【正文】 據(jù)輸入。當(dāng) 8 個(gè)時(shí)鐘脈沖后，字形碼都移至 74Ls164 的 Q0Q7，數(shù)碼管就顯示相應(yīng)按鍵的編碼。 電 源 子程序流程圖如圖 34 所示。王志功，譯，電子工業(yè)出版社， 2020 Donald D. Principal and Companies 濱川圭宏 .太陽(yáng)能光伏電池及其應(yīng)用 ， 北京：科學(xué)出版社， 2020 沈德金等 .接口電路與實(shí)用程序?qū)嵗? 北京：北京大學(xué)出版社 ， 2020 鄭佳：太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì) 24 致 謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力 ，本設(shè)計(jì)在王老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課 題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試，無(wú)不凝聚著老師的心血和汗水。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理 使用。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到 實(shí)際工作中去。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。 最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。 最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 25 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 23 參考文獻(xiàn) 李朝青 . 單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社． 2020． 孫育才．新型 AT89S51 系列單片機(jī)及其應(yīng)用 [M]．北京：清華大學(xué)出版社． 2020 張伯文 .簡(jiǎn)易鎳鎘電池定時(shí)恒流充電器 [J] 電池 ， 1997 鄭家龍 .集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程，高等教育出版社， 2020 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社， 2020 張紅梅，尹云華 . 太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)， 水電能源科學(xué) ， 2020 SungMo kang,Yusuf 數(shù)字集成電路 —— 分析與設(shè)計(jì)。 入口 初始化 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換結(jié)束 ？ 處理存儲(chǔ) 返回 N Y 鄭佳：太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì) 20 圖 33 充電子程序框圖 電源子程序的設(shè)計(jì) 本太陽(yáng)能手機(jī)充電器與傳統(tǒng)充電器相比，最大的優(yōu)點(diǎn)就是不僅能直接給電池充電，還能作為普通的直流電源使用，其中的 5V 直流輸出也可以直接給手機(jī)充電，或作為 MP3 等其他小電子設(shè)備的供電電源。然后判斷 P1 口是否有鍵按下，如果沒(méi)鍵按下繼續(xù)判斷。它是高速硅門 CMOS 器件，與低功耗肖特基性 TTL 器件的引腳兼容。 圖 211 數(shù)碼管顯示電路 本設(shè)計(jì)采用基于串口的 LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，在串口擴(kuò)展 中最常用的就是基于串口的 LED 數(shù)碼管顯示電路。由于輸出電流 Io 是 Ui 通過(guò)開(kāi)關(guān)調(diào)整管 Q 和 LC 濾波電路輪流提供，通常脈動(dòng)成份線性穩(wěn)壓電源要大一些，這是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)之一。 圖中， Q為開(kāi)關(guān)管，其驅(qū)動(dòng)電壓一般為 PWM(Pulse width modulation 脈寬調(diào)制 )信號(hào)，信號(hào)周期為 Ts，則信號(hào)頻率為 f=1/Ts，導(dǎo)通時(shí)間為 Ton，關(guān)斷時(shí)間為 Toff，則周期 Ts=Ton+Toff，占空比 Dy= Ton/Ts。 DC/DC 變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。當(dāng) EOC 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 鄭佳：太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì) 12 圖 28 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖 （ 2）引腳結(jié)構(gòu) （如圖 28 右圖所示） IN0－ IN7： 8 條模擬量輸入通道 ADC0809 對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。在輸出過(guò)程中通過(guò)單片機(jī)定時(shí)器定時(shí)檢測(cè)輸出電流或電壓，與設(shè)定值比較后調(diào)節(jié) PWM 占空比，使輸出趨于設(shè)定值。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的就是蓄電池的供電系統(tǒng)，所以直接從蓄電池取出電壓來(lái)為單片機(jī)以及外圍電路供電。） 01 0987654321 1 11 . 62 . 22 . 01 . 8? ?Uv? ?tho a b cde 圖 25 蓄電池放電時(shí)端電壓的變化曲線 由放電曲線可知，放電曲線基本由三部分組成：放電開(kāi)始（曲線的 oa 段）短時(shí)間內(nèi)電壓快速下降，然后電壓緩慢下降（曲線的 ab 段）；最后端電壓在極短的時(shí)間內(nèi)迅速降低（曲線的 bc 段）。隨后端電壓慢慢地下降，最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)（曲線的 de 段）。 當(dāng)以穩(wěn)定的電流對(duì)蓄電池充電時(shí)，由于蓄電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，從而蓄電池內(nèi)阻發(fā)生變化，引起蓄電池端電壓的變化如圖 24 所示。所以二鄭佳：太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì) 8 次電池儲(chǔ)存能量，而不是產(chǎn)生能量。 電池的定義 在現(xiàn)代技術(shù)中電池有了更為精確地定義：能夠產(chǎn)生電能的便攜、獨(dú)立化學(xué)系統(tǒng)。 鄭佳：太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì) 6 圖 21 太陽(yáng)能光伏電池工作原理 圖 22 太 陽(yáng)能電池 IV 特性 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 7 在大多數(shù)應(yīng)用中，理想情況是盡可能從太陽(yáng)能電池獲得最大電力。 太陽(yáng)能光伏電池的工作原理如圖 所示，當(dāng)光波照射到半導(dǎo)體表面時(shí)，半導(dǎo)體內(nèi)部N 區(qū)和 P 區(qū)中的價(jià)帶電子由于受到太陽(yáng)光子的沖擊，吸收太陽(yáng)能量發(fā)生能級(jí)躍遷被激發(fā)導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生了許多處于非平衡狀態(tài)的電子一空穴對(duì)。這就需要一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)， 51 系列單片機(jī)時(shí)當(dāng)前使用最為廣泛的 8位單片機(jī)系列，其豐富的開(kāi)發(fā)資源和較低的開(kāi)發(fā)成本，是 51 系列單片機(jī)現(xiàn)在以至將來(lái)都會(huì)有強(qiáng)大的生命力。非晶硅薄膜太陽(yáng)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。因此設(shè)計(jì)一種太陽(yáng)能充電器對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)既方便又節(jié)能。但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著太陽(yáng)能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光 — 電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國(guó)對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)再生清潔能源的巨大需求，太陽(yáng)能電池仍將是利用太陽(yáng)輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來(lái)大規(guī)模地利用太陽(yáng)能開(kāi)辟?gòu)V闊的前景 。 本文還對(duì)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)原理、太陽(yáng)能電池板的伏安特性、常用的鉛酸蓄電池原理及工作情況作了詳細(xì)介紹，并在此基礎(chǔ)上介紹常用的蓄電池充電方法。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本文試圖設(shè)計(jì)一種切實(shí)可行的太陽(yáng)能充電控制器，通過(guò)對(duì)蓄電池充電，滿足小功率的用戶需求。 charge control。到 2100 年，可再生能源將占 86%，而太陽(yáng)能的占有比率則將高達(dá) 70%，其中利用太陽(yáng)能來(lái)進(jìn)行的發(fā)電將占 64%。本設(shè)計(jì)采用太陽(yáng)能電池板對(duì) 51 單片機(jī)進(jìn)行供電，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電電路，通過(guò)脈寬調(diào)制對(duì)手機(jī)電池充電進(jìn)行智能控制 。太陽(yáng) 能電池可根據(jù)電壓大小需要，由不同數(shù)量的太陽(yáng)能電池片組成，其轉(zhuǎn)換效率受光照、溫度、太陽(yáng)電池晶體類型及制 造工 藝等影響， 2020 年中國(guó)平均效率為 %。 太 陽(yáng) 能 電 池 板 AT89C51 DC/DC 變換 顯示電路 手 機(jī) 電 池 ADC0809 鄭佳：太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì) 4 總電路原理圖 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 5 第二章 太陽(yáng)能充電器硬件電路設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能電池板部分 太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，是該充電器的核心部分，其功能是將太陽(yáng)光的輻射能量轉(zhuǎn)化為電能，如今的便攜式數(shù)碼設(shè)備種類較多， 所需電壓電流不等，對(duì)于輸入功率較大的設(shè)備，必須采用面積較大的電池板，而這又給攜帶帶來(lái)不便。太陽(yáng)能電池的輸出隨著二極管的 IV 特性不同而略有變化，且串聯(lián)電阻 (RS) 也會(huì)造成較小的壓降，但輸出電壓基本保持為常量。在上述兩種情況下，輸出電壓與電流的乘積均為零，因此， MPP 必須在兩種極端情況之間。其中，一次電池可分為：盒式鋅錳電池、扣式鋅銀電池、鋅空氣電池等。電池的額定容量（ Ah 或 mAh ）是電池在特定條件下完全放電所能儲(chǔ)存的電能。充電中期，電勢(shì)增高漸慢（曲線的 ab 段）。如以 10 小時(shí)率充電容量 (C)為 120Ah 的蓄電池，則充電電流為 120Ah/10h=12A，常用 10C 表示 10 小時(shí)率。如果繼續(xù)放電，使電池的端電壓急劇下降，如圖中虛線部分的 cd 段所示。這是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除的只讀存儲(chǔ)器 （ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓高性能 的 CMOS8 微處理器 。圖 27 為單片機(jī)的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7 上的一路模擬量輸入。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)，而觸發(fā)單片機(jī)動(dòng)作準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，這是使 輸出高電平，輸出三態(tài)門打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上，單片機(jī)讀取 P0 口然后做下一步處理操作。（ 3） Buck－ Boost 電路 —— 降壓或升壓斬波器，其輸出平 均電壓 U0 大于或小于輸入電壓 Ui，極性相反，電感傳輸。占空比：在uB的一個(gè)周期 T 內(nèi)， Ton 為調(diào)整管導(dǎo)通時(shí)間， Toff為調(diào)整管截止時(shí)間，占空比 q=Ton/T。 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 15 圖 210 BUCK變換器設(shè)計(jì)電路 數(shù)碼管顯示電路 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)有一個(gè)串行 I／ O 端口，通過(guò)引腳 RXD 和 TXD 可與外部電路進(jìn)行全雙工的串行異步通信，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)由 TXD 端送出，接收時(shí)數(shù)據(jù)由 RXD 端輸入。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)