太陽(yáng)能充電器論文

1、桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告目錄摘要. 1第1章 緒論.31.1 課題背景 . 31.2 光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀 . 41.2.1國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀 . 51.2.2光伏路燈控制器技術(shù)的現(xiàn)狀 . 41.3 設(shè)計(jì)指標(biāo) . 51.4 設(shè)計(jì)思路 . 5本章小結(jié) . 5第2章 方案選擇及單元電路的設(shè)計(jì).62.1 方案選擇及方框圖 . 62.1.1 方案選擇 . 62.1.2 方框圖 . 62.2 太陽(yáng)能充電器電路的原理 . 72.2.1太陽(yáng)能電池 . 72.2.2 單片機(jī)電路介紹. 82.2.3鋰蓄電池的充電特性 . 122.2.4 控制器充放電電路 . 132.2.5 液晶顯示電路 . 142.2.6

2、報(bào)警電路設(shè)計(jì).152.2.7 PADS簡(jiǎn)介.162.3 本章小結(jié) . 18第三章 鋰蓄電池電壓電流的檢測(cè). 193.1鋰蓄電池電壓的檢測(cè) . 193.3本章小結(jié) . 20第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì). 205.1 設(shè)計(jì)思路 . 205.2系統(tǒng)主程序流程 . 205.3 初始化子程序 . 205.4 A/D轉(zhuǎn)換子程序 . 225.5顯示子程序. 225.6本章小結(jié) . 22結(jié) 論. 23致 謝. 25參考文獻(xiàn). 26附錄1 程序.27-第I頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告-第II頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告摘 要化石能源的日益枯竭、人們對(duì)環(huán)境保護(hù)問題的重視程度也在不斷提高，尋找潔凈的

3、替代能源問題變得越來(lái)越迫切。太陽(yáng)能作為一種可再生能源它具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點(diǎn)，因此有著廣闊的應(yīng)用前景，光伏發(fā)電技術(shù)也越來(lái)越受到人們的關(guān)注，隨著光伏組件價(jià)格的不斷降低和光伏技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)將逐漸由現(xiàn)在的補(bǔ)充能源向替代能源過渡。使用手機(jī)的人都有過這樣的經(jīng)歷，外出或旅游時(shí)電池突然沒電了，因不能及時(shí)找到或沒有220V市電而無(wú)法給手機(jī)充電，影響了手機(jī)的正常使用。為了解決這一問題，本課程設(shè)計(jì)介紹一種多用太陽(yáng)能手機(jī)充電器，利用單片機(jī)控制，將太陽(yáng)能經(jīng)過電路變換為穩(wěn)定直流電給手機(jī)充電，并能在電池充電完成后自動(dòng)停止充電，還可作為一般直流電源使用，從而擺脫對(duì)市電的依賴而獲得通信的自由。

4、與常規(guī)的充電器相比，太陽(yáng)能充電器有著明顯的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能，電池，單片機(jī)，智能-第1頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告AbstractIncreasing depletion of fossil energy, its emphasis on environmental protection are also rising, look for clean alternative energy issues become more urgent. Solar energy as a renewable energy it has an inexhaustible and clean a

5、nd safe and so on, so have a broad application prospects, photovoltaic power generation technology is more and more attention, with the PV module continue to lower prices and photovoltaic technology, solar PV systems will gradually supplement the energy from the current transition to alternative ene

6、rgy.People who use mobile phones have had the experience, go out or travel no electricity when the battery suddenly, and because they can not be found or does not timely 220V electricity and not to charge their cell phones affect the normal use of mobile phones. To solve this problem, the course des

7、ign introduces a multi-purpose solar charger, use MCU control, will transform solar energy through the circuit to stabilize the direct current to charge their cell phones and can charge the battery automatically stops charging after, but also as a general DC power use, so get rid of dependence on el

8、ectricity obtained the freedom of communication. Compared with the conventional charger, solar charger has a clear advantage.Key words: solar energy, battery, single chip, intelligent,-第2頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告第1章 緒論1.1 課題背景能源是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能源問題是一個(gè)國(guó)家至關(guān)重要的問題。隨著科學(xué)技術(shù)和全球經(jīng)濟(jì)地飛速發(fā)展，對(duì)能源的需求也在日趨增長(zhǎng)。自20世紀(jì)

9、70年代的世界石油危機(jī)以來(lái)，人們才真正意識(shí)到，化石燃料的儲(chǔ)量是有限的，能源危機(jī)迫在眉睫。從全球來(lái)看，已探明的可支配的傳統(tǒng)能源儲(chǔ)量在不久的將來(lái)即將耗盡，能源問題的突出，不儀表現(xiàn)在常規(guī)能源的匱乏不足，更重要的是化石能源的開發(fā)利用對(duì)牛態(tài)環(huán)境的污染破壞：大氣中的顆粒物和二氧化硫濃度增高，局部地區(qū)形成酸雨。而每年排放的大量二氧化碳帶來(lái)的溫室效應(yīng)，使全球氣候變暖，自然災(zāi)害頻繁。常規(guī)能源在給人類社會(huì)帶來(lái)飛速發(fā)展的同時(shí)，也在很大程度上使人類社會(huì)面臨著前所未有的困難和挑戰(zhàn)。這些問題最終將迫使人們改變能源結(jié)構(gòu)，依靠科技進(jìn)步，大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。雖然在可預(yù)見的將來(lái)，礦物燃料仍將在世界能源

10、結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)?shù)谋戎?，但人們?duì)核能以及太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、水力能、生物能等可再生能源資源的利用日益重視，在整個(gè)能源消耗中所占的比例正在顯著地提高。其中，太陽(yáng)能作為一種新型的綠色可再生能源，與其他新能源相比，是最理想的可再生能源。太陽(yáng)能利用辛要有光熱利用和光伏發(fā)電利用這兩種主要形式。我國(guó)低溫光熱利用已經(jīng)具有可觀的規(guī)模，相關(guān)技術(shù)研究也比較成熟。光伏利用近期在世界范圍內(nèi)高速發(fā)展，所謂“光伏發(fā)電”是直接將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能的一種發(fā)電形式。光伏發(fā)電具有取之不盡且無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，日前在我國(guó)，光伏發(fā)電主要應(yīng)用在如下領(lǐng)域：西部偏遠(yuǎn)地區(qū)電力供應(yīng)、通訊及交通設(shè)施、氣象臺(tái)站、航標(biāo)燈和照明路燈。光伏發(fā)電的照明路燈應(yīng)月J

11、具有節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)川性等優(yōu)點(diǎn)，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中具有最廣泛的發(fā)展前景。本課題為研制一套獨(dú)立光伏電源控制器，廊州于LED路燈照明系統(tǒng)。通常獨(dú)立照明系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池、蓄電池、充放電控制器和負(fù)載LED組成。由于系統(tǒng)的穩(wěn)定性嚴(yán)格受到蓄電池和LED壽命的影響，本課題研制的充放電控制器通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)允放電回路的相關(guān)信息，確定相應(yīng)的允放電策略，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定太陽(yáng)能電池輸出、優(yōu)化蓄電池充電方法和保護(hù)蓄電池及負(fù)載的目的，最終提高了太陽(yáng)能電池的利用率和整個(gè)照明系統(tǒng)的可靠性。-第3頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告1.2 光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀1.2.1國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀太陽(yáng)能是用之不盡的清潔能源，當(dāng)今世界各國(guó)特別是發(fā)

12、達(dá)國(guó)家對(duì)光伏發(fā)電特別重視。2008年世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到56Gw。目前，太陽(yáng)能光伏發(fā)電主要集中在日本、歐盟和美國(guó)，其太陽(yáng)能光伏發(fā)電量約占世界光伏發(fā)電量的80。今后太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要圍繞高效率、低成本、長(zhǎng)壽命、美觀實(shí)用等方向發(fā)展。專家們預(yù)測(cè)到2050年，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在發(fā)電總量中將占1315，到2100年將約占64。我國(guó)光伏組件生產(chǎn)能力逐年增強(qiáng)，裝機(jī)容量逐年增加，2007年累計(jì)容量達(dá)100MW。20052010年，我國(guó)的太陽(yáng)能電池主要用于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電成本到2010年將約為120元(kwh)；20102020年，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將會(huì)由獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電成

13、本到2020年將約為060元(kwh)。到2020年，我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平有望達(dá)到世界先進(jìn)行列。1.2.2光伏路燈控制器技術(shù)的現(xiàn)狀光伏電源路燈控制器是光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理的設(shè)備。在歐美、日本和美國(guó)，并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相對(duì)完善，對(duì)于光伏電源控制的研究主要集巾在改進(jìn)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，優(yōu)化控制策略，孤島效應(yīng)的檢測(cè)和解決、降低系統(tǒng)能耗，提高系統(tǒng)_T作效率等問題上。國(guó)內(nèi)具有代表性的光伏發(fā)電系統(tǒng)專用逆變器制造商有合肥陽(yáng)光、北京日佳、北京自動(dòng)化研究院、北京恒電、南京冠、北京計(jì)科等企業(yè)。中科院電工所、北京自動(dòng)化研究院、北京索英、北京日佳、北京計(jì)科等氽業(yè)開發(fā)出的并網(wǎng)逆變器都在實(shí)際工程中得到了應(yīng)用，性

14、能和效果良好。在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中，電源控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心組成部分，負(fù)責(zé)對(duì)儲(chǔ)能設(shè)設(shè)備的充電和對(duì)負(fù)載的放電任務(wù)。目前日本、德國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家外對(duì)于獨(dú)立光伏系統(tǒng)電源控制器的研究辛要側(cè)重在以下三個(gè)方面：提高太陽(yáng)能電池的輸出功率、完善蓄電池允電策略和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。通過研究不同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和先進(jìn)的控制算法，在太陽(yáng)光強(qiáng)度、太陽(yáng)能電池溫度以及負(fù)載改變的情況下，盡可能使太陽(yáng)能電池時(shí)刻保持最大輸出功率狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)。蓄電池允電策略直接影響到蓄電池的壽命，研究智能化的充電方法，提高蓄電池的充電接受率，減少充電時(shí)問，對(duì)于整個(gè)光伏系統(tǒng)的工作狀況具有重要意義。獨(dú)立光伏系統(tǒng)的慮川環(huán)境一般

15、比較惡劣，如何提高系統(tǒng)穩(wěn)定性也是當(dāng)前所有光伏電源控制器研究者最急需解決的問題之一。然而，現(xiàn)已研制出來(lái)的光伏電源控制器還存在許多急需解決的問題。實(shí)際上，在 -第4頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告MPPT技術(shù)的使用和蓄電池充電策略的優(yōu)化之問存在矛盾沖突，能源利用效率較低，蓄電池充放電方式的不合理，對(duì)蓄電池的保護(hù)不夠充分，這些都是目前市場(chǎng)上電源控制器普遍存在的問題。為了對(duì)太陽(yáng)能光伏資源進(jìn)行全面的開發(fā)和利用，控制器的穩(wěn)定性和可靠性也有待進(jìn)一步提高。1.3 設(shè)計(jì)指標(biāo)本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求指標(biāo)如下:1、鋰蓄電池電壓的檢測(cè)2、太陽(yáng)能電池電流的檢測(cè)3、充放電控制電路的檢測(cè)4、自動(dòng)報(bào)警電路1.4 設(shè)計(jì)思路本文

16、設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的太陽(yáng)能路燈控制器。采用PWM 脈沖調(diào)制控制保護(hù)技術(shù)。充放電控制器是太陽(yáng)能路燈的核心部件，針對(duì)鋰蓄電池充電的特殊要求，本文巧妙地采用簡(jiǎn)單電路檢測(cè)充放電電壓電流、軟件補(bǔ)償用于檢測(cè)的小電阻的溫度效應(yīng)，省卻硬件補(bǔ)償?shù)馁M(fèi)用，降低了成本。由單片機(jī)根據(jù)采集到的充放電電壓電流參數(shù)，發(fā)出各種摔制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)充放電控制，使充放電系統(tǒng)能穩(wěn)定何效地運(yùn)行。為了保護(hù)電路本產(chǎn)品還利用二極管和蜂鳴器設(shè)計(jì)了報(bào)警電路。如果用戶把充電池接反了電路會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警來(lái)提醒用戶。1.5本章小結(jié)通過查閱資料了解太陽(yáng)能路燈充放電控制器的國(guó)內(nèi)外發(fā)展前景。以及介紹課題的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)和設(shè)計(jì)思路等。-第5頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技

17、術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告第2章 方案選擇及單元電路的設(shè)計(jì)2.1 方案選擇及方框圖2.1.1 方案選擇由單片機(jī)根據(jù)采集到的控制器的充放電電壓電流參數(shù)，發(fā)出各種控制信號(hào)。實(shí)現(xiàn)充放電控制，是使充放電系統(tǒng)能穩(wěn)定有效地運(yùn)行。更好的保護(hù)了鋰電池。延長(zhǎng)整個(gè)太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)的使用年限。2.1.2 方框圖太陽(yáng)能路燈充放電控制器的電路框圖2-1所示。太陽(yáng)能電池板接收光照并把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過充放電控制器為鋰蓄電池充電。圖2-1-第6頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告2.2 太陽(yáng)能充電器電路原理2.2.1太陽(yáng)能電池（1）太陽(yáng)能電池的種類太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光生伏打效應(yīng)原理制成的太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能的。

18、太陽(yáng)能電池單體是用于光電轉(zhuǎn)換的最小單元。它的尺寸約4平方厘米到100平方厘米。太陽(yáng)能電池單體工作電壓為0.45一0.50伏，一般不能單獨(dú)作為電源使用。將姍能電池單體進(jìn)行串聯(lián)，并聯(lián)和封裝后，就成為太陽(yáng)能電池組件。它的功率從幾瓦到幾百瓦，可以單獨(dú)作為電源使用。太陽(yáng)能電池再經(jīng)過串聯(lián)，并聯(lián)并裝在支架上，就構(gòu)成了大陽(yáng)能電池方陣。它可以輸出幾百瓦，凡千瓦或更大的功率，是光伏電站的電能產(chǎn)生器。常用的太陽(yáng)能電池主要是硅太陽(yáng)能電池。目前世界上有三種己經(jīng)商品化的硅太陽(yáng)能電池:單晶硅太陽(yáng)能電池，多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池。單晶硅太陽(yáng)電池是當(dāng)前開發(fā)最快的一種太陽(yáng)電池，它的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空

19、間和地面。這種太陽(yáng)電池以高純的單晶硅棒為原料，純度要求99.999%。為了降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)在地面應(yīng)用的太陽(yáng)電池等采用太陽(yáng)能級(jí)的單晶硅棒，材料性能指標(biāo)有所放寬。單晶硅太陽(yáng)能電池的制造成本最高，但光電轉(zhuǎn)化效率也最高，最高的達(dá)到24%。目前多晶硅太陽(yáng)電池使用的多晶硅材料，多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶硅材料和冶金級(jí)硅材料熔化澆鑄而成，然后注入石墨鑄模中，待慢慢凝固冷卻后，即得多晶硅錠。這種硅錠可鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽(yáng)電池片，可提高材料利用率和方便組裝。多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多，其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右，稍低于單晶硅太陽(yáng)電池，但其材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗

20、，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。（2）太陽(yáng)能電池的保護(hù)光伏系統(tǒng)在運(yùn)行中要注意對(duì)太陽(yáng)能電池組件(俗稱太陽(yáng)能板)的保護(hù)。這種保護(hù)分 -第7頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告為兩類機(jī)械化學(xué)方面的保護(hù)和電方面的保護(hù)。機(jī)械化學(xué)方面的保護(hù)是指在封裝及安裝太陽(yáng)能板的時(shí)候要考慮其防腐，防風(fēng)，防雹，防雨的能力電方面的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成與基本原理保護(hù)是指連接旁路二極管，連接防反充二極管等。在一定的條件下，一個(gè)串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽(yáng)能電池組件，將被當(dāng)作負(fù)載消耗其它有光照的太陽(yáng)能電池組件所產(chǎn)生的能量。被屏蔽的太陽(yáng)能電池組件將發(fā)熱，這叫熱斑效應(yīng)。為了防止太陽(yáng)能電池組件由于熱斑效應(yīng)而受到破壞，需要在

21、太陽(yáng)能電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個(gè)旁路二極管。在太陽(yáng)能板的保護(hù)中還用到一種防反充二極管，又稱阻塞二極管，其作用是避免由于太陽(yáng)能板在陰雨天和夜間不發(fā)電時(shí)，或太陽(yáng)能板出現(xiàn)短路故障時(shí)，蓄電池組通過太陽(yáng)能板放電。防反充二極管串聯(lián)在太陽(yáng)能板中起單向?qū)щ娮饔谩４笮拖到y(tǒng)中還要防雷。2.22單片機(jī)電路介紹單片機(jī)控制電路圖-第8頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告本次設(shè)計(jì)本人采用了STC12C5408AD單片機(jī).該單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘機(jī)器周期的單片機(jī)，是高速低功耗超強(qiáng)抗干擾是新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，四路PWM，8位高速1

22、0位A/D轉(zhuǎn)換，針對(duì)電機(jī)控制，超強(qiáng)抗干擾。STC12C5408DA管腳圖-第9頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告-第10頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告他的管腳說(shuō)明圖、具體的單片機(jī)說(shuō)明我這就不說(shuō)了.如果要對(duì)該單片機(jī)進(jìn)一步了解，請(qǐng)上宏晶官網(wǎng) http:/www.mcu-第11頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告2.2.3鋰蓄電池的充電特性鋰蓄電池選用鋰離子電池。鋰電池具有重量輕容量大無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因而得到普遍應(yīng)用。鋰電池的能量密度很高，它的容量是同重量的鎳氫電池的1.5-2倍，而且具有很低的自放電率。此外，鋰電池似乎沒有記憶效應(yīng)以及不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。但是對(duì)于鋰電池的充電過

23、程，要求是比較嚴(yán)格的。影響蓄電池壽命的因素有:放電深度，過充電程度等。在光伏系統(tǒng)中蓄電池的放電深度不是恒定的，它隨天氣狀況和季節(jié)而變。在天氣晴朗的夏日，蓄電池放電深度小;在天氣陰沉的冬日，蓄電池放電深度大。過充電程度也隨季節(jié)天氣變化，在冬季，蓄電池可能從沒充滿過，在夏天，蓄電池可能經(jīng)常是滿的。為了延長(zhǎng)蓄電池的壽命，必須合理的控制蓄電池的放電與充電。當(dāng)蓄電池放電到一定程度時(shí)，應(yīng)停止放電，防止過放電減少蓄電池壽命;當(dāng)蓄電池充電到一定程度時(shí)要停止充電和減小充電電流，防止不合理的過充電對(duì)蓄電池造成損害。鋰蓄電池的充電曲線如圖2-2浮充電壓1.75A1.5A1.25A最大充電電流16V15V1A0.75

24、A0.5A0.25A預(yù)充電流預(yù)充到快充過渡電壓電壓電流13V14V-第12頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告圖2-2 鋰蓄電池充電曲線鋰蓄電池的充電過程：（1）如果開始充電時(shí)，電池電量很低，那么必須用小電流（大概0.24A）開始充電，即涓流充電。如果電壓高于5V就不必進(jìn)行這個(gè)步驟。（2）當(dāng)電池電壓大于5V可以開始大電流充電，恒流充電。隨著充電的進(jìn)行，電池電壓逐漸升高。（3）當(dāng)電池電壓達(dá)到或接近充滿電壓（如5V左右）時(shí)，則要開始轉(zhuǎn)入恒壓充電：當(dāng)電流減少到大概0.25A左右，則停止充電。2.2.4 控制器充放電電路充放電電路圖如圖2-3。圖2-3 控制器充放電電路圖單片機(jī)的PWM控制充，放電

25、驅(qū)動(dòng)Q1和Q2。（1）當(dāng)蓄電池電壓處于正常情況下，單片機(jī)控制的充電驅(qū)動(dòng)三極管管Q1（2N5551）為高電平導(dǎo)通，三極管Q1導(dǎo)通，此時(shí)太陽(yáng)能電板想蓄電池恒流充電；當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到5V時(shí)，單片機(jī)控制充電驅(qū)動(dòng)Q1為低電平時(shí)， Q1截止，通過控制占空比，使Q1實(shí)現(xiàn)通斷控制，此時(shí)處于恒壓浮充狀態(tài)；當(dāng)電流下降到某值時(shí)，進(jìn)行恒流充電； -第13頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告但蓄電池電壓達(dá)到設(shè)定的過充點(diǎn)5V時(shí)，再進(jìn)行恒壓涓流充電；涓流小到某一值，單片機(jī)控制的充電驅(qū)動(dòng)Q1進(jìn)行短路保護(hù)；當(dāng)蓄電池電壓下降到某設(shè)定值時(shí)，Q1重新導(dǎo)通，恢復(fù)為正常充電狀態(tài)。2.2.5 液晶顯示電路液晶顯示電路圖管腳功能1602

26、采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VDD接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。-第14頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告1602B外觀

27、如下圖所示：2.26 報(bào)警電路設(shè)計(jì)為了能使有效地保護(hù)電路.本產(chǎn)品還設(shè)計(jì)了蓄電池反接報(bào)警電路.主要利用到二極管的單向?qū)щ娞匦詠?lái)實(shí)現(xiàn).該設(shè)計(jì)還有一個(gè)功能就是當(dāng)用戶把電充滿的時(shí)候他也會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警來(lái)提醒用戶電已充滿.請(qǐng)用戶注意。具體電路圖如下-第15頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告2.27PADS簡(jiǎn)介PADS Logic是一個(gè)功能強(qiáng)大的、多頁(yè)的原理圖設(shè)計(jì)輸入工具，為PADS Layout（原PADS Layout（PowerPCB）提供了一個(gè)高效的、簡(jiǎn)單的、前端設(shè)計(jì)環(huán)境。PADS Logic提供了在沒頁(yè)進(jìn)行快速的存取、在線元件編輯和方便的庫(kù)管理，以及快速的幫助向?qū)?。與PADS Layout完

28、全的集成提高了原理圖設(shè)計(jì)到PCB設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)化效率，PADS Logic允許您快速地識(shí)別相應(yīng)的元件和放置和精確度。1 印制線路板的設(shè)計(jì)（1）印制線路板的條件1） 具備電路原理圖；2） 已知印制線路板板面需要容納的電路以及該電路內(nèi)各種元器件的型號(hào)，規(guī)則及尺寸；3） 明確各元器件和導(dǎo)線對(duì)印制板板面安排的特殊要求；4） 確定印制線路板在總體布局中的位置及其連接形式以及對(duì)印制線路板板面的尺寸限制或是要求等；（2）元件布局：就一般情況而言，元件布局應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：1）面上的元件應(yīng)按原理圖順序成直線排列，并力求安排緊湊，密集，以縮短引線。這對(duì)高頻和寬帶電路更為必要。2）能采用單面板的盡可能使用單面板，即

29、元件盡可能布設(shè)在印制板不焊接的一面，以便加工和安裝。3）對(duì)雙面板或是多面板，元件放置的位置應(yīng)與相鄰印制導(dǎo)線交叉，特別是電感器件，以防止電磁干擾。4）元件表面溫度超過125攝氏度時(shí)，不應(yīng)與基板接觸。防止熱量通過傳導(dǎo)，對(duì)流及輻射等而影響其他元件，并注意加用散熱器和遠(yuǎn)離熱敏元件。5）圓形元件不易跨在金屬化通信孔上，以利于焊接時(shí)孔內(nèi)熱空氣的流通。變壓器或是類似的大電感器件，應(yīng)定向放置或用屏蔽罩，以減少對(duì)臨近元件的干擾。 -第16頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告6）在保證電性能合理的原則下，元件應(yīng)相互平行或是垂直排列，以求整齊，美觀。一般不宜將元件重疊布置，如必須重疊跨接時(shí)，應(yīng)考慮加固措施。2

30、布線布線是實(shí)施印制板線路設(shè)計(jì)的最后階段，要使電子電路獲得可能的最佳性能，封裝期間的布置和導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了使設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出質(zhì)量好，造價(jià)低，加工周期短的印制板，特別提出下列原則和要求，供大家參考。（1）布線原則1）一般應(yīng)將公共地布置在最邊緣，便于印制板安裝在機(jī)殼上，也便于與機(jī)殼連接。2）單面板印制板上的導(dǎo)線不能交叉，因此迫使導(dǎo)線繞道或是平行布設(shè)平行線越長(zhǎng)，不僅會(huì)使引線電感增大，而且導(dǎo)線之間，電路之間的寄生耦合也會(huì)增大。3）對(duì)外連接宜采用接插形式的印制板，為便于安裝，往往將輸入，輸出，反饋電線和地線均勻的平行排列為插頭。4）印制板上每級(jí)電路的地線，在許多情況下應(yīng)自成封閉回路，這樣會(huì)減小級(jí)間的

31、低電流耦合。5）印制導(dǎo)線需要屏蔽，但要求不高時(shí)，可采用印制屏蔽線，屏蔽網(wǎng)等屏蔽措施。（2）.布線要求1）印制導(dǎo)線可以布置成單面，雙面或是多面，但應(yīng)首選單面，其次是雙面。仍然不能滿足的時(shí)候再考慮多層。2）作為電路的輸入和輸出兩端用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，以免發(fā)生電流反饋，在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。3）在布線密度比較低時(shí)，可加粗導(dǎo)線，信號(hào)線的檢舉可適當(dāng)加大。4）印制導(dǎo)線的布局應(yīng)盡可能短，特別是電子管的柵極，半導(dǎo)體管的基極和高頻回路等更應(yīng)這樣。5）印制導(dǎo)線拐彎一般為圓形，而直角和尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會(huì)影響電氣的性能。6）對(duì)高、低電平懸殊很大的信號(hào)線應(yīng)盡可能短，并且加大間距。7）

32、印制導(dǎo)線在不影響電氣的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量采用大面積銅箔。-第17頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告3.PCB圖（1）經(jīng)過3個(gè)多小時(shí)候的不屑努力，和本人的頑強(qiáng)精神，一塊完美的PCB圖展現(xiàn)在我的電腦顯示器上。PCB圖如下；2.3 本章小結(jié)本章主要是介紹課題的方案選擇，確定課題方案后。仔細(xì)分析方案。整理出方案的方框圖，并重點(diǎn)分析介紹系統(tǒng)中的每個(gè)重點(diǎn)模塊。-第18頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告第三章 鋰蓄電池電壓電流的檢測(cè)3.1鋰蓄電池電壓的檢測(cè)STC12C5408AD單片機(jī)帶有8路10位AD轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為：05V，轉(zhuǎn)換后相應(yīng)的數(shù)字量范圍：0255。將蓄電池電壓Vd的最高值

33、定于5V，利用電阻分壓的方式將其轉(zhuǎn)換為05V。電路如圖4-1圖4-1Vi=R2/(R1+R2) Vd，取R2=10 K，R1=10 K，代入數(shù)值則由Vi=1/2Vd故蓄電池電壓：Vd=Vi*2；AD轉(zhuǎn)換數(shù)字波動(dòng)范圍為1LSB。故電壓測(cè)量波動(dòng)范圍01V。-第19頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告3.2本章小結(jié)主要介紹的課題檢測(cè)的指標(biāo)的各種方法，在檢測(cè)蓄電池電壓的檢測(cè)用到STC12C5408AD單片機(jī)的10位AD轉(zhuǎn)換器。在電流的檢測(cè)時(shí)用到小電阻補(bǔ)償?shù)姆椒?，使檢測(cè)結(jié)果精確。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 設(shè)計(jì)思路以單片機(jī)為核心的控制軟件具有實(shí)時(shí)性、靈活性、通用性及運(yùn)行可靠性的特點(diǎn)，現(xiàn)在對(duì)太陽(yáng)能充電

34、控制器軟件的設(shè)計(jì)思路介紹如下：1、首先主程序要完成系統(tǒng)初始化，為了在初始化的過程中，防止中斷的意外到來(lái)，應(yīng)在主程序的開始處先關(guān)閉中斷，完成初始化后，再打開中斷。2、由于本系統(tǒng)是5V自動(dòng)識(shí)別，因此要在程序中必須判別。具體為，當(dāng)蓄電池兩端電壓大于5V時(shí)，滿足5的系統(tǒng)，否則為5V系統(tǒng)，判別系統(tǒng)后轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序處繼續(xù)執(zhí)行。3、在有太陽(yáng)處理程序中，要判斷蓄電池的兩端電壓，在決定是否采取充電控制，充電控制方式采用PWM控制。并有指示燈時(shí)刻現(xiàn)實(shí)蓄電池兩端電壓處于何種狀態(tài)，讓用戶一目了然。4具體的程序見附件5.2系統(tǒng)主程序流程主程序流程圖如圖5-1所示-第20頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告圖5-1

35、系統(tǒng)主程序流程圖5.3 初始化子程序在初始化程序中，主要對(duì)STC12C5408AD的系統(tǒng)資源，包括定時(shí)器、中斷、串行通訊等初始化工作，還有對(duì)液晶的的驅(qū)動(dòng)等等-第21頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告5.4 A/D采集子程序A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀入采用查詢方式。通過查詢端口的信號(hào)來(lái)判斷轉(zhuǎn)換是否結(jié)束；10位的轉(zhuǎn)換只需一次讀取，就可得到結(jié)果。對(duì)于溫度信號(hào)一般來(lái)說(shuō)是緩變的，通過單片機(jī)的軟件編程，采用查表法實(shí)現(xiàn)，不同的溫度對(duì)應(yīng)不同的過充點(diǎn)，其他點(diǎn)位按照電壓差值依次與過充點(diǎn)對(duì)應(yīng)。具體程序見附件5.5 顯示子程序在顯示程序中.完成發(fā)光二極管LED的顯示功能。通過檢測(cè)蓄電池兩端的電壓，確定LED的電位高低，

36、使LED直觀地顯示紅色、橙色或綠色。5.6本章小結(jié)通過前面幾章對(duì)系統(tǒng)硬件的分析，本章仔細(xì)分析了系統(tǒng)的另一大模塊，軟件部分。要求硬件與軟件相對(duì)應(yīng)，燒入程序后控制器滿足課題的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。標(biāo)志著課題設(shè)計(jì)的圓滿成功。-第22頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告結(jié) 論由于能源的日益緊張，引起人們對(duì)太陽(yáng)能應(yīng)用的熱潮，由太陽(yáng)能極板、充放電控制器、蓄電池等構(gòu)成的產(chǎn)品都有了相對(duì)成熟的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外很多專家也在這方面做了深入的研究。本論文就太陽(yáng)能充放電控制器對(duì)蓄電池的充放電方式、控制器的功能要求和實(shí)際應(yīng)用方面做了分析，完成了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)蓄電池的科學(xué)管理，并將其應(yīng)用到太陽(yáng)能家庭用電系統(tǒng)中。論

37、文的主要工作有：1、對(duì)鋰蓄蓄電池的充、放電過程、影響鉛酸蓄電池使用壽命的各種因素作了分析，確定了太陽(yáng)能充電控制器的總體設(shè)計(jì)方案。2、完成了控制器的硬件設(shè)計(jì)、電路板的繪制，電路的焊接。實(shí)現(xiàn)控制器通過對(duì)單片機(jī)STC12C5408AD的PWM輸出來(lái)控制開關(guān)MOS管的通斷，從而控制充電放電。3、在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)太陽(yáng)能充電控制器進(jìn)行了軟件編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的保護(hù)以及過載檢測(cè)等。4、將充放電控制器應(yīng)用于太陽(yáng)能手機(jī)充電器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的總體方案。本論文在軟硬件設(shè)計(jì)上仍有很多需要完善之處：5、在PCB板的元件布置和布線上要更加合理，以便減少干擾的引入。6、本論文所采用的軟件編程思想，還需要進(jìn)一步在實(shí)

38、際的運(yùn)行中驗(yàn)證其穩(wěn)定性及可靠性。7、延長(zhǎng)蓄電池壽命目前還沒有一個(gè)最好的方式，如何進(jìn)一步保護(hù)蓄電池，采用更優(yōu)的控制方法需要更進(jìn)一步的研究。經(jīng)過一周的努力.太陽(yáng)能充電器幾乎完成了，雖然還存在一些瑕疵，但是我相信以后不斷地努力會(huì)有進(jìn)步的。在這次的做板過程中與遇到了前所未有的困難，最后在老師和同學(xué)的幫助下還是解決了。在這里我非常感謝幫助我的老師和同學(xué)。同時(shí)我也大膽地將我的產(chǎn)品上傳到這里給大家一起分享。成品圖如下：-第23頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告-第24頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告致 謝本課題在選題及研究過程中得到葉俊明老師的悉心指導(dǎo)。老師們多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，

39、幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)拔、熱忱鼓勵(lì)。老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅受我以文，而且教我做人，對(duì)老師的感激之情是無(wú)法用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)的。在此，我還要感謝我們組員王娜同學(xué)和黃宇同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。通過這次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)，是我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利完成，在此向內(nèi)桂林電子科技大學(xué)電子信息工程系給我這次實(shí)訓(xùn)的

40、機(jī)會(huì)。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入可提到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！最后我再次感謝指導(dǎo)老師的關(guān)心和幫助以及在本次實(shí)訓(xùn)中幫助我的所有以前幫助過我的老師和同學(xué)，是你們的幫助和支持，讓我完成了本次實(shí)訓(xùn)，祝你們身體健康萬(wàn)事如意！-第25頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告參考文獻(xiàn)1 葉俊明 .單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2鄧長(zhǎng)生 太陽(yáng)能原來(lái)應(yīng)用3王連英,張永生，模擬電子技術(shù)4楊金煥，等一種獨(dú)立光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新方法太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，l9955馮垛生太陽(yáng)能發(fā)電原理與應(yīng)用M人民郵電出版社，20076張秀國(guó)單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M北京航空航天大學(xué)出版社，20037周立功，夏宇文單片機(jī)與CPLD綜合應(yīng)用技術(shù)M北京航空航天大學(xué)出版社，20038 郭天祥 單片機(jī)原來(lái)與應(yīng)用-第26頁(yè)-桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告附錄1顯示程序#include STC12C5410ad.h #include #include define.h#include stc_eeprom.h #include ad.h#include writejing.h #include pvgz.h#include init.hvoid int_t1() inter