【正文】 如圖所示。 第 5 字節(jié)為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數字轉換分辨率。 （ 1） GND 地信號 蘭 州理工大學畢業(yè)設計說明書 29 （ 2） DQ 數據輸入 /輸出引腳。本文根據這一原理，在測量太陽能電池的光照強度時，采用一塊小面積的太陽能電池作為光照強度傳感器，在太陽能電池的正負極之間接入阻值很小的電阻，此時，可以認為太陽能電池處于短路狀態(tài)，測量太陽能電池兩端的電壓，從而計算出此時太陽能電池的短路電流，根據太陽能電池 的短路電流與日照強度成正比例關系的原理，間接得到光照強度的數值。和一般的電動機相比，步進電機具有以下特點： ，采用微處理器作為控制器能很好兼容； 與輸入脈沖個數相對應，步距誤差不會長時間積累； ，仍具有良好的定位精度； 、停止、正反轉變化和變速響應好； ，可靠性高； ； ，需要專用的驅動器驅動； 。 K3 斷開， K1 連接到 K12， K2 連接到 K22，此時太陽能電池和負載電阻組成的回路處于開路狀態(tài)，此時測得的電壓 V 即為太陽能電池的開路電壓 Voc。 鍵盤設計 本設計需要測量的是電壓、電流、光強和溫度的數值，所以需要有按鍵的配合，當按下某個按鍵時測量電路就會去測量這個按鍵相對應的測量任務，然后經過 A/D 轉換，最后再在單片機中處理完畢后送入 LCD 顯示部分來顯示出來。作為 PSP 功能時全部的引腳同時作為總線引腳，不能選擇性地使用。 PORTC 是一個 8 位寬的雙向 I/O 端口，同樣也是使用 TRISC 寄存器來設置端口引腳作為輸入輸出引腳，用 RC 寄存器作為端口引腳數據的緩沖器。這其實不僅是作為標準 I/O 引腳時所具有的電氣特性，在作為其他的外圍功能的輸入輸出引腳時，也有相同的問題要注意。 當引腳當作 I/O 口使用時，主要有兩個寄存器，一個是 PORTx(也可用 Rx 表示 )，另外一個是 TRISx。這些都是 P1C16F877 的特點。 本設計要求顯示每次采集任務的具體數值 ， 從顯示的內容，以及考慮到設計的可靠性，最后決定選擇 LCD 顯示 最為合適。我們可以采用DS18B20 采集溫度，再進行溫度數值轉化，再在顯示電路上顯示 。 本章小結 本章主要介紹了太陽能電池依據不同標準而采用的幾種不同分類方法 ：并以目前在市場中占主導地位的硅材料太陽能電池為例，討論了太陽能電池的工作原理，結合相關的電子學理論知識和太陽能電池自身的特點，給出了太陽能電池的等效電路和伏安特性方程；最后簡要闡述了太陽能電池的性能參數和測試方法。太陽能電池的伏安特性曲線與 日 照強度和電池溫度有關，通常，地面上同照強度的變化范圍是 0 到 1000W/m2，電池溫度的變化范圍是 10℃到 70℃ 。 Pm：太陽能電池的 輸出電壓和電流隨負載變化而變化，如果選擇的負載值使輸出電壓和電流的乘積最大，這個乘積即為太陽能電池的最大輸出功率 Pm，此時的輸出電壓和電流分別稱為最佳工作電壓和最佳工作電流，分別用 Vm 和 Im 表示。由圖中可知，太陽能電池的伏安特性曲線是非線性的，該曲線受太陽能電池自身的工藝參數，外界光照的強度和太陽能電池自身溫度等因素的影響。當有太陽光照射到太陽能電池表面時， pn 結的平衡狀態(tài)會被破壞，將產生 一 個從 n 區(qū)流向P 區(qū)的光生電流 Iph，同時，存在一個從 p 區(qū)流向 rl 區(qū)，與光生電 流方向相反的暗電流 ID，我們把光生電流的方向定義為參考正方向，因此，可以得到理想 pn 結太陽能電池的伏安特性可以表示為： 蘭 州理工大學畢業(yè)設計說明書 11 (22) 考慮到太陽能電池的材料 .制造工藝等因素，硅片的內部阻抗和電極接觸會引起串聯(lián)電阻 Rs， pn 結內部的不完整性會引起并聯(lián)電阻 Rsh， pn 結還具有結電容Cj。如果少數載流子離 pn 結的距離小于它蘭 州理工大學畢業(yè)設計說明書 10 的擴散長度，就會有擴散到結界面處的幾率。由于許多新技術的采用，太陽能電池的效率有了很大提高，新南威爾士大學的科研人員 領導的研究小組，已經使單晶硅太陽電池轉換效 率高達 ％。在測試過程中必須對太陽能電池組件在給定光強下的各種數據進行采集，要準確而高效地完成太陽能電池數據的采集，必須用到太陽能電池測試系統(tǒng) 。 我國實施了很多重大光伏項目，這些項目對我國光伏市場和光伏產業(yè)的發(fā)展都起到了積極地推動作用。由于太陽能所具有的取之不盡 .用之不竭的特點，太陽能光伏發(fā)電成為最有發(fā)展前景的一種新能源技術，世界各國紛紛投入人力物力研究開發(fā)太陽能光伏發(fā)電技術，將太陽能光伏發(fā)電產業(yè)做為解決能源和環(huán)境問題的戰(zhàn)略產業(yè)加以重點支持，使全球太陽能光伏發(fā)電產業(yè)得以迅猛發(fā)展。光熱發(fā)電是利用太陽光的熱效應，通過熱動力裝置來發(fā)電；光伏發(fā)電是利用太陽能電池實現光能與電能的相互轉化，從而實現太陽能的利用。 我國目前的能源消費結構和能源消費規(guī)模已經使環(huán)境不堪重負，能源消費性污染是我國重要的環(huán)境污染類型，能源生產和能源消費所引起的環(huán)境污染問題已經嚴重制約了我國的可持續(xù)發(fā)展，我國 潛在的能源需求對環(huán)境也造成了巨大的壓力。因此，能源問題將成為制約我國經濟和社會發(fā)展的瓶頸。單片機 。蘭 州理工大學畢業(yè)設計說明書 1 摘 要 當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)電技術是解決這兩大問題的有效途徑，在研究和工程應用中，人們需要用太陽能電池測試儀對太陽能電池進行測試獲取數據，進而對太陽能電池進行分析評判。數據采集 蘭 州理工大學畢業(yè)設計說明書 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 plete 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。 同時，能源消費也產生了相當嚴重的環(huán)境問題。我國未來經濟的發(fā)展面臨著能源短缺 .環(huán)境保護等一系列嚴重問題。 太陽能利用方式中最重要 .最具應用前景的技術就是太陽能光伏發(fā)電。 據歐洲聯(lián)合研究中心 .世界 能源組織 .歐洲光伏工業(yè)協(xié)會的預測， 2020 年世界光伏發(fā)電將占到全球總電力的 1％，到 2040 年光伏發(fā)電將占到全球發(fā)電量 20％的份額。這些項目包括：中國政府的 “光明工程”先導項目，中國和加拿大合作的“ CIDA 太陽能農村通電項目”，國家計委的光明工程， 西藏阿罩光電計劃等。 本文設計了太陽能電池測試系統(tǒng)的數據采集部分，可以有效的采集太陽能電池的電流 、 電壓 、 光強和溫度等參量，數據的采集過程可以在很短的時問內完成，避免了溫度和光強變化對測試數據的影響。 太陽能電池依據不同的標準，可以有不同的分類方法： 根據太陽能電池技術的成熟程度來劃分，可以分成以下幾個階段：第 1 代太陽能電池，主要是晶體硅太陽能電池；第 2 代太陽能電池，主要是各種薄膜太陽能電池；第 3 代太陽能電池，主要是各種新概念太陽能電池。在結區(qū)即 P 區(qū)與 n 區(qū)交界面的兩側存在一個被稱為耗盡層的空 間 電荷區(qū)。 在一定的光強照射下，太陽能電池的光電流不隨工作狀態(tài)而變化，在等效電路中可以看做恒流源，光電流中的一部分流經負載，在負載兩端建立端電壓 ，端電壓反過來又正偏于 pn結兩端，產生一股暗電流，暗電流方向與光電流方向 相反 。 從太陽能電池的伏安特性曲線中可以看出太陽能電池既不是恒流源，也不是恒壓源，不可能為負載提供任意大的功率。 FF：填充因子是太陽能電池的一個重要參數，定義為太陽能電池的最大輸出功率與開路電壓和短路電流乘積之比，表述為： 蘭 州理工大學畢業(yè)設計說明書 13 (24) 填充因子是評判太陽能電池輸出特性的重要指標，能夠反映太陽能電池質量的優(yōu)劣程度，其值永遠小于 1，填充因子越大，表明太 陽能電池輸出特性越趨于矩形。 日照強度對太陽能電池伏安特性的影響 太陽能電池的溫度實際上是受日照強度影響的。 蘭 州理工大學畢業(yè)設計說明書 15 第三章 系統(tǒng)方案設計 方案一 系統(tǒng)的溫度采集選用 PTl000 鉑電阻溫度傳感器， PT100 是鉑熱電阻，它的阻值會隨著溫度的變化而改變。 顯示電路 采用LCD 進行顯示，通過 中斷方式 鍵盤進行 各項數據采集 的控制， 當按下按鍵就可以跳入新的采集任務。 在鍵盤設計方面采用了 中斷方式 ， 這樣在任何時間的采樣任務都可以得到響應，程序的邏輯性也更強。 PICl6F877 微處理器的核心特點 使用高性能的 RISC CPU 核心；只需要學習 35 個單字的指令即可；除了部分程序分支 (Branch)的指令需要 2 個指令周期外，所有的指令執(zhí)行時間都只需要 1個指令周期而已；操作時鐘 速度范圍： DC 到 20MHZ 的時鐘輸入，相當于 DC 到最短 200ns 的指令周期；程序存儲器 (Flash)最多可到 8K 的字 (14 位寬 )， 368 的字節(jié)