畢業設計-基于at89c51單片機的便攜式太陽能充電器設計(已修改)

　

【正文】 本科生畢業 設計 基于 AT89C51單片機的 便攜式太陽能充電器 設計 2022 年 04 月 摘 要 16 到 20 世紀，隨著工業革命的興起，科學技術的不斷發展，人們對自然界中化石能源的索取速度越來越快、數量越來越多。與此同時，化石能源的燃燒對于自然界的生態環境造成了難以彌補的破壞。作為可再生能源，太陽能有著廣闊的應用前景，可以成為移動設備供電的有吸引力的能源。當我們外出或旅游時，常常因為手機沒電所帶來的麻煩而苦惱，但又不能及時找到可以充電的場所，影響了 手機的正常使用。為了解決這一問題，本 畢業設計 介紹一種便攜式的太陽能手機充電器，利用單片機控制，實現對移動設備充放電的自由與智能控制。與常規的充電器相比，太陽能充電器必將因為便攜式而得到長遠的發展。 關鍵詞 ：能源；太陽能；電池；單片機；便攜式 Portable Solar Charger based on Microcontroller Abstract From 16 to 20 century, with the rise of industrial revolution and continuous development of science and technology, people demand a large quantity of fossil energy with increasing speed. At the same time, the burning of fossil energy has caused irreparable damage to the environment. As a renewable energy, solar energy enjoys broad application prospect. Solar power is attractive, because it supplies power for portable devices. When we go out or travel, we are often bothered by the failing power of cellphone. And we can’t find places to charge in time, which affects the normal use of mobile phone. In order to solve this problem, this thesis will introduce a type of portable solar mobile charger, using singlechip microputer so that the charge and discharge of mobile devices can be freely and intelligently controlled. Compared with the conventional charger, solar energy charger will definitly have a longterm development for its portable type. Key words: energy。solar energy。battery。intelligent。portable 目 錄 1. 緒論 .................................................. 1 太陽能充電器的研究背景 ...................................... 1 太陽能充電器的優點 .......................................... 1 本課題研究的主要內容 ........................................ 2 2. 硬件設 計 .............................................. 3 總體方案的設計 .............................................. 3 太陽能光伏發電系統簡介 ...................................... 3 太陽能電池參數及選用標準 .................................... 4 51 系列 單片機處理器 .......................................... 5 穩壓器件的選擇 .............................................. 6 電壓電流的 A/D 采集 .......................................... 6 ACS712 的選用 ................................................ 8 按 鍵電路的選擇及設計 ........................................ 9 數碼管顯示電路的設計 ....................................... 10 3. 軟件設計 ............................................. 12 系統整體程序框架 ........................................... 12 電路初始化程序 ............................................. 12 鍵盤子程序 ................................................. 12 數碼管顯示子程序 ........................................... 13 數據采集及模數轉換程序 ..................................... 14 充電子程 序的設計 ........................................... 14 電源子程序的設計 ........................................... 15 參考文獻 ................................................ 17 結束語 .................................................. 18 致謝 .................................................... 19 附錄一： 主電路圖 ....................................... 20 附錄二： 匯編源程序 ..................................... 21 1 1. 緒論 太陽能充電器的研究背景 人口的增長與能源的短缺之間的矛盾一直都是現代社會面臨的難題，在一些發展中國家尤為突出，當然，對于我們中國這個人口最多的發展中國家尤為突出。一些能源專家認為，在眾多可再生能源 中，太陽能不但取之不盡，而且清潔安全，是理想的可再生能源。我國的太陽能資源比較豐富，而且國家近年來在太陽能的研利用上投入了較多的精力，在未來的幾十年里，太陽能光伏發電的發展潛力巨大。 太陽能的利用主要有兩大方向，一是把太陽能轉化為熱能，另一個就是將太陽能轉化為電能，其中重點是后者。理論上，只要需要電源的場合都可以用得到光伏發電技術，大到航天器，小到玩具。目前，光伏發電產品主要用于三大方面：一是為無電場合提供電源，主要為新疆西藏等一些無電地區生活生產提供電力；二是日用電子產品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈 等；三是并網發電。專家預測，到本世紀后期，太陽能發電將在世界電能結構中占據 80%的位置。 一段時間以來，太陽能一直被廣泛地用于高新科技產業。然而隨著光伏發電技術的成熟，太陽能的利用已經走進了千家萬戶。近段時間，人們正考慮把太陽能用于范圍更寬廣的消費電子應用。太陽能充電器便應運而生了。 太陽能充電器的優點 便攜式 太陽能充電器 相對于其他的能源，在便利性、節能、智能、安全方面，太陽能充電器與常規充電器相比，有以下優點： （ 1） 、適用于各種戶外場合。當您在戶外作業、旅游時 ,只需要把便攜式太陽能充電器放置在一個有陽光的地方，即可以為手機等移動設備提供電源，從而保證與外界的信息暢通，是喜愛旅游、經常出差、野外作業的人士的不二選擇； （ 2）、能源的供應來自太陽能。不僅以綠色能源作為供應源，而且 光伏發電設備極為精煉，可靠穩定，安裝維護簡便； （ 3）、擁有單片機充分的智能性。不僅具有完善的電壓電流檢測保護 2 電路，并通過顯示電路顯示出電路狀態，而且可以通過六個功能鍵靈活的選擇電路的電壓電流輸出，可以為不同的電子產品提供電源； （ 4）、使用方便。 無論何時何地 ,您都可以極為方便的對您的移動設備進行充電。 當然，在太陽能充電器的能源采集的利用也存在分散、不穩定、效率低以及成本高的不利條件，但是，隨著科技的發展以及人們理念問題的變化，太陽能的完美發展將呈現在我們面前。 本課題研究的主要內容 便攜式太陽能充電器在陽光下，通過光能轉換為電能并通過控制電路把光能產生的電能對移動電子產品進行充電。本 畢業設計 所研究的便攜式太陽能充電器工作原理為：首先將太陽能轉化為電能，之后經過 DC/DC 變換電路處理后，由充電電路為負載供電。作為安全性的電池，目前聚合物鋰電 池的充電方式一般為恒流恒壓充電：首先以穩定電流充電，當電池電壓升高至一定值時，電路狀態改為穩定電壓充電，之后電流逐漸降低至零，充電完成。利用單片機進行智能控制，采用模塊式結構以及 USB 接口，通過對輸出電流電壓的調節，可對手機等電子產品進行充電，并能在電池充電完成后自動停止充電。 3 2. 硬件設計 總體方案的設計 考慮整體因素，一方面太陽光因時間問題參數變化較大，另一方面太陽能電池在使用時內阻高，導致輸出電壓不穩定和輸出電流較小等問題。因此，需要一個能起到穩定電壓電流的元件作為充電電路的 中介 —7805。如今的電子產品的研發和生產已經進入了智能化時代，理所當然的，本 設計 的便攜式移動太陽能充電器也要做到智能化。本 設計 中將采用 AT89C51 單片機做為充電電路的控制器，從而實現充電過程的智能化。并由 ADC0809 實現數據的采集及轉換，由 AT89C51單片機進行處理，實現電路的智能輸出與控制。而且，在電路中加入按鍵以及顯示電路，將電路的整體性能提升到一個較高的等級。圖 21 為系統設計總體方案示意圖。 圖 21 系統