【正文】 輸入線，用于選通 IN0－ IN7上的一路模擬量輸入。 地址輸入和控制線： 4 條 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。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)。 （ 1） ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖 6 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖 ADC0809 由一個 8 路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器 11 和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。 圖 5 BUCK 變換器電路 電壓電流的 A/D 采集 ADC0809 是采樣分辨率為 8 位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。 在本電路中輸入始終大于輸出，所以采用脈寬調(diào)制方式的 BUCK 變換器，BUCK 變換器又稱降壓變換器、串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源、三端開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器。（ 4） Cuk 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，電容傳輸。（ 2） Boost 電路 —— 升壓斬波器，其輸出平均電壓 U0 大于輸入電壓Ui，極性相同。 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。它有 兩種類型，即線性變換器和開關(guān)變換器。 當(dāng)有 按鍵 按下時 ， 有單片機(jī)處理編碼后送到 數(shù)碼管上 顯示 。本設(shè)計設(shè)計 采用的是共 陽 極數(shù)碼管，因而各數(shù)碼管的公共極接電源 VCC， 本電路有 LM7805 提供 ，并采用三只串聯(lián)的二極管降壓，而非電阻降壓，這樣保證個數(shù)碼段的亮度一致 。 圖 4 數(shù)碼管驅(qū)動 電路 單片機(jī) AT89C51的串口外接 1片 74LS164作為 LED顯示器的靜態(tài)顯示接口，把 AT89C2051 的 RXD 作為數(shù)據(jù)輸出線 ， TXD 作為移位時鐘脈沖?？梢蕴峁﹩为?dú)鎖存的 I／ O 接口電路很多，常用的就是通過串口外接串并轉(zhuǎn)換器 74LS164，擴(kuò)展并行的 I／ O 口。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 I／ O 接口用于筆劃段字形代碼。 本設(shè)計采用 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。方式 0 的輸出是 8 位串行數(shù)據(jù)，通過移位寄存器可將 8 位串行數(shù)據(jù)變成 8位并行數(shù)據(jù)輸出，也可以將外部的 8 位并行數(shù)據(jù)變成 8 位串行數(shù)據(jù)輸入。其中，方式 0 是 8 位移位寄存器輸入／輸出方式，多用與外接移位寄存器以擴(kuò)展 I／ O 端口。 數(shù)碼管 顯示電路 AT89C51 單片機(jī)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。 在本設(shè)計中由于按鍵不是太多，故采用 獨(dú)立 按鍵法，這樣可以減小編程的難 8 度，圖 3 為本設(shè)計的按鍵接線圖。 通常所用的按鍵為輕觸機(jī)械開關(guān)，正常情況下按鍵的接點(diǎn)是斷開的，當(dāng)我們按壓按鈕時，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個按鍵開關(guān)在閉合 時不會馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時也不會一下子斷開。 按鍵指示電路及實(shí)現(xiàn) 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵主要有兩種形式： 獨(dú)立 按鍵； 矩陣編碼鍵盤。在電池充電過程中，通過檢測電流大小而確定電池充電多少，從而改變充電方式或決定是否停止充電 [4]。具體工作過程是上電復(fù)位，首先查詢鍵盤 ，確定充電器功能，確定后繼續(xù)查詢鍵盤以確定輸出電流大小，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。 LM7805 輸入電壓為 8V到 36V，最大工作電流 ，具有輸入電壓范圍寬，工作電流大，輸出精度高且工作及其穩(wěn)定，外圍電路簡單等特點(diǎn) ，太陽能電池電壓即使有較大的波動，也能穩(wěn)定的輸出 5V 電壓，從而是單片機(jī)等控制電路正常工作，且成本低。一般電容的耐壓應(yīng)高 于電源的輸入電壓和輸出電壓。圖 2 是三端穩(wěn)壓集成電路LM7805 的典型應(yīng)用電路，三端集成穩(wěn)壓器設(shè)置的啟動電路，在穩(wěn)壓電源啟動后處于正常狀態(tài)時，啟動電路與穩(wěn)壓電源內(nèi)部其他電路脫離聯(lián)系，這樣輸入電壓變化不直接影響基準(zhǔn)電路和恒流源電路，保持輸出電壓的穩(wěn)定?？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(shí)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(shí)際輸出可根據(jù)不同的被充電對象進(jìn)行平滑調(diào)整 [7]。本文以手機(jī)、 MP3 等常用小功率用電設(shè)備為例，說明其太陽能充電器的設(shè)計過程。 太陽能電池板的選用 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。本系統(tǒng)將采用 89C51 做為充電電路的控制器，從而以較低的成本輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的充電智能控制，同時也可以為其他小型電子產(chǎn)品提供潔凈的直流電源。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。 2 太陽能手機(jī)充電器硬件設(shè)計 系統(tǒng) 總體 設(shè)計方案 圖 1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 太陽能電池在使用時由于太陽光的變化較大，其內(nèi)阻又比較高，因此輸出電壓不穩(wěn)定，輸出電流較小，這就需要用充電控制電路將電池板輸出的直流電壓變換后供給電池充電。把太陽能電池板放在一個有陽光的地方，即可以為手機(jī)提供一個方便的太陽能充電點(diǎn)。充電過程中采用 LED 燈、數(shù)碼管指示，系統(tǒng)中設(shè)計有完備的過流過壓保護(hù)，避免因電池過度充電而損壞，并且充電器采用模塊式結(jié)構(gòu)和 USB 接口，可對手機(jī)、 MP攝像機(jī)等多種數(shù)碼產(chǎn)品充電。 本課題研究的主要內(nèi)容 本 充電器通過太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過 DC/DC 變換電路處理后，由充電電路為負(fù)載供電。 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 %。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。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(shí)驗(yàn)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%。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。但是，從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光 — 電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國對環(huán)境的保護(hù)和對再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景。這對改善生態(tài)環(huán)境、緩解溫室氣體的有害 hk 作用具有重大意義。s emphasis on environmental protection are also rising, look for clean alternative energy issues bee more urgent. Solar energy as a renewable energy it has an inexhaustible and clean and safe and so on, so have a broad application prospects, photovoltaic power generation technology is more and more attention, with the PV module continue to lower prices and photovoltaic technology, solar PV systems will gradually supplement the energy from the current transition to alternative energy. People who use mobile phones have had the experience, go out or travel no electricity when the battery suddenly, and because they can not be found or does not timely 220V electricity and not to charge their cell phones affect the normal use of mobile phones. To solve this problem, the course design introduces a multipurpose solar charger, use MCU control, will transform solar energy through the circuit to stabilize the direct current to charge their cell phones and can charge the battery automatically stops charging after, but also as a general DC power use, so get rid of dependence on electricity obtained the freedom of munication. Compared with the conventional charger, solar charger has a clear advantage. Key words: solar energy, battery, single chip, intelligent, BUCK converter 4 1 緒 論 本課題的研究背景 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(shí)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。 與常規(guī)的充電器相比，太陽能充電器有著明顯的優(yōu)勢。 使用手機(jī)的人都有過這樣的經(jīng)歷，外出 或旅游 時電池突然沒電了，因 不能及時找到或沒有 220V 市電而無法給手機(jī)充電， 影響了手機(jī)的正常使用。 1 目 錄 1 緒論 ………………………………………… ……… ……………………………… 1 本課題的研究背景 …………………… …………………………………… 1 硅太陽能電池 及參數(shù)………………… …………………………………… 1 本課題研究的主要內(nèi)容 ………………… ………………………………… 1 2 太陽能手機(jī)充電器硬件設(shè)計 …………… …… ………………………………… 2 系統(tǒng) 總體 設(shè)計方案 ………………………………… ……………………… 2 太陽能電池板的選用 ………………… ………………………………… 3 LM7805 應(yīng)用 ………………… …………………………………………… 3 單片機(jī) 電路………………… ……………………………………………… 4 按鍵指示電路及實(shí)現(xiàn) ………………… ………………………………… 4 數(shù)碼管顯示電路 ……………… ………………………………………… 5 BUCK 斬波電路 ……………… …………………………………………… 6 電壓電流的 A/D 采集 …………… ……………………………………… 7 MAX471 介紹及工作原理 …………… ………………………………… … 9 3 匯編源程序的設(shè)計實(shí)現(xiàn) …………………… …… ……………………………… 10 系統(tǒng)整體程序框架 ………………… …………………………………… 10 電路啟動初始化 …………………………… …………………………… 10 按鍵采集程序 …………………………… ……………………………… 11 數(shù)碼管顯示子程序 ………………………… …………………………… 12 數(shù)據(jù)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換程序 ……………………… ……………………… 13 充電子程序的設(shè)計………………………… …………………………… 14 電 源子程序的設(shè)計……………………… ……………………………… 15 結(jié)束語 …………………………………………………………………………… … 16 致謝 ………………………………………………………………………………… 16 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………… … 17 附錄 1 主電路原理圖……………………………… …………………………… … 18 附錄 2 匯編源程序………………………………… …………………………… … 19 2 摘 要 化石能源的日益枯竭、人們對環(huán)境保護(hù)問題的重視程度也在不斷提高，尋找潔 凈的替代能源問題變得越來越迫切。太陽能作為一種可再生能源它具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點(diǎn)，因此有著廣闊的應(yīng)用前景，光伏發(fā)電技術(shù)也越來越受到人們的關(guān)注，隨著光伏組件價格的不斷降低和光伏技術(shù)的發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將逐漸由現(xiàn)在的補(bǔ)充能源向替代能源過渡。為了解決這一問題，本課程設(shè)計介紹一種多用太陽能手機(jī)充電器，利用單片機(jī)控制，將太陽能經(jīng)過電路變換為穩(wěn)定直流電給手機(jī)充 電，并能 在電池充