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1、需电路图，翻译及开题报告，联系QQ153893706摘 要当今世界面临着能源短缺与环境污染两大问题，以太阳能电池为核心元件的太阳能光伏发电技术是解决这两大问题的有效途径，在研究和工程应用中，人们需要用太阳能电池测试仪对太阳能电池进行测试获取数据，进而对太阳能电池进行分析评判。本文基于目前太阳能电池研究和工程应用的实际需要，设计了一款基于单片机的太阳能电池数据采集系统，系统主要包括数据采集和数据处理及结果显示两大部分。本文主要从以下两个方面来完成太阳能电池数据采集系统的分析和设计：1根据太阳能电池测试原理和电子电路的相关知识，选用合适的电子元器件设计了能够完成数据采集任务的硬件电路，主要包括温度
2、信号采集单元、光强信号采集单元、电压及电流信号采集单元、模数转换单元和串口通信单元等部分。2用单片机C语言编写了与硬件电路相配合的软件程序，控制硬件电路完成数据采集任务和数据采集部分与PC机之间通过串口进行的数据传输。关键词：太阳能电池；单片机；数据采集 AbstractOur world is exposed to energy shortage and environmental pollution problems,solar photovoltaic technology makes solar cells as its core components, this technology
3、 is an effective method to solve these two problems, in research and engineer application，people need to use solar cell test system to test solar cells, so as to acquire needed data，and to make analysis and judgement to solar cells.Based on the scientific research and productions actual needs, we de
4、signed a solarcell test system based on MCU, this system primarily includes two sections,that is data acquisition and data processing and results displaying. 1. According to the test principle of the solar cell and the related knowledge about electronic circuit, we have choosed suitable electronic c
5、omponents to design a hardware circuit, which can complete the task of data acquisition, this hardware circuit includes temperature data acquisition unit ，light intensity signal acquisition unit, vokage and current signal acquisition unit, analogue to digital conversion unit and serial communication
6、 unit, and so on. 2. We used MCU C programming language to compile sofeware program coordinated with the data acquisition hardware circuit, controlling hardware circuit to complete the task of data acquisition, and the serial communicating between data acquisition section and personal computer。Key w
7、ords : solar cell；MCU；data acquisition目 录第1章 绪论11.1设计题目及背景11.1.1设计题目11.1.2 设计背景11.2 研究目的及意义4第2章 设计原理及要求52.1 太阳能电池的工作原理52.2 太阳能电池的分类62.3 太阳能电池的等效电路72.4 太阳能电池的伏安特性曲线82.5 太阳能电池的性能参数92.6 太阳能电池的测试方法10第3章 方案设计及选择113.1 方案设计113.2 方案选择13第4章 系统硬件电路设计154.1 PIC单片机概述154.1.1 PIC单片机介绍154.1.2 单片机外围电路214.2 电压电流信号采集单
8、元设计224.3 光强信号采集单元设计244.4 继电器单元电路设计254.5 温度信号采集单元设计264.5.1 DS18B20工作原理274.5.2 DS18B20内部结构304.5.3 DS18B20内部命令324.6 步进电机单元电路设计344.6.1 步进电机介绍344.6.2 步进电机结构和原理374.6.3 ULN2003介绍394.6.4 步进电机驱动电路414.7 显示单元电路设计434.8 通信单元设计444.9 电源电路设计46第5章 系统软件设计485.1 系统主程序软件设计485.2 温度采集软件设计495.3 A/D转换部分软件设计515.4 显示部分软件设计535
9、.5 步进电机部分软件设计545.6 通信部分软件设计55总 结57致 谢58参考文献59附 录60外文翻译74第1章 绪论1.1设计题目及背景1.1.1设计题目基于单片机的太阳能电池数据采集系统设计1.1.2 设计背景 能源是人类赖以生存的物质基础，是现代文明的重要保证，可靠、安全的能源供给和清洁、高效的能源利用是实现经济社会发展的基本保证工业现代化所需要的主要能源，如石油、煤、天然气等又都是不可再生能源。因此，能源战略都被世界各国当做其经济发展战略的重要组成部分。随着世界经济的高速发展以及工业化程度的不断提高，世界各国对能源的需求一直保持着强劲的增长势头，能源问题已经越来越成为制约全球各国
10、经济和社会发展的重要因素之一。 同时，能源消费也产生了相当严重的环境问题。石油、煤和天然气都是含碳量很高的能源，在使用过程中产生了大量的C02等温室气体，全球的能源消费所产生的C02等温室气体对全球气候构成了严重的威胁，目前已经成为国际社会关注的焦点。这些温室气体导致地球温度升高，冰川后退、海平面上升，全球性的洪涝、干旱、酷暑、严寒、风暴等自然灾害增多，对工农业生产造成了极为有害的影响。三大含碳能源在燃烧过程中还产生了数量极为巨大的有害气体S02，这是导致酸雨灾害的主要原因。气候科学研究表明，我们的地球已经接近了“临界点”，如果不能使目前的温室气体排放在今后几十年内大幅减少，那么，当前正在发生
11、的气候变化将会造成极其严重的自然灾害。尽管IPCC在第4次评估报告中提出，建议世界各国在2050年时将温室气体排放减至1990年的一半至85%，但科学界仍然认为这个数据比较保守，因为气候变化的速度已超过了人们的预期。从我国的能源状况来看，我国的煤炭资源比较丰富，而石油、天然气资源相对贫乏，从长远的角度来看，我国的能源供给会面临总量上的短缺，我国不可能像美国那样通过政治、经济和军事的力量获取全球的能源资源来解决我国的能源问题。因此，能源问题将成为制约我国经济和社会发展的瓶颈。 我国目前的能源消费结构和能源消费规模已经使坏境不堪重负，能源消费性污染是我国重要的环境污染类型，能源生产和能源消费所引起
12、的环境污染问题已经严重制约了我国的可持续发展，我国潜在的能源需求对环境也造成了巨大的压力。我国未来经济的发展面临着能源短缺、环境保护等一系列严重问题。目前，在世界能源结构中，人类主要利用的是煤炭、石油、天然气等化石能源。这些常规能源，曾极大地推动、并继续支撑着人类社会的发展。但化石能源的大规模开采和使用，使得资源日益枯竭、人类生存环境也不断恶化，还诱发了许多国家和地区之间的经济、政治纠纷，甚至引起了冲突和战争。我国的煤炭储量比较丰富，是世界上最大的煤炭消费国，消耗量占我国总能耗的67%。这是导致我国环境污染和生态恶化的重要原因之一。因此，人类必须未雨绸缪，大力开拓新能源与可再生能源的应用领域。
13、太阳能作为新能源与可再生能源的重要组成部分，有着煤炭、石油、天然气等化石能源无法比拟的优点：(1)储量丰富：太阳能是取之不尽、用之不竭的，照射到地球表面的太阳能是人类目前所消耗能量的 6000 多倍。而且经测算表明，太阳还能照耀地球600 多亿年。(2)应用广泛：太阳能与其它能源不同，它不存在分布的偏集性。只要有阳光的地方就可以就地利用，不受海拔、地域等地理因素的限制。有利于解决偏远乡村、海岛等地区的能源供应问题。(3)绿色环保：太阳能利用过程中，不需要燃料、不产生噪声，没有废气、废水、废渣等的排放。与化石能源对环境造成的污染相比，太阳能的绿色环保显得十分可贵。(4)经济性：虽然目前太阳能发电
14、的成本仍为常规发电的几倍，但随着太阳能利用技术的发展，其利用成本已大大下降。一般来说，太阳能利用的初期投入成本比较高，但由于太阳能无污染、无噪声、取之不尽、分布广泛的特点，从长期来看，其使用成本要小的多。所以,专家们一致认为太阳能是未来最清洁、最廉价的能源。鉴于以上优点，太阳能的开发利用具有巨大的市场前景，不仅能带来很好的社会和环境效益，还具有明显的经济效益。 由于石油、煤、天然气等常规矿物燃料目前己面临供应不足和日益枯竭的局面，并且在它们的使用过程中产生了大量的温室气体和有毒气体，对环境造成了严重的污染，成为全球关注的问题。世界各国都在积极采取措施，开发、利用风能、水能、太阳能、生物质能等可
15、再生能源，已经取得了可喜的成就，为应对常规矿物能源的枯竭做了相应的准备。世界能源消费结构正在向着清洁、低碳或无碳的核能、天然气、风能和太阳能方向发展。 在各种可再生能源中，太阳能是最重要的能源，太阳每天投射到地面上的辐射能理论上可以满足全球每天的能源需求，因此大力开发利用太阳能足解决能源问题的有效途径。太阳能利用的主要形式有光热发电和光伏发电等。光热发电是利用太阳光的热效应，通过热动力装置来发电；光伏发电是利用太阳能电池实现光能与电能的相互转化，从而实现太阳能的利用。 太阳能利用方式中最重要、最具应用前景的技术就是太阳能光伏发电。太阳能光伏发电可以直接将太阳能转换为电能，是一种无需化石燃料、没有污染获取电能的高新技术，是发达国家研究太阳能利用的重点。 随着化石能源的减少以及使用化石能源对气候和生态环境产生的负面影响越来越明显，研究开发清洁的可再生能源成为世界各国实现经济和社会可持续发展的重要战略。由于太阳能所具有的取之不尽、用之不竭的特点，太阳能光伏发电成为最有发展前景的一种新能源技术，世界各国纷纷投入人力物力研究开发太阳能光伏发电技术，将太阳能光伏发电产业做为解决能源和环境问题的战略产业加以重点支持，使全球太阳能光伏发电产业得以迅猛发展。世界各国尤其是发达国家政府都把太阳能发电视为朝阳
