单片机的光伏太阳能手机充电器的设计(附件)【字数：8205】
摘 要随着生活节奏的加快以及科技的持续发展，充电器以及传统的充电宝已经不能满足大家的需求。传统的手机充电器是指在有电源供应作为前提下对手机进行充电，是将手机与电源联系起来的最佳中介。但是当我们身处户外或者别的一些难以接触到电源的地方时，便派不上了用场。为了解决这一系列问题，新一代的手机充电器——光伏发电太阳能手机充电器应运而生。基于单片机的光伏太阳能手机充电器通过插槽位置的不同来实现来选择给电池充电或者给太阳能板充电，通过继电器控制达到防过充的目的，LED指示灯来检测是否充满，液晶屏显示充电电压和充电时间等一系列功能。经过测试，本系统可以实现给手机充电，给自己充电的方式来存电，对于手机使用者而言既解决了无电源供应的充电难的问题，又减少了事故发生的概率，促进了资源的合理配置。
目录
第1章 前言 4
1.1研究背景 4
1.2国内外研究现状 5
1.3研究目的和意义 5
第2章 光伏太阳能手机充电器的需求分析 5
2.1需求分析 5
2.2功能要求 5
第3章 光伏太阳能手机充电器的总体方案设计 6
3.1太阳能电池的工作原理 6
3.2总体设计方案 6
3.2.1设计框图 6
3.2.2方案选择 7
第4章 系统硬件设计 8
4.1STC89C52单片机 8
4.2 LCD1602液晶显示 9
4.2.1管脚 10
4.2.2显示地址 10
4.2.3LCD1602与单片机连接图 13
4.3 TP4056充电模块 13
4.4太阳能电池板 14
4.4.1光伏发电原理 14
4.4.2太阳能电池具有的特性 14
4.5模数转换器ADC0832 17
4.6按键模块 19
4.7光线强度检测模块 19
4.8太阳能过充电保护的设计 19
4.9光伏太阳能手机充电器原理仿真图 20
第5章 系统软件设计 20
5.1程序结构分析 20
5.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
系统程序流程图 20
5.2系统程序流程图 21
第6章 调试及测试 22
6.1软件测试 22
6.2硬件测试 23
6.3总体性能测试 23
第7章 总结与展望 23
7.1总结 23
7.2展望 23
附 录 24
参 考 文 献 28
第1章 前言
1.1研究背景
在当今社会，手机作为新一代通讯工具，得到了全球化的普及。在手机诞生的时候，就伴随着手机电池的出现。1983年，世界首款手持移动电话模拟机大在美国上市。移动电话需要电池。锂电池早在1980年在牛津大学的研究报告中提出，而商用的锂电池由索尼推出。当时的技术成本以及锂电池的造价太高。到了1992年，第一款GSM制式的采用封装设计的镍镉电池包的手机，其体积也减小了很多;但是通话时间3小时，待机时间已经达到12个小时。1996年，StarTAC手机(俗称：掌中宝)，第一次突破性地使用了镍氢电池，使容量明显提升，同时电池电压也变为3.6V。随着CPU的发展智能机虽然在控制功耗方面不断提升，软件(主要是游戏的画质和帧数要求、高清视频以及多开等)对电量的消耗也是不断提升[]。为了解决续航问题，商家们有的用双电池，有的用异形电池，其中快充技术最为广泛，但短时间内输入大量的电量对电池本身伤害很大，一般使用快充2年左右锂电池就面临衰减的风险[]。光伏发电相对于传统发电是一种新的发电形式[]。
1.2国内外研究现状
在本20世纪初至年代末，虽然尽量的增大了充电电流，却大部分还是在达不到700mA，为了让被消耗的能源减少，缩减充电器的体积，故将其由原线性电源过渡成了开关电源，开关电源的IC方案电路取代了RCC电路。然而充电电路在手机内部大致没有变化。后来一直到本20世纪年代初，彩屏智能机的大范围使用，电池一度达到20003000mA,如果用原来充电器充电，时间将长达5到6小时。再后来5V2A的充电方式用了近两年的时间，随着WIFI及3G的普及以及手机屏幕的增大，充电速度快成为消费的期待。然后传统的Micro USB电流以达上限，若不改变物理结构，一味的增加会导致风险，故最终2014年QC2.0应运而生。再到后来，又推出了QC3.0，又过了一段时间，Type C诞生[]。
1.3研究目的和意义
本文详细说明光伏发电将太阳能转换成电能，再利用稳压保护电路处理成适合的电压为充电电池充电的工作原理，对光伏太阳能手机充电器的软硬件进行了设计。
本光伏太阳能手机充电器可以让手机使用者在没有电源的情况下达到为手机充电的作用，优于传统充电宝。相对于传统手机充电器的事故频发问题，可以通过液晶显示屏对电压的实时监控以及充电时间再以继电器加以辅助控制来防止事故频发，让手机携带者及手机使用者用的更安心。
光伏太阳能手机充电器的需求分析
2.1需求分析
纵观充电器的历史，最开始与如今的充电器有三个显著的区别：
① 以前的充电器是连在一块的，并不跟现在这样数据线和适配器剥离开来② 以前的充电器功率都是5V/500mA,也就是2.5W（瓦）的功率；
③ 以前的充电器只有充电一个功能，但如今的的充电器把数据线可以进行数据传输（同时也能充电）。
虽然充电器的发展脚步一直没有停止，但是一些不足随之涌现。充电器虽然可以给手机续航，但是手机电量耗尽以后，只有在有电源方便充电的时候充电器才可以派上用场，同时，长时间不断电的情况下还会引发火灾。这一系列问题使得充电器的改进迫在眉睫。
太阳能作为世界上最丰富的可再生资源，不会对环境造成任何污染[]。太阳能光伏发电相对于传统发电是一种新的发电形式。我国太阳能光伏发电系统的发展较晚，但是发展相对比较迅速，而且我国在新能源产业发展中的一些政策较好，所以光伏发电的道路越来越广阔[]。
目录
第1章 前言 4
1.1研究背景 4
1.2国内外研究现状 5
1.3研究目的和意义 5
第2章 光伏太阳能手机充电器的需求分析 5
2.1需求分析 5
2.2功能要求 5
第3章 光伏太阳能手机充电器的总体方案设计 6
3.1太阳能电池的工作原理 6
3.2总体设计方案 6
3.2.1设计框图 6
3.2.2方案选择 7
第4章 系统硬件设计 8
4.1STC89C52单片机 8
4.2 LCD1602液晶显示 9
4.2.1管脚 10
4.2.2显示地址 10
4.2.3LCD1602与单片机连接图 13
4.3 TP4056充电模块 13
4.4太阳能电池板 14
4.4.1光伏发电原理 14
4.4.2太阳能电池具有的特性 14
4.5模数转换器ADC0832 17
4.6按键模块 19
4.7光线强度检测模块 19
4.8太阳能过充电保护的设计 19
4.9光伏太阳能手机充电器原理仿真图 20
第5章 系统软件设计 20
5.1程序结构分析 20
5.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
系统程序流程图 20
5.2系统程序流程图 21
第6章 调试及测试 22
6.1软件测试 22
6.2硬件测试 23
6.3总体性能测试 23
第7章 总结与展望 23
7.1总结 23
7.2展望 23
附 录 24
参 考 文 献 28
第1章 前言
1.1研究背景
在当今社会，手机作为新一代通讯工具，得到了全球化的普及。在手机诞生的时候，就伴随着手机电池的出现。1983年，世界首款手持移动电话模拟机大在美国上市。移动电话需要电池。锂电池早在1980年在牛津大学的研究报告中提出，而商用的锂电池由索尼推出。当时的技术成本以及锂电池的造价太高。到了1992年，第一款GSM制式的采用封装设计的镍镉电池包的手机，其体积也减小了很多;但是通话时间3小时，待机时间已经达到12个小时。1996年，StarTAC手机(俗称：掌中宝)，第一次突破性地使用了镍氢电池，使容量明显提升，同时电池电压也变为3.6V。随着CPU的发展智能机虽然在控制功耗方面不断提升，软件(主要是游戏的画质和帧数要求、高清视频以及多开等)对电量的消耗也是不断提升[]。为了解决续航问题，商家们有的用双电池，有的用异形电池，其中快充技术最为广泛，但短时间内输入大量的电量对电池本身伤害很大，一般使用快充2年左右锂电池就面临衰减的风险[]。光伏发电相对于传统发电是一种新的发电形式[]。
1.2国内外研究现状
在本20世纪初至年代末，虽然尽量的增大了充电电流，却大部分还是在达不到700mA，为了让被消耗的能源减少，缩减充电器的体积，故将其由原线性电源过渡成了开关电源，开关电源的IC方案电路取代了RCC电路。然而充电电路在手机内部大致没有变化。后来一直到本20世纪年代初，彩屏智能机的大范围使用，电池一度达到20003000mA,如果用原来充电器充电，时间将长达5到6小时。再后来5V2A的充电方式用了近两年的时间，随着WIFI及3G的普及以及手机屏幕的增大，充电速度快成为消费的期待。然后传统的Micro USB电流以达上限，若不改变物理结构，一味的增加会导致风险，故最终2014年QC2.0应运而生。再到后来，又推出了QC3.0，又过了一段时间，Type C诞生[]。
1.3研究目的和意义
本文详细说明光伏发电将太阳能转换成电能，再利用稳压保护电路处理成适合的电压为充电电池充电的工作原理，对光伏太阳能手机充电器的软硬件进行了设计。
本光伏太阳能手机充电器可以让手机使用者在没有电源的情况下达到为手机充电的作用，优于传统充电宝。相对于传统手机充电器的事故频发问题，可以通过液晶显示屏对电压的实时监控以及充电时间再以继电器加以辅助控制来防止事故频发，让手机携带者及手机使用者用的更安心。
光伏太阳能手机充电器的需求分析
2.1需求分析
纵观充电器的历史，最开始与如今的充电器有三个显著的区别：
① 以前的充电器是连在一块的，并不跟现在这样数据线和适配器剥离开来② 以前的充电器功率都是5V/500mA,也就是2.5W（瓦）的功率；
③ 以前的充电器只有充电一个功能，但如今的的充电器把数据线可以进行数据传输（同时也能充电）。
虽然充电器的发展脚步一直没有停止，但是一些不足随之涌现。充电器虽然可以给手机续航，但是手机电量耗尽以后，只有在有电源方便充电的时候充电器才可以派上用场，同时，长时间不断电的情况下还会引发火灾。这一系列问题使得充电器的改进迫在眉睫。
太阳能作为世界上最丰富的可再生资源，不会对环境造成任何污染[]。太阳能光伏发电相对于传统发电是一种新的发电形式。我国太阳能光伏发电系统的发展较晚，但是发展相对比较迅速，而且我国在新能源产业发展中的一些政策较好，所以光伏发电的道路越来越广阔[]。
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