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摘要摘要出占空比可调的脉冲控制PWM电路，输出任意设定的电压，作为电源使用。它还配备有蓄Thenormaloperationoftheworldcan'tdowithoutenergy,now,themostconsumptionenergyisthefossilenergy,whichisnotrenewable,andwilltendtobeexhaustedsoonafter.Also,theconsumptionoffossilenergyleadtotheacidrain,greenhouseeffectandduststormetc.graduallymaketheecologysufferseriouslydamage.Manycountrieshaverealizedthissituation,theyareallactivelylookingfornewenergyresourcestosubstitutefossilenergy.Asthenewenergyinthisgeneration,solarenergyhasThenormaloperationoftheworldcan'tdowithoutenergy,now,themostconsumptionenergyisthefossilenergy,whichisnotrenewable,andwilltendtobeexhaustedsoonafter.Also,theconsumptionoffossilenergyleadtotheacidrain,greenhouseeffectandduststormetc.graduallymaketheecologysufferseriouslydamage.Manycountrieshaverealizedthissituation,theyareallactivelylookingfornewenergyresourcestosubstitutefossilenergy.Asthenewenergyinthisgeneration,solarenergyhasthecharacteristicsofrenewable,cleanpollution-free,andhasgoodprospectsfordevelopment.Inthisthesis,willintroducetheuseofsolarenergyPhoto-voltaicpowergenerationprincipletogeneratetheelectricity,whichcanbeusedforThedesignoffunctionalistchargerformobilephoneandlithiumionbattery.Asthescreenofsmart-phonebecomebiggerandbigger,thecurrentbatterytechnologycannotmeetpeople'srequirementsofmobilephonebatterylife,sotheyneedakindofchargingdevicethatcanremovable,easytocarry,andcanchargethebatteryofmobilephoneatanytime.Thispapershowsthedesignofsolarenergyfunctionalistchargerisusingofsolarpanelsphoto-voltaictechnologytogenerateelectricity,thenprovidepowerfortheentirecharger.Thevoltageproducedfromthesolarpanelisconstable,afteravoltagetreatment,thephonecanbeconnectedtocharge,alsothephonebatterycanbethrough the charging circuit. During charging, using single-chipmicrocomputerforintelligentmonitoring,whichcanshowthebatterytemperature,chargincurrenancharginvoltagealsosetupprotectivemeasurestoachievethepurposeofprotectionofmobilephonebattery.Thesingle-chipmicrocomputeralsocanoutputtheimpulsecontrolPWMcircuitwhichthedutyratiocanbeadjustable,thevoltagecanbesetupfreely,socanbeusedaspowersupply.Itisalsoequippedwithaccumulator,whenitisinidle,theaccumulatorcanbechargedbysolarpanel.Whenthelightisweak,thetheoutputvoltageofthesolarpanelisinsufficient,canusethepoweroftheaccumulatorforcharging.Comparedwiththegeneralmobilepowersupply,thedesignofthesolarchargerinthispaperhasthefeaturesoffunctional,energysaving,environmentalprotection,sotheadvantagesareobvious.Keywords:Solarenergy;Photovoltaicpowergeneration;Charging;Thebattery;Singlemicrocomputer;目录1引 课题研究背景及意 目录1引 课题研究背景及意 国内外研究现 说明书内容及结 2系统设计与方案论 设计要 方案论 方案一设计原 方案二设计原 方案选 主要器件的选 硬件设 太阳能电池模 太阳能转换成电能的光伏原 太阳能电池板的选 稳压电 PWM控制电 智能控制电 主控芯 复位电 时钟电 按键电 LED显示电 LCD1602显示电 A/D转换电 充电电 温度测量电 3.7.2TP4056充电电 3.7.3电流测量电 程序设 整体程序设计思 子程序设 初始化程子程序设 初始化程 按键采集程 数据采集程 温度采集程 充电子程 电压源子程 系统调 硬件调 太阳能电池 稳压电 A/D转换显示电 PWM控制电 充电电 软件调 A/D转换显示程 PWM控制程 时钟程 温度检测程 充电过程保护程 67系统测试与数据分 太阳能电池板测 稳压电路测 PWM控制电路测 充电电路测 总 谢 参考文 附 1引1.11引1.1用率，在有光的时候利用太阳能为手机充电，多余的太阳能为蓄电池充电，没有光的时1.2据有关资料显示：预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太10%据有关资料显示：预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太10%2040年，可再生能源将占50%50%以上，太阳能光伏发电将占1.32系统设计与方2.1该充电器通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,经过稳压处理后负2系统设计与方2.1该充电器通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,经过稳压处理后负载USB2.22.2.12.12.1如图1-1所示，太阳能电池在光照强度和温度不同的环境输出的电压不同，当输出要稳压电路将电压稳5V供给充电电路使用，经过充电电路经过处理后将电压2.2.22.2单单2.2VPMLDADMIOAD转换采集输出电压送给单片机，将输出电压与设定输出值比较，由单片机自动调节WM占空比，从而可以自动调节设定的输出电压值并显示[8]。整个电路启动后通过按键选择是充2.2.3功能输出电压误差应小于0.2V；给电池充电的电压应小于4.2V。LM7805，7-35V5VTP4056LEDMAX471的功耗极低，且显示的字符数能满足要求；A/DADC080983硬件设3.1如果把p3硬件设3.1如果把p型半导体和n型半导体紧密地结合起来，或者在一块半导体中由于掺杂不pn型半导体，由于电子和空穴的互扩散作用，便形成了p-n结，并在结的两边形成了由n型区指向p型区的内建电场。当光照射时，这些np型区移动，这样，np多空穴，在p-n结附近就形成了与内建电场方向相反的光生电场，它的一部分抵消了内建电场，其余部分则使p区带正电，n区带负电，于是在n区与p区之间产生了光生伏特3.13.2组成结构图如图3.2所示。3.33.4所示。因此，对于稳定电压化化转化率较低，大约在10%，成本低廉，但是光电效应的稳定性不好。195mm*125mm，2.25W，强光下最大空载时的电3.20-10V13 ++D1LM7805可以保护LM7805。满足充电电路电压在4.3以上的要求，但是A/D转换电路的ADC0809需要基准电压5V，5V3.313 ++D1LM7805可以保护LM7805。满足充电电路电压在4.3以上的要求，但是A/D转换电路的ADC0809需要基准电压5V，5V3.3PWMPWMTtT3.6其典型应用电路如图3.7所示：LIS+D -LLII CRCRPWMLIS+D -LLII CRCRPWM3.4复位电路、时钟电路、按键电路、123456783.4复位电路、时钟电路、按键电路、1234567893.4.1口、P2口和P3口，三个定时器，两个中断，全双工串行口[12]。12345678912ADC0809PWM的占空比控制电压的输出。当处于充电过程时，由温度传感器对温度进行测量和由ADC0809对充电电流和充2RESET3.4.3 必须需要一个时钟信号。逻辑电路是将单片机的XTAL1与XTAL2ADC0809PWM的占空比控制电压的输出。当处于充电过程时，由温度传感器对温度进行测量和由ADC0809对充电电流和充2RESET3.4.3 必须需要一个时钟信号。逻辑电路是将单片机的XTAL1与XTAL2与一个2晶振并连，常3.4.4123.14SW2、SW3和一个电阻串联到VCC，I/O预置为低电平，当SW2或者SW3按下时，I/O变SW2，还可通过这3.14SW2、SW3和一个电阻串联到VCC，I/O预置为低电平，当SW2或者SW3按下时，I/O变SW2，还可通过这LED，3.153.15LEDLCD2LCD2123456789示“key1--shoujikey2--dianchi”来提醒是选择为手机充电还是为电池充电，如果选电电流，如果温度过高或者过低，会在第二行显示“Iistoohigh”,继续读取温度显示，如果充电电流过大，会在第一行显示“Iistoolarge”，31123456789BGBG9876543215V88123456785V88123456781273459692536设计中，需要ADC08095个模拟电压进行转换，一是恒压功能时通道012对电池充电电流对应的选择是通过改A,B,C条地址线来选择，对应关系000-111别对IN0-IN7。ADC0809ALE74HC744分频得到。系统中单片机使用14 Q3.7BATMAX471，CEMAX471OUTBATMAX471，CEMAX471OUT3.7.1DS18B203.19的预置值[19]高温度系数振荡池破裂，保护电池。其连接高温度系数振荡池破裂，保护电池。其连接图如3.20示：1TP40564.2V，不3.213.22如图3.23如图3.23STDBY=高阻恒流充电模式充电电流=IBATCHRG强下拉恒压充电模式充电电压=4.2VCHRG强下拉充电电流STDBY=强下3.23TP4056充电循环状态3.2压小于2.9V的时候，用80mA的电流给电池充电，此时为预充电，当达到2.9V后，BAT端输出800mA的恒流给手机电池充电，此时为恒流充电，电压慢慢上升，当达到4.05V的时候，BAT4.2V电压刚给电池充电，而此时充电电流慢慢降低，电池电压也红灯绿灯亮灭灭亮灭灭3.2压小于2.9V的时候，用80mA的电流给电池充电，此时为预充电，当达到2.9V后，BAT端输出800mA的恒流给手机电池充电，此时为恒流充电，电压慢慢上升，当达到4.05V的时候，BAT4.2V电压刚给电池充电，而此时充电电流慢慢降低，电池电压也红灯绿灯亮灭灭亮灭灭亮5432321 48 BAT 2207CHRGSTDBYPROGR10 R115kR123.25TP4056图中，用了两个滑动变阻器来代替图中的R10和R11，通过一个单刀双掷开关来切换选中哪个滑动变阻器，变阻器设定想要的最大充电电流，系统中预设的阻值分别为5.0k和2.5k，可以限定的最大充电电流分别是500mA和250mA，也可按照实际需要调节321 48 BAT 2207CHRGSTDBYPROGR10 R115kR123.25TP4056图中，用了两个滑动变阻器来代替图中的R10和R11，通过一个单刀双掷开关来切换选中哪个滑动变阻器，变阻器设定想要的最大充电电流，系统中预设的阻值分别为5.0k和2.5k，可以限定的最大充电电流分别是500mA和250mA，也可按照实际需要调节电阻器来选择充电电流。CE端接单片机的P3.5口，用于充电的启动和停止，单片机上电后默认低电平，不能充电，当选择充电功能后，单片机输出高电平到CE，TP4056工4.2V3.7.3[20] 3充电电压与电流曲线0 4.00电压2367 8TP4056BAT端，ADC08093OUT2367 8TP4056BAT端，ADC08093OUT端口的电压，电路中采20kOUT10V/A，即如果测得的电压为2.00V，换算后得到的实际充电电流为200mA。手机充电的电流检测也是144程序设4.1整体程序设计中4程序设4.1整体程序设计中主要由PWM程序、采集按键的程序、模拟信号采集程序和转换程组成否是4.14.24.2.1设定。由于程序不可能知道硬件电路的连接，不知道硬件电路连接的单片机I/O口需要的是高电平还是低电平，所以需要人为的设定各个I/O务是：清楚片内的RAM，初始化要用到的4.24.2.1设定。由于程序不可能知道硬件电路的连接，不知道硬件电路连接的单片机I/O口需要的是高电平还是低电平，所以需要人为的设定各个I/O务是：清楚片内的RAM，初始化要用到的I/OAD4.24.2.24.2.2写防止按键抖动的程序，避免因抖动导致程序运行混乱，不能实现功能。本程I/O否是否是4.34.2.3否是4.4否是4.44.2.4DS18B20转换命令实现温度转换，读取转换的温度值[21]LCD160.4否是给手电池充4.64.7所示T是否I4.64.7所示T是否I是否是U否4.74.74.84.2.53.0V、3.5V、4.0V、4.5V、PWM形的占空比来是输出电压等于设定电压。程序流程图如图4.9小大相4.9小大相4.95系统调5系统调本次的硬件电路调试又可以分为几个模块的调试，分别是A/D转换显示电路模5.1.25.1.25VA/DA/DDLEDA/D的IN0，与单片机的连接电路出了问题。对这部分的电路进行了调试，对着原理图一根线一根线的检查，都发现没有问题。然后想到，既然仿真图运行正确，那就是仿真图的线路连DXPADC08098P18P1.0-P1.7P1.7-P.0，ADC08095V4.85VV7805A/DLEDI/OPWMPWM1%的占空5.1.5PWMPWMTP4056TP4056T4.2V，MAX471S8554.10V1/104.10V。但是通过一个开关短路了三极管后，充电电流有所增高，充电完成后的电池电压也能达到4.18V，比较理想，所以开关管应该选择不消耗电压的开关管，经过思考后，试着使用继电器作为智能开关对充电进行控制，然而当继电器从默认状态到通电状态时，系统TP4056CECE5.2的硬件电路，而在软件的调试中也能发现硬件电路的不足之处。就向硬件电路的A/D模块的软件调试中，开始都可以通过KELL进行编译后发现语句中的错误然后进行改5.2的硬件电路，而在软件的调试中也能发现硬件电路的不足之处。就向硬件电路的A/D模块的软件调试中，开始都可以通过KELL进行编译后发现语句中的错误然后进行改成不能正常工作，在加了定时器中断通过P2.4ADC0809500MHz的时钟.4端，LED，CELEDtoohigh”字符，如果温度过高，会显示“Iistoolarge”，如果电池电压达到4.2VLCDfinish”。还可通过按键来调试充电暂6系统测试与数6.16.16.2由此可知，当太阳能板输出的电压在7-110V6系统测试与数6.16.16.2由此可知，当太阳能板输出的电压在7-110V6.26.3PWM输入电压输出电压接上负载后电压接上负载后电流6.36.46.42.90V3.00V-4.15V6.42.90V3.00V-4.15V56.5充电电压充电电流D3TtooD3IistooD3StopD3D3恒压输出实际输出6.1电池U-I特性曲线0 6.1电池U-I特性曲线0 07总本次设计的太阳能多功能充电器已顺利完成，各项功能也基本实现，达到设计的要求。它能够作为电压源使用，也能够为手机和电池充电。电压源输出的电压可以设7总本次设计的太阳能多功能充电器已顺利完成，各项功能也基本实现，达到设计的要求。它能够作为电压源使用，也能够为手机和电池充电。电压源输出的电压可以设3.0V、3.5V、4.0V4.5USB机充电，也可以为手机电池充电，为手机充电可以检测并显示充电电压和充电电流，为电池充电可以检测并显示充电温度、充电电流、充电电压以及充电所需时间，当充电温度、充电电流达到安全值以外则暂不充电，待恢复到正常值再开始充电，当电压达到电池满值电压则结束充电并显示充电完成的时间，设置有暂停充电和时间重置的功能，能够实现电压源输出和充电过程的智能显示和监控。谢辞谢辞参考文G.Prinsloo,R.Dobson,K.Schreve.CarbonFootprintOptimizationasPLCControlStrategyinSolarPowerSystemAutomation[J].EnergyProcedia,2014,49.参考文G.Prinsloo,R.Dobson,K.Schreve.CarbonFootprintOptimizationasPLCControlStrategyinSolarPowerSystemAutomation[J].EnergyProcedia,2014,49.角[J].经济问题探索,2013,11:84-90.C.Diendorfer,M.Haider,M.Lauermann.PerformanceAnalysisofOffshoreSolarPowerPlants[J].EnergyProcedia,2014,49.RobertCarlPietzcker,DanielStetter,SusanneManger,GunnarLuderer.Usingthesuntodecarbonizethepowersector:Theeconomicpotentialofphotovoltaicsandconcentratingsolarpower[J].Applied倪易洲,温利峰.国内外太阳能光伏应用现状与产业发展策略研究[A].中国科学技术协会、福建.从糊式干电池到太阳能电池[N].科技日报,2009-09-23008.王禹.智能型太阳能路灯控制器的应用研究[D].辽宁工程技术大学,2011.袁锡明戴建华.基于单片机控制的智能压力变送器设计与实现[J].化工自动化及仪张帅.太阳能电池工作原理简介[J].灯与照明,2009,03:49-李光权.新型电缆接头温度监测系统—系统设计与实现[D].华北电力大学（北京徐志跃.隔离放大器及其应用[J].实验技术与管理,2011,06:53-刘心红,郭福田,孙振兴,曾丽丽.Proteus仿真技术在单片机教学中的应用[J].实验技术与管章泰.电