便携式太阳能充电器的设计(附件)【字数：10598】
摘 要随着可再生能源的兴起，太阳能拥有无限广阔的应用前景。如今，手机等移动设备发展越来越先进，但外出时人们会因为手机没电或者充电宝电不够而苦恼，并且在外面也无法及时找到手机充电的场所，影响了正常工作或者人际交往。本文设计一种便携式的太阳能充电器来解决这一生活中的问题，将以太阳能电池板为能源核心，太阳能电池板的长为12cm，宽为4.5cm。采用STC89C51单片机为控制核心，由单片机控制电路、检测电路、LCD显示电路等功能电路构成。利用太阳能光电转换的特性，实现对移动设备充电的控制。和普通的插上电源充电的充电宝相比，太阳能充电宝会因为他的方便性和智能性席卷智能市场。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 便携式太阳能充电器的研究背景 1
1.2 便携式太阳能充电器的研究目的及意义 1
1.3 便携式太阳能充电器的主要内容 1
1.4 便携式太阳能充电器的设计主要任务 2
第二章 太阳能电池 3
2.1 太阳能电池简介 3
2.2 太阳能电池的区分 3
2.3 太阳能电池的原理 4
2.4 太阳能电池的选用 5
2.5 电池板充电效率的计算 6
第三章 硬件电路的设计 8
3.1 系统总体框架 8
3.2 主要芯片元器件的选择与介绍 9
3.2.1 单片机STC89C51 9
3.2.2 ADC0832数模转换芯片 10
3.2.3 充电模块芯片TP4056 11
3.2.4 显示模块（LCD1602） 12
3.3 硬件电路模块 14
3.3.1 电源模块 14
3.3.2 单片机主控制CPU模块 15
3.3.3 电压电流检测模块 16
3.3.4 太阳能充电放电和防过冲继电器模块 16
3.3.5 LCD1602液晶显示模块 16
第四章 软件电路的设计 18
4.1 STC89C51单片机内部主程序设计 18
4.2 LCD1602液晶显示电路模块程序设计 21
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 4.3 ADC0832数模转换电压检测程序设计 22
第五章 系统的调试 25
5.1 系统的实物构成图 25
5.2 系统的调试 26
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
附 录 31
附录A 便携式太阳能充电器硬件实物图 31
附录B 手机充电状态显示 32
附录C 连接太阳能电池板的便携式太阳能充电器 32
附录D 元器件清单 33
绪论
1.1 便携式太阳能充电器的研究背景
随着时代的变迁，社会的进步，人口的增长使得石油等不可再生的化石燃料越来越短缺，对于我们这个人口最多的发展中国家情况最为明显，能源问题已经成为国家经济发展的瓶颈。从资源，环境，社会需求等方面来看，开发新能源是必须趋势。于是越来越多的国家开始着手发展新能源和可再生能源。其中太阳能长期以来受到科学家们的广泛研究，在可再生能源中可谓是“取之不尽，用之不竭”。他不需要消耗燃料、水等物质，不释放二氧化碳等能引起全球温室效应的气体，清洁安全，是理想的可再生能源。这对缓解温室效应，改善环境污染有着十分重大的研究意义[1]。
随着各种光电新技术和光电新材料的兴起，太阳能的利用领域也在逐渐扩大。光伏技术的日益成熟使得太阳能产品走进千家万户，比如太阳能热水器等等。如今，人们正在考虑把太阳能应用于更广阔的电子市场，于是便有了太阳能充电器的诞生。
1.2便携式太阳能充电器的研究目的及意义
Ios和android机的强势崛起掀起了智能手机的热潮，在此之前绝大部分用电脑完成的文件或者任务都可以用手机完成。经常使用手机的人们都会有这样的问题，手机用久了电量就会耗的越来越快，在外面不能及时充电。所以现在的智能手机也遭遇了瓶颈之一—电池技术。为了解决这一问题，本文将介绍一种便携式太阳能充电器的设计，基于单片机STC89C51来设计，拥有单片机充分的智能性，当电压电流过大时，防过充继电器模块会进入保护电路状态，并通过LCD液晶显示出电压大小以及充电时间[2]。
通过此次毕业设计的研究，除了巩固所学的知识以外，还能结合理论与实践，做出便携式太阳能充电器，给人们的生活带来便利。
1.3便携式太阳能充电器的主要内容
此次毕业设计利用太阳能在太阳光下，光电转换的特性，将太阳能转化为电能存储在电池内，利用电路对外部电子设备进行充电。在充电过程中，太阳能电池会因为太阳光照射强度的变化而受到影响，太阳光越强时，再加上内阻比较高，从而导致输出电流比较小，输出电压也不稳定，因为需要经过DC/DC变换后供给电池充电。整个设计以太阳能电池板为能源核心，基于单片机STC89C51为控制电路的核心，设置了电压电流检测与保护电路，对蓄电池进行了有效的管理。利用单片机控制电路，采用ADC数模转换检测电路和USB接口，通过对输入电压的控制调试，对手机进行充电[2]。
1.4便携式太阳能充电器的设计主要任务
本次毕业设计有两个部分，包括硬件电路设计与焊接和软件程序设计。硬件设计包括单片机主控制模块的设计，电源模块的设计，检测电路模块的设计，LCD显示模块的设计以及便携式太阳能充电器的总原理图设计。软件部分包括STC89C51单片机控制程序，ADC0832数模采集程序，LCD1602液晶显示模块程序。
太阳能电池
2.1太阳能电池简介
太阳能电池是一种利用太阳光照转换为电能来进行直接发电的半导体薄片。在物理学上又被称为太阳能光伏（Photovoltaic，缩写PV），我们简称为光伏。太阳能发电系统是利用太阳能电池把太阳能直接转换为电能的装置。通过太阳能电路系统内部的充放电电路模块给蓄电池进行供电，或者简单来说，给移动设备或者MP3、MP4等设备进行充电，贮存由光能转化的电能在锂离子电池内部。目前光伏发电系统的应用十分广泛，一开始用于军事、航空等领域的太阳能现在在生活中也十分常见。
2.2太阳能电池的区分
目 录
第一章 绪论 1
1.1 便携式太阳能充电器的研究背景 1
1.2 便携式太阳能充电器的研究目的及意义 1
1.3 便携式太阳能充电器的主要内容 1
1.4 便携式太阳能充电器的设计主要任务 2
第二章 太阳能电池 3
2.1 太阳能电池简介 3
2.2 太阳能电池的区分 3
2.3 太阳能电池的原理 4
2.4 太阳能电池的选用 5
2.5 电池板充电效率的计算 6
第三章 硬件电路的设计 8
3.1 系统总体框架 8
3.2 主要芯片元器件的选择与介绍 9
3.2.1 单片机STC89C51 9
3.2.2 ADC0832数模转换芯片 10
3.2.3 充电模块芯片TP4056 11
3.2.4 显示模块（LCD1602） 12
3.3 硬件电路模块 14
3.3.1 电源模块 14
3.3.2 单片机主控制CPU模块 15
3.3.3 电压电流检测模块 16
3.3.4 太阳能充电放电和防过冲继电器模块 16
3.3.5 LCD1602液晶显示模块 16
第四章 软件电路的设计 18
4.1 STC89C51单片机内部主程序设计 18
4.2 LCD1602液晶显示电路模块程序设计 21
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 4.3 ADC0832数模转换电压检测程序设计 22
第五章 系统的调试 25
5.1 系统的实物构成图 25
5.2 系统的调试 26
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
附 录 31
附录A 便携式太阳能充电器硬件实物图 31
附录B 手机充电状态显示 32
附录C 连接太阳能电池板的便携式太阳能充电器 32
附录D 元器件清单 33
绪论
1.1 便携式太阳能充电器的研究背景
随着时代的变迁，社会的进步，人口的增长使得石油等不可再生的化石燃料越来越短缺，对于我们这个人口最多的发展中国家情况最为明显，能源问题已经成为国家经济发展的瓶颈。从资源，环境，社会需求等方面来看，开发新能源是必须趋势。于是越来越多的国家开始着手发展新能源和可再生能源。其中太阳能长期以来受到科学家们的广泛研究，在可再生能源中可谓是“取之不尽，用之不竭”。他不需要消耗燃料、水等物质，不释放二氧化碳等能引起全球温室效应的气体，清洁安全，是理想的可再生能源。这对缓解温室效应，改善环境污染有着十分重大的研究意义[1]。
随着各种光电新技术和光电新材料的兴起，太阳能的利用领域也在逐渐扩大。光伏技术的日益成熟使得太阳能产品走进千家万户，比如太阳能热水器等等。如今，人们正在考虑把太阳能应用于更广阔的电子市场，于是便有了太阳能充电器的诞生。
1.2便携式太阳能充电器的研究目的及意义
Ios和android机的强势崛起掀起了智能手机的热潮，在此之前绝大部分用电脑完成的文件或者任务都可以用手机完成。经常使用手机的人们都会有这样的问题，手机用久了电量就会耗的越来越快，在外面不能及时充电。所以现在的智能手机也遭遇了瓶颈之一—电池技术。为了解决这一问题，本文将介绍一种便携式太阳能充电器的设计，基于单片机STC89C51来设计，拥有单片机充分的智能性，当电压电流过大时，防过充继电器模块会进入保护电路状态，并通过LCD液晶显示出电压大小以及充电时间[2]。
通过此次毕业设计的研究，除了巩固所学的知识以外，还能结合理论与实践，做出便携式太阳能充电器，给人们的生活带来便利。
1.3便携式太阳能充电器的主要内容
此次毕业设计利用太阳能在太阳光下，光电转换的特性，将太阳能转化为电能存储在电池内，利用电路对外部电子设备进行充电。在充电过程中，太阳能电池会因为太阳光照射强度的变化而受到影响，太阳光越强时，再加上内阻比较高，从而导致输出电流比较小，输出电压也不稳定，因为需要经过DC/DC变换后供给电池充电。整个设计以太阳能电池板为能源核心，基于单片机STC89C51为控制电路的核心，设置了电压电流检测与保护电路，对蓄电池进行了有效的管理。利用单片机控制电路，采用ADC数模转换检测电路和USB接口，通过对输入电压的控制调试，对手机进行充电[2]。
1.4便携式太阳能充电器的设计主要任务
本次毕业设计有两个部分，包括硬件电路设计与焊接和软件程序设计。硬件设计包括单片机主控制模块的设计，电源模块的设计，检测电路模块的设计，LCD显示模块的设计以及便携式太阳能充电器的总原理图设计。软件部分包括STC89C51单片机控制程序，ADC0832数模采集程序，LCD1602液晶显示模块程序。
太阳能电池
2.1太阳能电池简介
太阳能电池是一种利用太阳光照转换为电能来进行直接发电的半导体薄片。在物理学上又被称为太阳能光伏（Photovoltaic，缩写PV），我们简称为光伏。太阳能发电系统是利用太阳能电池把太阳能直接转换为电能的装置。通过太阳能电路系统内部的充放电电路模块给蓄电池进行供电，或者简单来说，给移动设备或者MP3、MP4等设备进行充电，贮存由光能转化的电能在锂离子电池内部。目前光伏发电系统的应用十分广泛，一开始用于军事、航空等领域的太阳能现在在生活中也十分常见。
2.2太阳能电池的区分
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