【正文】 他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。 回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。 另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等 方方面面都有很大的進(jìn)步。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計） 27 致 謝 時間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵我繼續(xù)進(jìn)步。不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。 但在總的造價 有所 增加；（ 2） PWM 產(chǎn)生由獨立芯片完成，這樣可減輕單片機的負(fù)擔(dān)，使其有時間做其它人性化的服務(wù)，并可提高電路輸出精度。 入口 采集電壓電流 恒流充電 恒壓充電 返回 充電結(jié)束 電壓 4V？ 電流 ？ Y N Y N 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計） 21 圖 34 電源子程序流程圖 N Y 小 大 相等 入口 電 壓電流采集 過電流 輸出電壓判斷 增大占空比 跳過 減小占空比 關(guān)斷輸出 返回 鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計 22 結(jié) 論 本太陽能充電器 系統(tǒng)的設(shè)計分為硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計兩個部分，硬件電路設(shè)計屬于前期的主要工作， 通過方案論證與可行性分析，最終確定由 89C51 單片機完成主電路的控制與設(shè)計，并展開外圍電路與控制硬件電路設(shè)計， 硬件電路的設(shè)計主要是電路原理圖的繪制 以及參數(shù)的確定。程序流圖如下圖 所示。 對于電路中的 74LS164 共陰極數(shù)碼管數(shù)據(jù)位和字形的對應(yīng)關(guān)系如下表。 圖 31 程序整體框架流程 開始 初始化 電池充電 充電子程序 電源子程序 Yes No 結(jié)束 鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計 18 數(shù)碼管顯示子程序 開機時，初始化數(shù)碼管，通過串口將“ 0”的字形碼輸出使數(shù)碼管顯示“ O”。兩個輸入端或者連在一起，或者把不同輸入端接高電平，一定不要懸空。 74LS164 是 8 位串入，并出移位寄存器。這樣單片機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 ,再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機中CPU 的開銷小。因此外接一個移位寄存器就可擴(kuò)展一個 8 位的并行輸入／輸出接口，如果想多擴(kuò)展幾個并口就需要在外部級連幾個移位寄存器。 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計） 15 圖 210 BUCK變換器設(shè)計電路 數(shù)碼管顯示電路 AT89C51 單片機內(nèi)有一個串行 I／ O 端口，通過引腳 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)時由 TXD 端送出，接收時數(shù)據(jù)由 RXD 端輸入。換言之，只有在 L 和 C 足夠大時輸出電壓 Uo 和負(fù)載電流 Io 才為連續(xù)的， LheC 愈大， Uo 的波形愈平滑。占空比：在uB的一個周期 T 內(nèi)， Ton 為調(diào)整管導(dǎo)通時間， Toff為調(diào)整管截止時間，占空比 q=Ton/T。它 是一種輸出電壓小于輸入電壓的單管不隔離直流變換器 。（ 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。開關(guān)變換器因具有效率高、靈活的正負(fù)極性和升降壓方式的特點，而備受人們的青睞。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖剑甘?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請，而觸發(fā)單片機動作準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，這是使 輸出高電平，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上，單片機讀取 P0 口然后做下一步處理操作。 ADC0809 具體工作過程為：首先 、 、 輸入 3 位地址，并使 輸出高電平，將地址存入地址鎖存器中。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。 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。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。圖 27 為單片機的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)。具體工作過程是上電復(fù)位，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(yīng)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。這是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除的只讀存儲器 （ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓高性能 的 CMOS8 微處理器 。 蓄電池作為電源模塊的設(shè)計 本系統(tǒng)所采用的電器元件需要外部供電，如果接上外加電源，則使得電路復(fù)雜化，并且破壞了系統(tǒng)的獨立性。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。（實線為放電過程的變化，虛線為停放后的變化。如以 10 小時率充電容量 (C)為 120Ah 的蓄電池，則充電電流為 120Ah/10h=12A，常用 10C 表示 10 小時率。如果在 d 點停止充電，端電壓迅速降低（曲線的 de 段）。充電中期，電勢增高漸慢（曲線的 ab 段）。 它的充放電特性如下： 1 ）充電特性 c c bU E I r??? （ 21） 式中 cU 為蓄電池充電時端電壓， E 為蓄電池電動勢， cI 為蓄電池充電電流， br 為蓄電池內(nèi)阻。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存的電能。但可充電電池，又叫二次電池，可在應(yīng)用中放電，也可由充電器充電。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。蓄電池的性能和充放電的方式有很大的關(guān)系，為了尋求最佳方案，在設(shè)計充電器之前必須做的一項工作是對蓄電池原理作一個詳細(xì)的分析研究。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。當(dāng)輸出電流增加時，輸出電壓會下降，最后降為零，這時負(fù)載電流為短路電流。太陽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) 也會造成較小的壓降，但輸出電壓基本保持為常量?？紤]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(jìn)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(dá) 450mA，總標(biāo)稱功率為 5W 左右 ,實際輸出可根據(jù)不同的被充電對象進(jìn)行平滑調(diào)整。 太 陽 能 電 池 板 AT89C51 DC/DC 變換 顯示電路 手 機 電 池 ADC0809 鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計 4 總電路原理圖 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計） 5 第二章 太陽能充電器硬件電路設(shè)計 太陽能電池板部分 太陽能電池板是太陽能供電系統(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(yán)重?fù)p害電池的壽命。太陽 能電池可根據(jù)電壓大小需要，由不同數(shù)量的太陽能電池片組成，其轉(zhuǎn)換效率受光照、溫度、太陽電池晶體類型及制 造工 藝等影響， 2020 年中國平均效率為 %。 多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實驗室最高轉(zhuǎn)換效率為 18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。本設(shè)計采用太陽能電池板對 51 單片機進(jìn)行供電，設(shè)計了基于單片機的太陽能充電電路，通過脈寬調(diào)制對手機電池充電進(jìn)行智能控制 。然而當(dāng)人們出門旅行時，手機充電不方便始終困擾著大家。到 2100 年，可再生能源將占 86%，而太陽能的占有比率則將高達(dá) 70%，其中利用太陽能來進(jìn)行的發(fā)電將占 64%。 目前 ， 太陽能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)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。 charge control。但是由于時間關(guān)系，沒能完成實物的實驗 測試。本文試圖設(shè)計一種切實可行的太陽能充電控制器，通過對蓄電池充電，滿足小功率的用戶需求。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。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人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育 機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 本文重點研究了用 AT89C51 實現(xiàn)太陽能充電控制技術(shù)。 本文還對太陽能電池的結(jié)構(gòu)原理、太陽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。 AT89C51 ADC0809 銅陵學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計） 1 引 言 當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行 “ 陽光計劃 ” ，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力。但是，從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽