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1、中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： XXX 学 号： 学 院： 信息与电气工程学院 专 业： 电气工程与自动化 设计题目： 单片机控制的太阳能充电器（硬件） 专 题： 指导教师： XXX 职 称： 副教授 2009年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 信电学院 专业年级电气工程与自动化2005-1 学生姓名XXX 任务下达日期：2009 年 2 月 16 日毕业设计日期：2009 年 2 月 16 日至 2009 年 6 月 20 日毕业设计题目：单片机控制的太阳能充电器（硬件） 毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：（1）主观上能以认真的态度对待毕业设计；（2）能积极
2、主动与教师联系；（3）具有较强的动手能力；（4）掌握太阳能电池板的工作原理和蓄电池充电方法；（5）掌握51系列单片机的使用；（6）完成Protel制作的单片机控制的太阳能充电器的原理图；（7）完成与毕业设计内容有关的英文翻译（近三年的文献），不少于3000汉字；（8）完成毕业设计论文。院长签字： 指导教师签字：摘 要在污染和能源口趋紧张的背景下，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。因此，太阳能的利用越来越受到人们的重视。本文试图设计一种切实可行的太阳能充电控制器，通过对蓄电池充电，满足小功率的用户需求。本文重点研究了用AT89S52实现太阳能充电控制技术。
3、详细介绍了100瓦太阳能电池板向12伏蓄电池充电的太阳能控制器硬件系统，包括系统的硬件电路设计、各部分电路的功能、工作原理和电子元器件型号的选取。硬件系统由直流稳压电源电路，A/D实现对蓄电池端电压的动态监测及转换、AT89S52控制以及输出继电器开关电路四个部分组成，完成了整个太阳能充电控制器电路原理图的设计和制作。用PROTEUS仿真软件进行了电路仿真，并且制作了相应的电路板。但是由于时间关系，没能完成实物的实验测试。本文还对太阳能电池的结构原理、太阳能电池板的伏安特性、常用的铅酸蓄电池原理及工作情况作了详细介绍，并在此基础上介绍常用的蓄电池充电方法。关键词：太阳能； 蓄电池； 充电控制；
4、 AT89S52； ADC0809ABSTRACTAgainst the background of energy shortage and its pollution, solar energy as a new kind of energy has a lot of advantages such as large reserves, economic, cleanliness and so on. So, people begin to pay more attention to the use of solar energy. The paper designs a feasible
5、solar energy charging controller and storage batteries are charged to meet the needs of low-power users.This article focuses on the use of single-chip realization of solar charge control technology. 100-watt solar panels to 12-volt solar battery charge controller hardware system is detailed, includi
6、ng system hardware circuit design, the various parts of the circuit functions, working principles and models of selected electronic components. Hardware system is composed of four parts, which are DC regulated power supply circuit, A / D to achieve on the battery terminal voltage of the dynamic moni
7、toring and conversion, AT89S52 relay control and output switching circuit. And finish the entire solar charge controller circuit schematic design and production. PROTEUS simulation with circuit simulation software was accomplished, and a corresponding circuit board was produced. However, due to time
8、 constraints, failed to complete the kind of experimental test.In this paper, also the structure of the principle of solar cells, solar panels of the Volta metric characteristics of lead-acid batteries commonly used in the work of principle was detailed, and the basis of methods commonly used on rec
9、hargeable batteries was introduced.Key words: solar; battery; charge control; AT89S52; ADC0809目 录摘 要iABSTRACTii1 绪论11.1 课题研究背景11.1.1 当前面临的能源和环境问题11.1.2 太阳能的开发和利用21.1.3 光伏发电的特点31.2 蓄电池充电系统31.2.1充电器的发展及其简单的类型31.2.2 太阳能充电器41.3 本课题研究的主要内容52 太阳能电池的研究和分析62.1 太阳能电池的原理62.2 太阳能电池的分类62.3 太阳能电池的等效电路72.4 太阳能电池板
10、的输出特性及影响因素82.4.1光伏电池的主要参数82.4.2太阳的光照强度对光伏电池转换效率的影响102.4.3 温度对光伏电池输出特性的影响102.4.4 本系统所采用的光伏电池112.5 本章小结123 蓄电池133.1 蓄电池的概念及其一般特性133.1.1 电池的定义133.1.2 主要参数指标133.1.3 充放电特性153.2 铅酸蓄电池163.2.1 铅酸蓄电池的电极反应173.2.2 铅酸蓄电池的充放电特性183.3 太阳能-蓄电池充电技术研究203.3.1 恒流充电203.3.2 恒压充电213.3.3 恒压限流充电223.3.4 两阶段、三阶段充电223.3.5 快速充电
11、223.3.6 智能充电233.4 本章小结234 太阳能充电控制器的研究及设计244.1太阳能充电器原理244.1.1 主控芯片的设计244.1.2 模数转换模块ADC0809简介284.1.3 电源模块的设计304.1.4 分频器的设计304.1.5 外围电路的设计304.1.6 ADC0809与AT89S52接口324.1.7 74LS00334.2 单片机的防干扰技术354.2.1 干扰分析354.2.2 硬件抗干扰方法364.3 系统的软件设计概述374.4 本章小结395 结论405.1 全文工作总结405.2 进一步工作设想40致 谢42参考文献43翻译部分45中文译文45英文原
12、文531 绪论1.1 课题研究背景1.1.1 当前面临的能源和环境问题1,2,3,4能源犹如人体的血液。能量以电的形式出现，是现代社会文明的重要标志和基础，“电力技术是通向可持续发展的桥梁”这个论断已经成为共识。人们总是尽可能把一次能源转换为电能使用，电力在终端能源中的比例正在不断提高。但是随着电能利用比例的提高，也带来了很多的问题。一方面，用于发电的传统一次能源如煤、石油等的储藏量有限。随着经济的发展、人口的增加，目前人类所利用的石油、天然气和煤炭等化石能源正在逐步消耗，能源危机已经展现在人类面前。根据目前所探明的储量和消费量计算，石油可用40多年，天然气可用60多年，煤可用200年左右。中
13、国的能源资源储量情况更是危机逼人，中国各种一次能源资源均低于世界平均水平，中国的能源需求面临着更严重的挑战。国家1999年政府白皮书估计，目前我国石油可供开采20年；天然气可供开采60年；煤炭剩余量稍显富裕，但可供开采不足百年。而且随着科技的进一步发展、人口的持续增长等，整个世界面临着能源需求量成倍增长的挑战。另一方面，成倍的能源供应的背后蕴藏着巨大的危害，并且其影响越来越大，这就是由此带来的环境问题。当前，化石燃料的燃烧已经给人们的生活环境带来严重的挑战：大气中的颗粒物和二氧化硫浓度增高，由此带来的直接灾难就是酸雨，在严重被污染的大气中人类和其他生物的健康遭受着痛苦的折磨；大量碳化物的燃烧使
14、得大气中的二氧化碳浓度持续增加，温室效应越趋明显，并且这种势头正在延续，由此带来的直接灾难就是大气变暖、水平面上升等。这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性，往往在污染发生的当时不容易被察觉或预料到，然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。环境污染所带来的最直接、最容易被人们所感受的后果就是使人类环境的质量下降，影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。如不采取积极措施，保护生态环境，将会严重威胁到人类社会的生存空间。随着经济和贸易的全球化，环境污染也日益呈现国际化趋势。因此，无论是从确保长期的能源供应，还是从保护环境的角度出发，开发利用取之不竭而又没有公害的新能源己是势在必行。由此在开发和使用能源的同时，保护好人类赖以生存的地球环境与生态已经成为一个全球性的重要问题。因此节约能源、发展清洁干净的新能源和再生能源是势在必行的。1.1.2 太阳能的开发和利用4,5,6,7,8,正如上面所说的一样，能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础，21世纪是世界能源结构发生巨大变革的世纪。当前，包括我国在内的绝大多数国家都以石油、天然气和煤炭等矿物燃料为主要能源。随着矿物燃料的日益枯竭和全球环境的不断恶化，传统能源(如煤、石油、天然气等)的供给已出现严重短缺局面，人类开始将目光转向
