《毕业设计（论文）基于单片机的太阳能充电系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）基于单片机的太阳能充电系统的设计（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于单片机的太阳能充电系统的设计基于单片机的太阳能充电系统的设计 摘要 化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度也在不断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种再生能源它具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点，有着广阔的应用前景。因此，本论文设计太阳能充电系统，整个系统由电源变换电路、采样电路、处理器、脉宽调制控制器和电池组组成。该设计通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，经过DC/DC变换电路处理后，为蓄电池充电。系统通过脉宽调制对电池充电过程进行智能控制，从而提高太阳能电池输出功率及电池的使用效率，达到延长电池使用寿命的目的。关键词 太阳能；充电；CUK变换器；单片
2、机Design of Solar-Electric Charging System Based on MCUAbstract: With the depletion of fossil energy, people pay more and more attention to environmental protection. Looking for clean alternative energy becomes more urgent. Solar energy as a renewable energy it has an inexhaustible and clean and safe
3、 and so on，so have a broad application prospects. Therefore, this thesis, a solar charging system, the entire system consist of the power conversion circuit, sampling circuit, processor, pulse width modulation controller and battery pack composition. This design solar by way of panels convert solar
4、energy into electricity, through DC / DC converter circuit processing, charging the battery. The process of charging the battery is controlled by pulse width modulation, thereby output power of the solar cell and battery life are improved, extend the battery service life.Key words:朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典 S
5、olar energy; charge; CUK converter; SCMII目 录1 引言11.1课题研究的背景和意义11.2 太阳能光伏电池的工作原理21.3 开关电源介绍.21.3.1 开关电源和线性电源的区别.21.3.2 开关电源的工作原理.31.4 本论文所做的主要工作.42 系统设计方案.52.1 整体设计方案.52.2 各模块方案设计.52.2.1 直流DC-DC电源转换电路选择52.2.2 生成PWM波方式选择72.2.3 模数转换ADC采样电路选择83 系统的硬件设计与实现93.1 主处理模块93.2 DC-DC变换(Cuk电路) 93.2.1 Cuk电路工作原理93.
6、2.2 参数设计.133.3 模数转换模块设计143.3.1模数转换原理及主要技术指标143.3.2 ADC0809介绍153.3.3 ADC0809与单片机的接口电路163.4 按键电路设计.173.5 显示电路184 系统的软件设计.194.1 系统整体程序框架194.2 电路启动初始化.194.3 按键采集程序204.4 数码管显示子程序214.5 数据采集及模数转换程序224.6 充电子程序的设计234.7 电源子程序的设计23结束语25参考文献26附录27致谢321 引言1.1课题研究的背景和意义当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，
7、越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接产生电能，不需要消耗燃料和水等物质，使用中不释放二氧化碳在内的任何气体，是对环境无污染的可再生能源。这对改善生态环境，缓解温室气体的有害作用具有重大意义。目前，太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的输电线路。但是，从长远来看，随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光电转换装置的发明，各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求，太阳能电池仍将是利用太阳辐射比较切
8、实可行的方法，可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。1.2 太阳能光伏电池的工作原理图1 光电效应太阳能电池的工作原理图太阳能光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。原理如图1太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。1.3 开关电源介绍开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开
9、关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外，开关电源输出电压也有三种工作方式：直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样，前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作方式多用于开关稳压电源。1.3.1 开关电源和线性电源的区别(1) 线性电源：线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。线性电源是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压，要达到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压，这种电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音。但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，而且电压反馈电路是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的散热片。这种电源不适合计算机等设备的需要，将逐步被开关电源所取代。(2) 开关电源：开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流
