基于太阳能的移动电源.doc

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 电子科学与技术 班级学号： 0801-30 学生姓名： 姚欢 指导教师： 王利强 副教授 二○一二 年 六 月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于太阳能的移动电源Mobile supply based on solar energy专业班级：电科 0801学生姓名：姚欢指导教师：王利强 副教授系 别：电子工程学院2012年6月摘 要太阳能作为一种可再生能源逐步在各个领域得到广泛应用随着光电转换效率的提高，体积较小的一块太阳能电池板所能提供的电压和电流完全可以满足对普通的电压幅值较小的用电器进行充电，而且太阳能电池板可以工作在多种环境下，只要接受到的太阳光足够的强烈就可以满足光电转换的需求，同时太阳能电池板提供的是直流电源，相比使用交流电源充电时更加安全可靠所以，本设计旨在利用太阳能的储能特点，结合电路的运用，制作出简易的太阳能移动电源本设计制作的移动电源，通过太阳能电池板，将太阳能输入的光能转化为电能，再利用MC34063芯片实现DC/DC降压，将由太阳能转化成的电能经过电路变换为稳定直流电给用电器充电，并采用ADC0809芯片进行数模转换，将太阳能输入的模拟信号转化为数字信号，传递给AT89S52单片机，通过程序的控制，让充电的电压和电流显示在液晶屏上，并能在电池充电完成后自动停止充电。

再运用7812和7805芯片将太阳能输入的电压幅值降至5V左右，为单片机供电关键词：太阳能移动电源；数模转换器ADC0809；AT89S52单片机；降压模块ABSTRACTSolar energy as one kind of renewable energy has been gradually widely used in various fields. With improvement of photoelectric conversion efficiency, even a small piece of solar panels can completely provide enough voltage and current that satisfies the charging of appliances which use lower voltage than normal ones. Furthermore, solar panels can work in a variety of circumstances, as long as the light of the sun accepted is strong enough to meet the conditions of the photoelectric conversion. Solar panels offering dc power, meanwhile, has more safety and reliability compared with the ac power charge. So, the aims of this design is using solar energy, combined the utilization of circuit, to make a simple solar mobile power.The design of production of portable power source, through the solar panels, converts input solar energy into electricity, then use MC34063 chip to complete DC/DC voltage reduction. The electrical energy changed from solar energy is stabilized to the DC power to charge appliances through the circuit. Using ADC0809 chip analog-to- digital conversion, the input analog signal of solar energy will be transformed into digital signal, and be sent to the AT89S52 chip. The charging voltage and current will display on the LCD screen by program control and automatically stop after the battery is full. At the same time, the chip 7812 and 7805 make the voltage of solar input dropping to around 5V to supply the SCM.Key Words：solar mobile power; D/A conversion ADC0809; AT89S52 SCM; step-down moduleII目 录1 引言 11.1 太阳能电池工作原理 11.2 设计内容及思路 12 设计方案及原理 33 硬件设计 43.1 单片机供电电路 43.1.1 电源稳压器 43.1.2 电路设计 53.2 基于AT89S52 单片机的液晶显示控制电路 53.2.1 AT89S52单片机 53.2.2 12864显示屏 63.2.3 电路设计 73.3 数模转换电路 83.3.1 ADC0809芯片 83.3.2 74HC74芯片 123.3.3 电路设计 123.4 DC/DC降压模块 133.4.1 MC34063芯片 133.4.2 电路设计 143.5 继电器控制模块 164 软件设计 174.1 系统整体程序设计 174.2 电路启动初始化 184.3 按键采集程序 204.4 显示屏显示子程序 224.5 充电子程序的设计 27结 论 30参考文献 31致 谢 32附录A:硬件电路图 33附录B:单片机程序 36天津职业技术师范大学2012届本科生毕业设计1 引言基于太阳能的移动电源具有节能、环保、安全、方便、寿命长、适用广等特点，十分具有价值。

它的永久性、灵活性、干净清洁等优点给新能源开发带来了无限的创新空间，其采用太阳光能，无需市电，无后期运行费用，节约用电，是国家大力推广使用的绿色环保节能能源，它可任意安装，不受位置限制，安装使用简单，哪里有阳光哪里就有电，其科技含量高，技术先进，故障率低，基本免维护，维修量极少，操作简单，只要轻轻一按就有电源输出当电力、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，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光电材料吸收光能后发生的光电子转移反应产生电能的，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池、以无机盐多元化合物为材料的电池、纳米晶太阳能电池等从长远来看，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能比较切实可行的方法，可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景1.1 太阳能电池工作原理太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置 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。

这就是光电效应太阳能电池的工作原理太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光-热-电转换方式，另一种是光-电直接转换方式1.2 设计内容及思路本充电器通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，转化来的电能主要供两部分电路使用：1、通过7812和7805芯片将太阳能输入的高幅值电压降低为5V，从而为单片机供电2、经过DC/DC变换电路处理后，由充电电路为负载供电本电路采用的是开始恒流快速充电，待电池电压上升到设定值时，自动转入恒压充电的方式，并且这样有利于保存电池容量充电过程中采用发光二级管进行指示，系统中设计有完备的过压保护，避免因电池过度充电而损坏由DC/DC变换电路转换而来的信号传输给ADC0809信号，进行数模转换，再将所得的数字信号传递给单片机，通过程序的控制，使液晶屏显示充电电流和电压另外，选用了光耦合器来控制继电路，从而很好地将单片机与外界电路隔离，避免单片机控制部分受到一定的影响，而且当用电器充电达到设定的幅值后，可以利用继电器将电路断开，从而起到保护电路和用电器的作用文中介绍设计的太阳能移动电源，与普通的移动电源相比，它的特殊之处除了能源的供应来自太阳能电池板外，还充分利用了单片机的智能性，设有完备的电压电流检测保护电路，并通过显示电路显示电路状态，通过功能键可以灵活的选择电路输出，为不同的电子产品提供充电。

把太阳能电池板放在一个有阳光的地方，即可以为一般电源提供一个方便的太阳能充电点这种便捷的太阳能充电器几乎可以在任何地方补充电力，从而获得通信的自由2 设计方案及原理如图2-1所示，由太阳能输入的电压分为两部分使用，一部分经过单片机供电电路，将电压降至5V，从而驱动单片机，使其工作，通过单片机的程序控制显示电路的显示；另一部分电压通过DC/DC降压模块将电压降低，供外界用电器充电使用，同时将DC/DC降压模块的输出电压传送给ADC0809芯片，完成数模转换的功能，再将转换成的数字信号传递给单片机，通过单片机的控制，利用继电器实现光电耦合，将单片机和外围电路隔离，同时利用单片机内的程序控制显示屏，将输出电压和电流显示出来AT89S52按键太阳能电池板单片机供电电路显示电路12864用电器ADC0809可调型DC-DC变换电路继电器控制电路图2-1　设计框架图3 硬件设计3.1 单片机供电电路3.1.1 电源稳压器该部分电源稳压器件选用的是7805和7812芯片，78系列集成稳压器是常用的固定正输出电压的集成稳压器，输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等规格，最大输出电流为1.5A。

7805输出电压为5V，7812输出电压为12V78系列是三端稳压集成电路，且为有正电压输出这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端它的样子像是普通的三极管用78系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，采用了噪声低、温度漂移小的基准电压源，使用起来可靠、方便，而且价格便宜该系列集成稳压IC型号中的78后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7805表示输出电压为正5V，7812表示输出电压为正12V在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条。