【正文】 在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!葛老師認(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。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)到了很多東西：做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)的過(guò)程，從最初剛做設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)單片機(jī)設(shè)計(jì)問(wèn)題的模糊認(rèn)識(shí)到最后能夠?qū)υ搯?wèn)題有深刻的認(rèn)識(shí)，我體會(huì)到實(shí)踐對(duì)于學(xué)習(xí)的重要性，大學(xué)四年的學(xué)習(xí)基本上都是以理論為主了，而實(shí)踐的機(jī)會(huì)卻少之又少，通過(guò)這次的做，真正做理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。另外，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我覺(jué)得可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn)，一是采用液晶顯示器，可以是實(shí)物整體體現(xiàn)出更加人性化的體驗(yàn)，但在總的價(jià)格方面將會(huì)有所增加，二是PWM產(chǎn)生可以由獨(dú)立芯片完成，不僅減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，而且可以提高電路輸出精度。本設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的便攜式太陽(yáng)能充電器大部分原材料來(lái)自于書(shū)籍和網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)自己的整理和改善而成。點(diǎn)擊運(yùn)行，也基本達(dá)到預(yù)期的效果。充電子程序流程圖如圖36所示。充電子程序流程圖如圖35所示。圖34 數(shù)據(jù)采集子程序結(jié)構(gòu)流程圖 充電子程序的設(shè)計(jì)如今的電子產(chǎn)品電池規(guī)格不一，但是大多數(shù)都是采用鋰離子聚合物電池作為新一代安全性電池。 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序數(shù)據(jù)采集及數(shù)模的轉(zhuǎn)換主要ADC0808完成，然后傳遞給AT89C51進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理后產(chǎn)生預(yù)期的效果。如圖33為數(shù)碼管顯示子程序。圖32為按鍵子程序結(jié)構(gòu)流程圖。 鍵盤子程序鍵盤子程序主要作用是檢測(cè)開(kāi)關(guān)是否處在有效的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，而且在確定程序運(yùn)行后判斷應(yīng)執(zhí)行那個(gè)充電狀態(tài)。其工作過(guò)程為：電路初始化，輸出功能選擇，選擇確定輸出電流電壓，為移動(dòng)設(shè)備充電直至完成，程序整體框架如圖31所示。數(shù)碼管在單片機(jī)內(nèi)09所對(duì)應(yīng)的字型碼分別是：01H，4FH，12H，06H，4CH，24H，20H，0FH，00H，04H。在經(jīng)過(guò)考慮之后，可以選用74HC164實(shí)現(xiàn)此功能。這樣可以是cpu的負(fù)荷減少到最小。 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)綜合各種因素，本設(shè)計(jì)采用LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路,每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口。由P0口的硬件構(gòu)成可知，如果P0口做輸出的話則需要接上拉電阻，之后再與按鍵連接起來(lái)。圖26 按鍵接線圖在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵主要有兩種形式：（1） 、獨(dú)立按鍵：每個(gè)按鍵都單獨(dú)接到單片機(jī)的一個(gè)I/O口上；（2） 、矩陣編碼鍵盤：通過(guò)行列交叉按鍵編碼進(jìn)行識(shí)別。在本設(shè)計(jì)中，使用ACS712來(lái)檢測(cè)充電電流，通過(guò)D/C轉(zhuǎn)換通道精確測(cè)出充電電流，完成預(yù)充電到正常充電再到浮充的全自動(dòng)智能充電過(guò)程?？梢詰?yīng)用在電動(dòng)機(jī)控制等電路上；（2） 、具有精確的低偏置線性霍爾傳感器電路，在電路的應(yīng)用中便于控制盒檢測(cè)；（3） 、具有較低的功率損耗（）；（4） 、接線端與傳感器引腳之間電氣絕緣。圖25為ACS712的引腳圖。 ACS712的選用在大多數(shù)的電子產(chǎn)品電路中，直交流的電流精準(zhǔn)測(cè)量一直是個(gè)難題，為此各類測(cè)量元件蜂擁而出。表23 通道選擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7在設(shè)計(jì)中，START和EOC兩個(gè)信號(hào)的作用是啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。A、B、C：地址輸入線。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳OE：輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。VREF（+）：參考電壓正端。 圖24 ADC0808的引腳結(jié)構(gòu)ADC0808各腳功能如下：IN0IN7：8位模擬量輸入引腳。故在此設(shè)計(jì)中選擇ADC0808進(jìn)行仿真。ADC0808是ADC0809的簡(jiǎn)化版本，功能基本相同。一方面需要對(duì)數(shù)據(jù)采集以調(diào)節(jié)合適的輸出電壓和電流，另一方面進(jìn)行完整的電壓電流輸出顯示。7805具有輸入電壓范圍寬、工作電流大、輸出精度高、工作及其穩(wěn)定以及外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，即使太陽(yáng)能電池電壓有較大的波動(dòng)，也能穩(wěn)定的輸出5V電壓，從而為整個(gè)電路的正常運(yùn)行提供了保障。當(dāng)使用外圍器件時(shí)，可以提供不同的輸出電壓和電流。 穩(wěn)壓器件的選擇在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子，具有外接元件少，性能穩(wěn)定，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。因此所要做的工作有兩個(gè)，一是通過(guò)采樣電路實(shí)時(shí)采集太陽(yáng)能電池板的輸出電壓和電流，二是將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析處理后，生成PWM脈寬調(diào)制信號(hào)并與預(yù)設(shè)置的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，以此控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷用來(lái)調(diào)節(jié)脈寬的增大獲減小，從而實(shí)現(xiàn)智能控制輸出電壓以及電流的大小。圖22為AT89C51的引腳排列圖?？紤]市面上各種移動(dòng)設(shè)備的需求不等，采用八塊相同參數(shù)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行串、并聯(lián)，所選用的太陽(yáng)能電池板技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如表22所示：表22 太陽(yáng)能電池板技術(shù)參數(shù)指標(biāo)項(xiàng)目參數(shù)實(shí)測(cè)max尺寸120mm45mm峰值電壓6V峰值電流100mA450mA標(biāo)稱功率5W 實(shí)際輸出可根據(jù)不同的被充電對(duì)象進(jìn)行平滑調(diào)整。表21為硅太陽(yáng)能電池分類與簡(jiǎn)介：表21 硅太陽(yáng)能電池分類與簡(jiǎn)介電池類型實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率生產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率性能單晶硅太陽(yáng)能電池%15%效率高于非晶硅薄膜電池多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池18%10%效率高于非晶硅薄膜電池非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池15%8%成本低重量輕，穩(wěn)定性不高，轉(zhuǎn)換效率較高太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，其功能是將太陽(yáng)光的能量轉(zhuǎn)化為電能以滿足人們的各項(xiàng)要求。 太陽(yáng)能電池參數(shù)及選用標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)太陽(yáng)能電池板所用材料的不同可分為：（1） 硅太陽(yáng)能電池；（2） 無(wú)機(jī)鹽多元化合物為材料的太陽(yáng)能電池，如砷化鎵IIIV，硫化鎘，銅銦硒等；（3） 功能高分子材料（有機(jī)半導(dǎo)體）太陽(yáng)能陽(yáng)能電池；（4） 納米晶太陽(yáng)能電池。而且在西藏等地區(qū)對(duì)于電能的傳輸較內(nèi)地更為麻煩，對(duì)于太陽(yáng)能的采集有更高的優(yōu)勢(shì)，因此能夠得到更好的應(yīng)用。通過(guò)智能控制器對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行直接充電或者對(duì)蓄電池進(jìn)行充電以備不時(shí)之需。ADC0809DC/DC變換顯示按鍵89C51太陽(yáng)能電池板移動(dòng)設(shè)備電池7805穩(wěn)壓中介圖21 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案示意圖 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介太陽(yáng)能光伏發(fā)電是直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電形式。而且，在電路中加入按鍵以及顯示電路，將電路的整體性能提升到一個(gè)較高的等級(jí)。本設(shè)計(jì)中將采用AT89C51單片機(jī)做為充電電路的控制器，從而實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程的智能化。因此，需要一個(gè)能起到穩(wěn)定電壓電流的元件作為充電電路的中介—7805。利用單片機(jī)進(jìn)行智能控制，采用模塊式結(jié)構(gòu)以及USB接口，通過(guò)對(duì)輸出電流電壓的調(diào)節(jié)，可對(duì)手機(jī)等電子產(chǎn)品進(jìn)行充電，并能在電池充電完成后自動(dòng)停止充電。本畢業(yè)設(shè)計(jì)所研究的便攜式太陽(yáng)能充電器工作原理為：首先將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，之后經(jīng)過(guò)DC/DC變換電路處理后，由充電電路為負(fù)載供電。當(dāng)然，在太陽(yáng)能充電器的能源采集的利用也存在分散、不穩(wěn)定、效率低以及成本高的不利條件，但是，隨著科技的發(fā)展以及人們理念問(wèn)題的變化，太陽(yáng)能的完美發(fā)展將呈現(xiàn)在我們面前。不僅具有完善的電壓電流檢測(cè)保護(hù)電路，并通過(guò)顯示電路顯示出電路狀態(tài)，而且可以通過(guò)六個(gè)功能鍵靈活的選擇電路的電壓電流輸出，可以為不同的電子產(chǎn)品提供電源；（4）、使用方便。當(dāng)您在戶外作業(yè)、旅游時(shí),只需要把便攜式太陽(yáng)能充電器放置在一個(gè)有陽(yáng)光的地方，即可以為手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備提供電源，從而保證與外界的信息暢通，是喜愛(ài)旅游、經(jīng)常出差、野外作業(yè)的人士的不二選擇；（2）、能源的供應(yīng)來(lái)自太陽(yáng)能。太陽(yáng)能充電器便應(yīng)運(yùn)而生了。然而隨著光伏發(fā)電技術(shù)的成熟，太陽(yáng)能的利用已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶。專家預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)后期，太陽(yáng)能發(fā)電將在世界電能結(jié)構(gòu)中占據(jù)80%的位置。理論上，只要需要電源的場(chǎng)合都可以