基于單片機太陽能電池數據采集系統設計(已修改)

　

【正文】 本科生畢業設計(論文) 學 院: 專 業： 學 生： 指導教師： 完成日期 年 月本科生畢業設計（論文） 基于單片機的太陽能電池數據采集系統設計Design of Data Acquisition System for Solar CellBased on MCU總 計： 22 頁公 式： 7 個插 圖 ： 14 幅 本 科 畢 業 設 計（論文）基于單片機的太陽能電池數據采集系統設計Design of Data Acquisition System for Solar Cell Based on MCU 學 院（系）： 專 業： 學 生 姓 名： 學 號： 指 導 教 師（職稱）： 評 閱 教 師： 完 成 日 期： 基于單片機的太陽能電池數據采集系統設計電氣工程及其自動化專業　［摘　要］本設計根據太陽能電池測試原理和電子電路的相關知識，選用合適的電子元器件設計了能夠完成數據采集任務的硬件電路，主要包括溫度信號采集單元、光強信號采集單元、電壓及電流信號采集單元、模數轉換單元和串口通信單元等部分。用單片機C語言編寫了與硬件電路相配合的軟件程序，控制硬件電路完成數據采集任務，數據采集部分與PC機之間通過串口進行的數據傳輸。 ［關鍵詞］太陽能電池；單片機；數據采集；串口通信；可視化集成編程系統開發軟件Design of Data Acquisition System for Solar Cell Based on MCU Electrical Engineering and Automation Specialty Abstract: According to the test principle of the solar cell and the related knowledge about electronic circuit, we have chose suitable electronic ponents to design a hardware circuit, which can plete the task of data acquisition. This hardware circuit includes temperature data acquisition unit，light intensity signal acquisition unit, voltage and current signal acquisition unit, analogue to digital conversion unit and serial munication unit, and so on. We have used C programming language to pile software program coordinated with the data acquisition hardware circuit, and to control hardware circuit to plete the task of data acquisition. The serial munication can be work between data acquisition section and personal puter through serial port .Key words: Solar cell。 microprogrammed control unit。 data acquisition。 serial munication。 MATCOM目 錄1 引言 1 設計背景 1 課題研究內容及意義 22 太陽能電池數據采集原理 2 太陽能電池的工作原理 2 太陽能電池的等效電路 3 太陽能電池的伏安特性曲線 4 太陽能電池的測試方法 53 太陽能電池數據采集部分硬件電路設計 5 數據采集部分硬件電路 5 電壓電流信號采集單元 7 固態繼電器單元 8 溫度信號采集單元 9 光強信號采集單元 9 步進電機單元 10 電源電路單元 10 串口通信單元 114 太陽能電池數據采集部分軟件設計 11 系統主程序軟件設計 11 溫度信號采集子程序 12 A/D轉換部分子程序 13 太陽能電池數據顯示部分設計及結果 14結束語 16參考文獻 17附錄 18致謝 221　引言　設計背景能源是人類賴以生存的物質基礎，是現代文明的重要保證，可靠、安全的能源供給和清潔、高效的能源利用是實現經濟社會發展的基本保證。工業現代化所需要的主要能源，如石油、煤、天然氣等又都是不可再生能源。因此，能源戰略都被世界各國當做其經濟發展戰略的重要組成部分。隨著世界經濟的高速發展以及工業化程度的不斷提高，世界各國對能源的需求一直保持著強勁的增長勢頭，能源問題已經越來越成為制約全球各國經濟和社會發展的重要因素之一。 化石能源的減少以及使用化石能源對氣候和生態環境產生的負面影響越來越明顯，研究開發清潔的可再生能源成為世界各國實現經濟和社會可持續發展的重要戰略。由于太陽能所具有的取之不盡、用之不竭的特點，太陽能光伏發電成為最有發展前景的一種新能源技術，世界各國紛紛投入人力物力研究開發太陽能光伏發電技術，將太陽能光伏發電產業做為解決能源和環境問題的戰略產業加以重點支持，使全球太陽能光伏發電產業得以迅猛發展。世界各國尤其是發達國家政府都把太陽能發電稱為朝陽產業，希望把這一產業作為實現本國可持續發展的重要措施，制定了一系列支持和促進本國光伏發電產業發展的政策，對世界光伏產業的發展起到了積極地推動作用，全球光伏發電市場正在迅速擴大，光伏發電正在成為全球的一大熱點。我國對太陽能電池的研究始于1958年。我國于1971年發射的東方紅二號衛星上首次成功地利用了太陽能電池，在80年代以前我國的光伏工業尚處于雛形。在“六五”，和“七五”期間，光伏工業和光伏市場開始得到國家的支持，使太陽能電池工業得到了一定的發展，在許多領域得到應用。原國家計委于2002年啟動的“西部省區無電鄉通電計劃”大大刺激了我國光伏工業的發展，太陽能電池應用也取得了一些進展。我國實施了很多重大光伏項目，這些項目對我國光伏市場和光伏產業的發展都起到了積極地推動作用。這些項目包括：中國政府的“光明工程”先導項目，中國和加拿大合作的“CIDA太陽能農村通電項目”，國家計委的光明工程，西藏阿罩光電計劃等。 在2010年以前我國太陽能電池主要應用于獨立光伏發電系統，2011年到2020年問我國光伏發電市場將由獨立發電系統轉向并網發電系統，包括沙漠電站和建筑屋面發電系統。隨著我國綜合國力的增強和光伏產業的蓬勃發展，我國將會大規模建設大型太陽能熱電站和太陽能光電站，屆時太陽能光伏發電將會成為我國的主要能源來源之一。[1] 課題研究內容及意義本課題的內容是設計太陽能電池測試系統的數據采集部分，所發展的工作如下：(1) 有效的采集太陽能電池的電流、電壓、光強和溫度等參量，使數據的采集過程可以在很短的時間內完成，避免了溫度和光強變化對測試數據的影響。(2) 對采集到的數據利用單片機的串口通信技術，實現數據采集電路和PC機的通信。(3) 用PC機對數據采集電路采集到的數據進行分析處理，得出太陽能電池的伏安特性曲線和相關性能參數，從而