单片机控制太阳能手机充电器设计
摘 要随着环境污染越来越严重、能源不断减少，人们对可替代并对环境无害的能源更加重视。太阳能有着取之不尽、用之不竭的优点，因此太阳能运用越来越广泛。目前光伏发电技术不断发展，人们的关注与重视程度也越来越大，同时光伏发电技术也渐渐得到企业的重视，因此在以后的生活中太阳能的应用会更加广泛与普及。外出用手机的人应该会有过这样经历，当我们手机电池因为没电突然关机，并且同时不能很快找到电源给手机立刻充电，这影响了我们的生活与手机使用。结合环境保护与使手机不会因为外出突然没电这问题的有效去解决，本课程设计将介绍一种太阳能手机充电器，它是以STC89C52单片机为控制,由斩波电路、数码管显示电路和A/D采集等一些电路来组合成，实现太阳与电能的转化，用LM7805来解决电流输出的不稳定性，最后在经过DC/DC变换使电压达到设备需要的电压，为负载设备供电。
Key words: solar energy, single chip, BUCK, solar energy, photovoltaic power generation 目 录
第一 章绪论 1
1.1本课题研究背景现状 1
1.2 课题设计思想 2
1.3 论文结构 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1设计方案一 3
2.2 设计方案二 3
2.3基于单片机的太阳能充电器的设计的总体设计方案 4
第三章 基于单片机的太阳能充电器系统的硬件设计 6
3.1太阳能电池板的选用 6
3.2 LM7805稳压电路 6
3.3充电电路的设计 7
3.4信号采集处理电路 7
3.5单片机选型 8
3.6 单片机STC89C52介绍 8
3.7.2 单片机时钟电路 10
3.7.4按键电路 11
3.7.5数码管显示电路 12
3.8锂电池充电原理 13
第四章 基于单片机的太阳能充电器系统的软件设计 14
4.1设计思想 14
4.2 基于单片机的太阳能充电器系统的整体程序设计 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
/> 4.3 基于单片机的太阳能充电器系统的子程序的设计 15
4.3.1电路初始化 15
4.3.2按键采集程序 16
4.3.3数据采集及模数转换程序 17
4.3.4数码管显示子程序 18
4.3.5 充电子程序的设计 19
4.3.6电源子程序的设计 20
第五章 仿真与调试 21
5.1 充电电路仿真 21
5.2 电流采样处理电路仿真 21
5.3系统做直流电源使用时电路仿真图 22
5.4 系统做充电器使用时仿真结果 23
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 整体电路图 28
附录B 整体程序 29
第一 章绪论
1.1本课题研究背景现状
目前随着一些不可再生资源如煤炭，化石原料等不断减少，使得每个国家的经济越来越受能源等之类的问题约束，为此很多的国家现在慢慢去实行“阳光计划”，来开发清净的能比如如太阳能，使之成为国经济不断发展的新源泉与动力。
首先让我们想到的是太阳能电池，因为它不会消耗水，燃料等物质，并且不会释放任何对环境有污染的气体，是直接通过太阳光与材料的相互作用释放出电能，这种无污染资源对环境的保护有着相当重要的意义。由于无公害的作用，目前世界太阳能电池产业已经出具规模，从1996年到2005年的内平均每年增长率在30%以上。伴随着太阳能电池的出现，和传统的硅电池的不断更新，新的理念已开始在太阳能电池技术中表现出来，从理论上讲，太阳能电池技术的发展趋势已经预示。世界各国现在对光伏发电也不断的关心重视，当前世界已经超过一百个国家在投入光伏发电系统的使用，其中主要是以发达国家欧洲代表的为主，他们占总市场的80.1%,在09年的时候，世界各国总的光伏新加装机容量接近800万千瓦，截至当年低，世界光伏装机容量总共接近2700万千瓦。伴随光伏发电市场的快速发展，已经使它受到了全世界的关注与重视。
目前，太阳能电池的应用已经逐渐广泛得到推广，大家都知道，沙漠地区由于气温非常的高，因此它是最具有潜力去大规模的开发与运用太阳能，这使得像沙漠等这些偏僻地区对其的使用更加快捷方便，同时能减低甚至节省昂贵的输电线路，以发展角度状况去对，优化制造技术和新的光电转换装置发明，国家环保和清洁能源，光伏发电系统和太阳能发电的巨大需求恢复将继续利用太阳辐射能比较实用方法，这可以为人类以后能使用太阳能提供了广阔的开辟前景。
当代社会太阳能手机充电器得到了一定的使用，它具有运用方便，环保，节能，格外使用于应急场合，高效率充电，性价比较高，让大家无论身处何处，都不会受到手机没电的困扰。由于太阳能手机充电器的优点很多，因此提出本课题。
1.2 课题设计思想
基于单片机的太阳能充电器的设计是本次探导的课题。首先，因为太阳能电池板的电压会伴随太阳光的强度波动，强烈的太阳光会使太阳能的电池板的电压增高，当太阳光强度变弱，所述太阳能电池板的输出电压变低，为此要使太阳能电池板的输出达到稳定的电压。本设计采用了稳压器LM7805 ， 这样能输出稳定的5V电压，为此电力可以用于单芯片和其它芯片，二来可以作为下一步电压变换电路的电源。第二，考虑到电池的充电过程的电压要求各不相同，不能简单稳定的直流输出，因此提出了利用DC / DC转换器电路的，通过控制关断时间的占空比，以调节输出电压。 单片机是控制中心，控制信号产生电路是由充电过程的一个外部状态产生的，占空比调节是通过外部充电电压与理想充电过程比较。为此设计单片机单路，电压检测电路和电流检测电路,同时为了方便使用者知道系统处于的状态，本设计设置显示模块和指示灯显示。
1.3 论文结构
本论文第一片段绪论讲了关于太阳能电池及太阳能光伏发电系统的以后发展现状及未来前景，本课题主要研究的背景，并提出了相应的设计思想；第二片段部分讲解了系统总体设计方案；第三片段部分是主要设计系统的硬件电路；第四片段部分设计系统软件部分；第五片段部分主要来进行仿真与分析；第六片段部分，对此次设计的相应结果及展望的分析。
第二章 系统总体方案设计
2.1设计方案一
提出方案一方框图如图21。
图21 方案一方框图
该方案DC/DC变换电路使用，把太阳能电池板输出的电压转换为我们所需要的电压值然后来使手机电池充电，并且单片机可以控制电路的相应变换，同时还可使用按键来设定某些值，带有显示部分，来设置为显示电路状态。根据图方框图可以看出，该方案能够控制DC/DC变换电路，有相应的显示模块，但是这个方案是没有对外部的电路进行及时的检测，不能根据外部电路状况来现象控制DC/DC变换电路。
Key words: solar energy, single chip, BUCK, solar energy, photovoltaic power generation 目 录
第一 章绪论 1
1.1本课题研究背景现状 1
1.2 课题设计思想 2
1.3 论文结构 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1设计方案一 3
2.2 设计方案二 3
2.3基于单片机的太阳能充电器的设计的总体设计方案 4
第三章 基于单片机的太阳能充电器系统的硬件设计 6
3.1太阳能电池板的选用 6
3.2 LM7805稳压电路 6
3.3充电电路的设计 7
3.4信号采集处理电路 7
3.5单片机选型 8
3.6 单片机STC89C52介绍 8
3.7.2 单片机时钟电路 10
3.7.4按键电路 11
3.7.5数码管显示电路 12
3.8锂电池充电原理 13
第四章 基于单片机的太阳能充电器系统的软件设计 14
4.1设计思想 14
4.2 基于单片机的太阳能充电器系统的整体程序设计 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
/> 4.3 基于单片机的太阳能充电器系统的子程序的设计 15
4.3.1电路初始化 15
4.3.2按键采集程序 16
4.3.3数据采集及模数转换程序 17
4.3.4数码管显示子程序 18
4.3.5 充电子程序的设计 19
4.3.6电源子程序的设计 20
第五章 仿真与调试 21
5.1 充电电路仿真 21
5.2 电流采样处理电路仿真 21
5.3系统做直流电源使用时电路仿真图 22
5.4 系统做充电器使用时仿真结果 23
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 整体电路图 28
附录B 整体程序 29
第一 章绪论
1.1本课题研究背景现状
目前随着一些不可再生资源如煤炭，化石原料等不断减少，使得每个国家的经济越来越受能源等之类的问题约束，为此很多的国家现在慢慢去实行“阳光计划”，来开发清净的能比如如太阳能，使之成为国经济不断发展的新源泉与动力。
首先让我们想到的是太阳能电池，因为它不会消耗水，燃料等物质，并且不会释放任何对环境有污染的气体，是直接通过太阳光与材料的相互作用释放出电能，这种无污染资源对环境的保护有着相当重要的意义。由于无公害的作用，目前世界太阳能电池产业已经出具规模，从1996年到2005年的内平均每年增长率在30%以上。伴随着太阳能电池的出现，和传统的硅电池的不断更新，新的理念已开始在太阳能电池技术中表现出来，从理论上讲，太阳能电池技术的发展趋势已经预示。世界各国现在对光伏发电也不断的关心重视，当前世界已经超过一百个国家在投入光伏发电系统的使用，其中主要是以发达国家欧洲代表的为主，他们占总市场的80.1%,在09年的时候，世界各国总的光伏新加装机容量接近800万千瓦，截至当年低，世界光伏装机容量总共接近2700万千瓦。伴随光伏发电市场的快速发展，已经使它受到了全世界的关注与重视。
目前，太阳能电池的应用已经逐渐广泛得到推广，大家都知道，沙漠地区由于气温非常的高，因此它是最具有潜力去大规模的开发与运用太阳能，这使得像沙漠等这些偏僻地区对其的使用更加快捷方便，同时能减低甚至节省昂贵的输电线路，以发展角度状况去对，优化制造技术和新的光电转换装置发明，国家环保和清洁能源，光伏发电系统和太阳能发电的巨大需求恢复将继续利用太阳辐射能比较实用方法，这可以为人类以后能使用太阳能提供了广阔的开辟前景。
当代社会太阳能手机充电器得到了一定的使用，它具有运用方便，环保，节能，格外使用于应急场合，高效率充电，性价比较高，让大家无论身处何处，都不会受到手机没电的困扰。由于太阳能手机充电器的优点很多，因此提出本课题。
1.2 课题设计思想
基于单片机的太阳能充电器的设计是本次探导的课题。首先，因为太阳能电池板的电压会伴随太阳光的强度波动，强烈的太阳光会使太阳能的电池板的电压增高，当太阳光强度变弱，所述太阳能电池板的输出电压变低，为此要使太阳能电池板的输出达到稳定的电压。本设计采用了稳压器LM7805 ， 这样能输出稳定的5V电压，为此电力可以用于单芯片和其它芯片，二来可以作为下一步电压变换电路的电源。第二，考虑到电池的充电过程的电压要求各不相同，不能简单稳定的直流输出，因此提出了利用DC / DC转换器电路的，通过控制关断时间的占空比，以调节输出电压。 单片机是控制中心，控制信号产生电路是由充电过程的一个外部状态产生的，占空比调节是通过外部充电电压与理想充电过程比较。为此设计单片机单路，电压检测电路和电流检测电路,同时为了方便使用者知道系统处于的状态，本设计设置显示模块和指示灯显示。
1.3 论文结构
本论文第一片段绪论讲了关于太阳能电池及太阳能光伏发电系统的以后发展现状及未来前景，本课题主要研究的背景，并提出了相应的设计思想；第二片段部分讲解了系统总体设计方案；第三片段部分是主要设计系统的硬件电路；第四片段部分设计系统软件部分；第五片段部分主要来进行仿真与分析；第六片段部分，对此次设计的相应结果及展望的分析。
第二章 系统总体方案设计
2.1设计方案一
提出方案一方框图如图21。
图21 方案一方框图
该方案DC/DC变换电路使用，把太阳能电池板输出的电压转换为我们所需要的电压值然后来使手机电池充电，并且单片机可以控制电路的相应变换，同时还可使用按键来设定某些值，带有显示部分，来设置为显示电路状态。根据图方框图可以看出，该方案能够控制DC/DC变换电路，有相应的显示模块，但是这个方案是没有对外部的电路进行及时的检测，不能根据外部电路状况来现象控制DC/DC变换电路。
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