一种太阳能充放电控制器设计【字数：13660】
摘 要将太阳能转化成电能是太阳能充电控制器设计的根源，如何将太阳能转换成能够充电的电能以及如何控制这些电能的充放是其主要解决的技术问题。由STC89C52单片机、太阳能充电电路、ADC0832转换模块、太阳能充电板、液晶显示模块和锂电池共同组成太阳能充电控制器。系统工作时，太阳能电池板吸收太阳辐射能电荷，然后通过电路向外输出，经过充电模块TP4056芯片处理后，然后给锂电池充电。充电指示灯亮表示正在充电，告警指示灯亮表示蓄电池完成充电。利用外部+5V直流电对STC89C52单片机进行供电，然后利用数模转换芯片ADC0832采集蓄电池的当前电压，可以在液晶上显示蓄电池当前电压和充电时间，也可以传给单片机进行数据处理，然后对蓄电池进行过充过放保护。此系统大多采用模块化设计，使其拥有简单的结构，稳定的性能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2太阳能充放电控制器现状 2
1.3设计主要任务 2
第二章 太阳能充放电控制器的总体设计方案 3
2.1太阳能充放电系统的基本结构 3
2.2主控制器的模块选择 4
2.3控制器的整体设计方案 4
第三章 太阳能充放电控制器的硬件电路设计 6
3.1单片机模块 6
3.1.1STC89C52单片机的简介 6
3.1.2STC89C52单片机的主要特性 6
3.1.3主控制器电路 9
3.2LCD显示模块电路 10
3.3 A/D转换模块电路 12
3.4太阳能充电模块电路设计 15
3.5电源模块 15
第四章 太阳能充电控制器的软件设计和安装调试 16
4.1程序的结构分析 16
4.2系统主程序流程图 16
4.3LCD显示模块 17
4.4系统的安装与调试 18
4.4.1安装步骤 18
4.4.2产品调试 18
第五章 总结与展望 20
5.1设计总结 20
5.2展望 20
致 谢 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
22
参考文献 23
附录A 系统整体电路原理图 24
附录B 部分源程序 25
第一章 绪论
1.1课题研究的背景与意义
能源资源是社会经济发展的重要基础之一，现在社会经济飞速发展，人民的物质生活水平越来越高，同时科学的发展和技术的进步，都促使着人们对资源的需求迅速增加，能源问题已经成为社会经济发展的巨大挑战。随着世界能源危机的加剧，石油等化石能源价格不断上扬，而且常规的能源供给已经不足以满足人们的需求。如何化解能源不足带来的危机，是世界上每个国家与人民都必须面临的挑战。与此同时，伴随着化石能源使用所产生的有害物质对空气的污染和大量二氧化碳所照成的“温室效应”,这些都使得人类对可持续绿色能源利用的呼声越来越高。
可持续使用的新能源有太阳能、风能以及水能等。水能与风能的利用必须要在合适的场地，而且其架设成本非常高，是普通用户家庭所不具备的。然而对太阳了能的利用却很方便，任何用户只要在自家找到一个有充足阳光的地方，然后投资几百元或上千元架设太阳能设备与装置，就可以利用太阳能。由此可见，对太阳能的利用更加符合我国的可持续发展战略。全球能源专家也都赞同太阳能将成为新世纪最有前景同时也是最重要的绿色能源之一的观点。
而且常规化石能源相较，太阳能有如下几个优点：
(1)长久性。
太阳能是太阳的辐射能，只要太阳在，就有太阳能。
(2)无害性。
太阳能的使用没有任何污染物与废料的排放，绿色无污染，没有任何噪音，干净清洁。
(3)普遍性。
有太阳光的地方就有太阳能，容易获取。
(4)巨大性。
每年到达地球上每年的太阳能总量是其他所有使用的能量之和的几万倍。
我国国土面积广大，光照充足，有着丰富的太阳能资源。每年太阳能在我国各地的总量为3340.840MJ/㎡，中值为5852/ MJ/㎡。全国每年的日照时间长度在2200小时及其以上的地区大概有2/3。在我国新疆、西藏和青海等西部地区，地广人稀，日照丰富，传统的供电设施成本高，而且线路架设难度巨大。因此当地政府采取行动，利用太阳能发电解决当地人民用电困难问题具有很大的战略意义。为了提高太阳能的利用率，也为了解决在晚上没有太阳能无法发电的问题，将白天太阳能发的多余电能用蓄电池存起来，夜间需要时由蓄电池供电。
总的看来，我国的太阳能资源较为丰富，因此利用太阳能光伏发电技术，对解决能源日益短缺的问题有益，同时也对人民生活质量提高以及经济发展有巨大帮助。
1.2太阳能充放电控制器现状
因为作为新能源的太阳能有着诸多优势，所以现在世界各国都在努力开发新的技术，以实现对太阳能的更加充分利用。现如今太阳能发电已经是组成新能源和可再生能源的重要部分，同时也被认为是最有希望和最有前途的的新能源技术。在交通，电力，照明以及通讯等方面，太阳能发电已经被广泛使用。而我们在现实生活中利用光伏发电的时候，由于各种因素使得太阳能发电板输出的电压大小不稳定，因此不能直接使用；而且有时候我们不需要用电而太阳能发电板却在发电，使用我们需要将太阳能发电板所发的电能存储到储电设备中，如锂电池，铅酸蓄电池等。但是由于蓄电池寿命有限，成本较高，为了提高蓄电池的使用寿命和工作效率，我们得保证在充放电时候没有过充和过放。因此我们需要对太阳能充电和放电的过程进行干涉和控制，由此人们渐渐的发明了太阳能充放电控制器。
集过充保护、充电控制、短路保护等保护功能于一身的太阳能充放电控制器，其在太阳能充放电过程中起着纽带作用，解决了诸多问题，如控制蓄电池的充放电，防止过充和过放，对提高蓄电池使用寿命和工作效率有着巨大作用。同时也提高了太阳能充电系统的稳定性和效率。由此可以看出太阳能充放电控制器在太阳能充放电系统里有着重要作用。
在调查了解中发现，现在的市面上有着很多不同名称和功能的太阳能控制器，但仔细了解以后，会发现这些控制器有着各种各样缺陷。要么操作复杂，要么控制精度不够，但主要还是对蓄电池的保护不够，很容易造成蓄电池工作效率较低，寿命减少。目前，恒流充电法、恒压充电法和和阶段充电法被广泛用于太阳能控制器的蓄电池充电中。由于控制发放的不够完善以及充电方法的单一，使得这些控制器或多或少存在瑕疵。另外，蓄电池充放电时，很多控制器都不能实时检测蓄电池的电压大小，很容易对蓄电池造成损伤。因此，怎样更改太阳能充放电控制器的充电方法，研发一种优秀的太阳能控制器，使其在实际中可以稳定高效的工作，已经成为一个重要的研究对象。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2太阳能充放电控制器现状 2
1.3设计主要任务 2
第二章 太阳能充放电控制器的总体设计方案 3
2.1太阳能充放电系统的基本结构 3
2.2主控制器的模块选择 4
2.3控制器的整体设计方案 4
第三章 太阳能充放电控制器的硬件电路设计 6
3.1单片机模块 6
3.1.1STC89C52单片机的简介 6
3.1.2STC89C52单片机的主要特性 6
3.1.3主控制器电路 9
3.2LCD显示模块电路 10
3.3 A/D转换模块电路 12
3.4太阳能充电模块电路设计 15
3.5电源模块 15
第四章 太阳能充电控制器的软件设计和安装调试 16
4.1程序的结构分析 16
4.2系统主程序流程图 16
4.3LCD显示模块 17
4.4系统的安装与调试 18
4.4.1安装步骤 18
4.4.2产品调试 18
第五章 总结与展望 20
5.1设计总结 20
5.2展望 20
致 谢 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
22
参考文献 23
附录A 系统整体电路原理图 24
附录B 部分源程序 25
第一章 绪论
1.1课题研究的背景与意义
能源资源是社会经济发展的重要基础之一，现在社会经济飞速发展，人民的物质生活水平越来越高，同时科学的发展和技术的进步，都促使着人们对资源的需求迅速增加，能源问题已经成为社会经济发展的巨大挑战。随着世界能源危机的加剧，石油等化石能源价格不断上扬，而且常规的能源供给已经不足以满足人们的需求。如何化解能源不足带来的危机，是世界上每个国家与人民都必须面临的挑战。与此同时，伴随着化石能源使用所产生的有害物质对空气的污染和大量二氧化碳所照成的“温室效应”,这些都使得人类对可持续绿色能源利用的呼声越来越高。
可持续使用的新能源有太阳能、风能以及水能等。水能与风能的利用必须要在合适的场地，而且其架设成本非常高，是普通用户家庭所不具备的。然而对太阳了能的利用却很方便，任何用户只要在自家找到一个有充足阳光的地方，然后投资几百元或上千元架设太阳能设备与装置，就可以利用太阳能。由此可见，对太阳能的利用更加符合我国的可持续发展战略。全球能源专家也都赞同太阳能将成为新世纪最有前景同时也是最重要的绿色能源之一的观点。
而且常规化石能源相较，太阳能有如下几个优点：
(1)长久性。
太阳能是太阳的辐射能，只要太阳在，就有太阳能。
(2)无害性。
太阳能的使用没有任何污染物与废料的排放，绿色无污染，没有任何噪音，干净清洁。
(3)普遍性。
有太阳光的地方就有太阳能，容易获取。
(4)巨大性。
每年到达地球上每年的太阳能总量是其他所有使用的能量之和的几万倍。
我国国土面积广大，光照充足，有着丰富的太阳能资源。每年太阳能在我国各地的总量为3340.840MJ/㎡，中值为5852/ MJ/㎡。全国每年的日照时间长度在2200小时及其以上的地区大概有2/3。在我国新疆、西藏和青海等西部地区，地广人稀，日照丰富，传统的供电设施成本高，而且线路架设难度巨大。因此当地政府采取行动，利用太阳能发电解决当地人民用电困难问题具有很大的战略意义。为了提高太阳能的利用率，也为了解决在晚上没有太阳能无法发电的问题，将白天太阳能发的多余电能用蓄电池存起来，夜间需要时由蓄电池供电。
总的看来，我国的太阳能资源较为丰富，因此利用太阳能光伏发电技术，对解决能源日益短缺的问题有益，同时也对人民生活质量提高以及经济发展有巨大帮助。
1.2太阳能充放电控制器现状
因为作为新能源的太阳能有着诸多优势，所以现在世界各国都在努力开发新的技术，以实现对太阳能的更加充分利用。现如今太阳能发电已经是组成新能源和可再生能源的重要部分，同时也被认为是最有希望和最有前途的的新能源技术。在交通，电力，照明以及通讯等方面，太阳能发电已经被广泛使用。而我们在现实生活中利用光伏发电的时候，由于各种因素使得太阳能发电板输出的电压大小不稳定，因此不能直接使用；而且有时候我们不需要用电而太阳能发电板却在发电，使用我们需要将太阳能发电板所发的电能存储到储电设备中，如锂电池，铅酸蓄电池等。但是由于蓄电池寿命有限，成本较高，为了提高蓄电池的使用寿命和工作效率，我们得保证在充放电时候没有过充和过放。因此我们需要对太阳能充电和放电的过程进行干涉和控制，由此人们渐渐的发明了太阳能充放电控制器。
集过充保护、充电控制、短路保护等保护功能于一身的太阳能充放电控制器，其在太阳能充放电过程中起着纽带作用，解决了诸多问题，如控制蓄电池的充放电，防止过充和过放，对提高蓄电池使用寿命和工作效率有着巨大作用。同时也提高了太阳能充电系统的稳定性和效率。由此可以看出太阳能充放电控制器在太阳能充放电系统里有着重要作用。
在调查了解中发现，现在的市面上有着很多不同名称和功能的太阳能控制器，但仔细了解以后，会发现这些控制器有着各种各样缺陷。要么操作复杂，要么控制精度不够，但主要还是对蓄电池的保护不够，很容易造成蓄电池工作效率较低，寿命减少。目前，恒流充电法、恒压充电法和和阶段充电法被广泛用于太阳能控制器的蓄电池充电中。由于控制发放的不够完善以及充电方法的单一，使得这些控制器或多或少存在瑕疵。另外，蓄电池充放电时，很多控制器都不能实时检测蓄电池的电压大小，很容易对蓄电池造成损伤。因此，怎样更改太阳能充放电控制器的充电方法，研发一种优秀的太阳能控制器，使其在实际中可以稳定高效的工作，已经成为一个重要的研究对象。
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