案選擇 14 方框圖 14 太陽能充電器電路原理 1電池組件概述和分類 15 15 STC12C5408AD單片機 15 20 22 控制器充放電電路 23 液晶顯示電路 26 報警電路設(shè)計 29 PADS簡介 30 本章小結(jié) 33 第四章 鋰蓄電池電壓電流的檢測和技術(shù)研究 33 33 33 34結(jié) 論 35參考文獻 36致 謝 37齊魯工業(yè)大學(xué)2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 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。其后，對硒，氧化銅等半導(dǎo)體材料進行研究，同樣發(fā)現(xiàn)此種光伏效應(yīng)，也制成類似的光伏效應(yīng)。s attention to the problem of environmental protection degree are also constantly improve, look for clean alternative energy issues bee more and more urgent. Solar energy as a renewable energy it has abundant, an inexhaustible, clean and safe characteristics and therefore has a broad application prospect, photovoltaic power generation technology is also more and more get the attention of people, with the price of photovoltaic modules and the decrease of the development of photovoltaic technology, solar photovoltaic power generation system will be gradually by the additional energy to make the transition to alternative energy now. Solar power39。 microputer。從全球來看，已探明的可支配的傳統(tǒng)能源儲量在不久的將來即將耗盡，能源問題的突出，不僅表現(xiàn)在常規(guī)能源的匱乏不足，更重要的是化石能源的開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境的污染破壞。雖然在可預(yù)見的將來，礦物燃料仍將在世界能源結(jié)構(gòu)中占有相當?shù)谋戎?，但人們對核能以及太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、水力能、生物能等可再生能源資源的利用日益重視，在整個能源消耗中所占的比例正在顯著地提高。日前在我國，光伏發(fā)電主要應(yīng)用在如下領(lǐng)域：西部偏遠地區(qū)電力供應(yīng)、通訊及交通設(shè)施、氣象臺站、航標燈和照明路燈。從此，人類大規(guī)模地開采礦產(chǎn)，砍伐森林，開墾草原，滿足世界經(jīng)濟的發(fā)展。能源危機迫在眉睫[1]，根據(jù)對石油儲量的綜合估算[2]，可支配的傳統(tǒng)能源從全球來看，已探明的石油儲量只能用到2040年，天然氣也只能延續(xù) 5060 年左右，即使是儲量最豐富的煤炭最多也只能夠維持二三百年。當前，由于燃燒石化燃料，大氣中的顆粒物和二氧化硫濃度增高，危及人類和其他生物的身體健康，同時還會腐蝕材料，給人類社會造成損失破壞了臭氧層，加劇了溫室效應(yīng)，局部地區(qū)形成酸雨，使大氣環(huán)境嚴重污染。隨著經(jīng)濟和貿(mào)易的全球化，環(huán)境污染也日益呈現(xiàn)國際化趨勢。隨著礦物燃料的日益枯竭和全球環(huán)境的不斷惡化，傳統(tǒng)能源(如煤、石油、天然氣等)的供給已出現(xiàn)嚴重短缺局面，人類開始將目光轉(zhuǎn)向可再生能源的發(fā)展。在未來的一段時間內(nèi)，可再生能源將能夠與礦物燃料相抗衡，從而結(jié)束礦物燃料一統(tǒng)天下的局面。特別是近幾十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，太陽能及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)成為世界發(fā)展最快的行業(yè)之一[4]。太陽的壽命至少尚有40億年，相對于人類歷史來說，太陽可源源不斷供給地球能源的時間可以說是無限的。全國各地的年太陽輻射總量：33408400MJ/（），中值為5852MJ/（）。與同緯度的其它國家相比，和美國類似，比歐洲、日本優(yōu)越得多。國外趨勢：光伏發(fā)電補助會繼續(xù)下降，使市場自動調(diào)節(jié)，當光伏組件價格降低到一定階段時，達到商業(yè)發(fā)電的經(jīng)濟指標，光伏發(fā)電規(guī)模會增加。經(jīng)過十年的努力，我國光伏發(fā)電技術(shù)有了很大的發(fā)展，光伏電池轉(zhuǎn)換效率不斷提高。為了推動光伏技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2003年10月，國家發(fā)展改革委員會、科技部制定出未來五年太陽能資源開發(fā)計劃，發(fā)改委“光明工程”將籌資100億用于推進太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，計劃到2005年全國光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機容量達到300MW。我國光伏產(chǎn)業(yè)在滿足國內(nèi)市場需要和提高邊遠無電地區(qū)人民的生活水平及特殊工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。 近2年來，太陽能光伏發(fā)電受到各國的高度重視。Sullivan發(fā)表研究報告認為，未來一段時間光伏材料市場將快速增長，預(yù)計在2012年，%，為近幾年內(nèi)最高。包括獨立光伏電站和戶用光伏電源系統(tǒng)在內(nèi)，其市場占有率已由以前的約20%上升到30%以上。晚上，蓄電池組為逆變器提供輸入電流，通過逆變器的作用進行供電。（1） 太陽能電池方陣 在有光照（無論是太陽光，還是其他發(fā)光體產(chǎn)生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光電效應(yīng)”，這就是“光生伏打效應(yīng)”。太陽能電池發(fā)電對所用蓄電池的基本要求是：1）自放電率低；2）使用壽命長；3）深放電效率高；4）充電效率高；5）少維護或免維護；6）工作溫度范圍寬；7）價格低廉。h以下的鉛酸蓄電池，一般選用小型密封免維護鉛酸蓄電池，每個蓄電池的額定電壓為12V（