【正文】 領(lǐng)域逐漸走入人們的視線范圍之內(nèi)。此外，小型離網(wǎng)系統(tǒng)因為它具有簡單而 靈活的特點，它在未來也必然會成為光伏發(fā)電舉足輕重的又一個重要領(lǐng)域，因此研究離網(wǎng)型太陽能充放電系統(tǒng)很有必要。同時，世界各地的大型光伏電站的投建，也為人類提供了一種新能源解決方案。 關(guān)鍵詞 ：單片機 STC89C52,UC3906,鉛酸蓄電池，電池充放電控制系統(tǒng)。 首先，恒流充電階段是用大電流來恒流充電，電流值 I 的值因蓄電池的容量不同而不同，一般情況為 I=0． 1C(C 是蓄電池組容量 )。 本次設(shè)計主要采用 STC89C52 單片機來進行光伏發(fā)電照明系統(tǒng)的控制，而為了簡化開發(fā)的復(fù)雜程度，采用了 UC3906 這一專用的蓄電池光伏充放電控制芯片，簡化電路的同時也使充放電功能更加的穩(wěn)定。 目前，即便是 商業(yè)電力公司， 他們也積極地 尋 找可以 通過利用太陽能 從而 構(gòu)建更穩(wěn)定的成本結(jié)構(gòu) 的途徑 。 許多發(fā)達國家甚至有國家政策支持鼓勵太陽能發(fā)電來反賣給電力公司獲得經(jīng)濟上的獎勵。 目前，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，各方面實力快速上升，照明用電也逐年增加 ， 綠色節(jié)能照明研究 與 應(yīng)用， 也 將越來越受到 政府和企業(yè)的 重視。比如，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)效率一直不高， 當(dāng)功率大時，散熱功能也是技術(shù)上的難題 ，蓄電池使用壽命影響 著 整個系統(tǒng)整體使用壽命等， 而且相對于傳統(tǒng)照明系統(tǒng)，太陽能照明系統(tǒng)的初期投資太高。 自中國跨入 21 世紀(jì)以來，能源問題就成為我們需要重點解決的問題，怎樣才能在能源有限與環(huán)境保護雙重制約的情況下發(fā)展經(jīng)濟也已經(jīng)成為了全球熱點問題。將眼光放遠，無論是天然氣能源還是石油能源亦或是煤炭能源儲量都是有限的。同時隨著優(yōu)質(zhì)煤炭的逐漸減少，我們可供選擇中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 3 的煤炭使用范疇也越來越小了，所以控制傳統(tǒng)能源的使用同樣是控制環(huán)境污染的有效措施。與此 同時，以煤、石油作為燃料油則 面臨 著 嚴(yán)重環(huán)境污染 ，此外，人們生活水平的提高和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各國對能源的需求也逐漸增大 。 光伏發(fā)電的發(fā)展歷程與發(fā)展現(xiàn)狀 太陽能照明系統(tǒng)實質(zhì)上是一種光電轉(zhuǎn)換的裝置，在光照充足的時候?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換成電能儲存在蓄電池中，在光照不足時點亮 LED燈，再將電能轉(zhuǎn)換成光能。尤其是太陽能照明燈節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)勢，使得這一領(lǐng)域得到了政府的政策支持和民眾的支持的到蓬勃發(fā)展。 現(xiàn)如今，各國政府對于光伏發(fā)電都采取了大力扶持的態(tài)度，給予了許多政策上的優(yōu)惠 ，并加大發(fā)展 力度 。 LED 驅(qū)動原理設(shè)計 LED 驅(qū)動電路 。 3000 字。 單片機的迅猛發(fā)展是從 20 世紀(jì) 80 年代 開始的 ，世界 很多 著名 的 廠商投放 到 市場的產(chǎn)品就有幾十 種 系列， 幾 百個品種。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 7 表 21 單片機片基本硬件資源 在本 設(shè)計中 ， 我們采用 了 STC89C52單片機作為 了 控制電路核心器件。 型號 片內(nèi)程序 存儲器 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 （ B） I/0口線 （位） 定時器計數(shù)器 （個） 中斷源個數(shù) （個） 基本型 8031 無 128 32 2 5 8051 4KB ROM 128 32 2 5 8751 4KB EPROM 128 32 2 5 增強型 8032 無 256 32 2 6 8052 8KB ROM 256 32 2 6 8752 8KB EPROM 256 32 2 6 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 8 圖 系統(tǒng)總體框圖 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 9 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 PV 板特性與等效 電路 光電轉(zhuǎn)換的最小單元是單個太陽能單體，尺寸從 4cm2 到 100cm2都有。 （ 1）硅太陽能電池單體 我們經(jīng)?？吹降奶柲茈姵匾话愣际枪桦姵?。在太陽能電池的頂部有一層抗反射膜用來減少光能損失。光子的能量由波長決定，當(dāng)光子的能量不足以激發(fā)電子離開質(zhì)子的時候就不會有光電流產(chǎn)生，同時每個光子無論它能量多大都只能激發(fā)一個電子，多余的能量將使電池發(fā)熱，而轉(zhuǎn)換的熱能其實就是光轉(zhuǎn)換電能過程中的能量損失。多晶硅太陽能電池一般是使用鑄造的方法來生產(chǎn)，所以相比于單晶硅太陽能電池，它的成本比較低。在每個組件上，太陽能電池的個數(shù)為 36 個 ，也就是說一個太陽能組件的電壓可以達到16 到 17V 左右。合金薄片主要是用來防潮和中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 11 防污。若太陽能電池組件電路短路， 則短路時得到的電流叫做短路電流Isc；若電路開路，則開路時得到的電壓叫做太陽能電池的開路電壓 Voc。 在太陽能電池的溫度增加的時候，電壓也會逐漸減小，每升高 1?C 電壓減少 5mV左右。 如果太陽能 組件被許多其他物體遮擋住，比如鳥糞，樹蔭等遮住的時候，太陽能組件將會大量發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做光斑效應(yīng)。 太陽能 LED 路燈控制器功能模塊概述 晶振電路 單片機的引腳中有兩個叫做 XTAL1 和 XTAL2 的 管腳， 分別去接一個晶振和兩個電容，為單片機提供時鐘電路 。 圖 晶振電路 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 13 復(fù)位電路 復(fù)位操作是可以將單片機的許多設(shè)置初始化，對各特殊功能寄存器有各自的復(fù)位值。 圖 復(fù)位 電路 電壓采集模塊 本文使用的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片是 ADC0808，與 ADC0809 相比，兩個芯片的控制方式和指令基本類似，引腳定義也基本類似，差別就是引腳的高低位的差別。 10V 它具有可以控制的三態(tài)輸出緩存器 啟動 ADC0808 轉(zhuǎn)換控制的是正脈沖，當(dāng)提供的啟動信號為上升沿的的時候所有的每部寄 存器清零，當(dāng)是下降沿的時候， A/D 轉(zhuǎn)換開始。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 15 圖 ADC0808 電路模塊 LCD1602 顯示模塊 LCD1602 是市面上使用非常廣泛的一個液晶顯示裝置，它的核心液晶 芯片是HD44780 液晶芯片，因此大多數(shù)的控制 HD44780 液晶芯片的方程都差不多能控制LCD1602。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 17 圖 白天黑夜不同工作狀態(tài)控制 再利用輸出的高低兩種狀態(tài)的電平經(jīng)過 NPN 三極管設(shè)計的放大電路放大電流來驅(qū)動繼電器動作，從而控制白天黑夜兩種狀態(tài)。由此可見，充電方式對免維護鉛酸蓄電池的壽命有很大的影響。 具體電流電壓各個狀態(tài)的情況見下圖 ： 圖 雙電平浮充充電狀態(tài)曲線 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 19 根據(jù)前面介紹的芯片的工作原理設(shè)計出了 12V 位額定電壓的鉛酸蓄電池 , 充電器的輸出電壓，電流和各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換電壓由電阻 R1， R3， R4 , R6 , R7 決定。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 20 圖 穩(wěn)壓模塊 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 21 Y 4 系統(tǒng)程序的設(shè)計 本設(shè)計采用的是 C 語言的編程方式，根據(jù)設(shè)計要求編寫程序，并在 Keil uVision4 軟件中進行程序編寫的調(diào)試，確定編寫上沒有錯誤后，利用 ISIS 7 Professional 配合所設(shè)計的硬件電路進行系統(tǒng)的調(diào)試。 LCD 液晶屏的控制 將 AD 模塊轉(zhuǎn)換來的電壓通過一系列處理，在液晶屏幕上顯示出來。本設(shè)計簡單明了的同時可以很好的實現(xiàn)預(yù)期的功能，易于推廣。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 27 致謝 這段時間的畢業(yè)設(shè)計中，首現(xiàn)我要感謝我的指導(dǎo)老師郎文杰老師，老師給了我很多幫助，在很多關(guān)鍵的地方，很多我不知如何下手的地方給我指明了方向，讓我少走了很多彎 路。