基于单片机的太阳能充电系统设计
基于STC89C51的便携式太阳能充电器设计
基于STC89C51的便携式太阳能充电器设计张鹏【摘要】when electronic products are used outdoors its battery capacity is limited, it can affect users' normal use, a portable multi-purpose solar charger is designed. The charger can convert solar energy into charging voltage which fits for battery of electronic products, and can adjust different voltage, with built-in battery can meet portable power supply demand when the user is in outdoors. The system uses STC89C51 microcontroller as the control core, structured by boost circuit, photoelectric conversion circuit, overcharge protection circuit, voltage regulation circuit and digital display circuit. The performance of system is tested, the results show that the system has advantages of wide output voltage range, simple structure and high reliability, with mains charging function;it can meet different load requirements charging voltage under a variety of conditions.%针对电子产品在户外使用时电池容量有限，影响用户正常使用的问题，设计了一种便携式多用太阳能充电器。
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛的关注和应用。
太阳能热水器作为一种常见的太阳能应用产品，其在节能减排、提高生活质量等方面具有显著的优势。
然而，太阳能热水器在实际使用过程中，仍存在一些问题，如水温控制不稳定、能效利用率不高等。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计方案。
该系统以51单片机为核心控制器，结合温度传感器、水位传感器、执行机构等硬件设备，实现了对太阳能热水器水温和水位的精确控制。
通过实时监测水温和水位信息，系统能够自动调整加热功率和补水流量，确保水温稳定在用户设定的范围内，同时避免了水资源的浪费。
系统还具有故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在的故障问题，提高了系统的可靠性和稳定性。
本文首先介绍了太阳能热水器的工作原理和现状，分析了传统控制系统存在的问题和不足。
然后，详细阐述了基于51单片机的太阳能热水器控制系统的硬件组成和软件设计。
在硬件设计方面，本文介绍了各个硬件模块的功能和选型原则，包括温度传感器、水位传感器、执行机构等。
在软件设计方面，本文详细说明了系统的控制算法和程序流程，包括温度控制算法、水位控制算法、故障诊断算法等。
本文通过实验验证了系统的可行性和有效性，为太阳能热水器的智能化、高效化提供了有益的探索和实践。
本文的研究不仅有助于提升太阳能热水器的能效利用率和用户体验，还为其他可再生能源应用产品的智能化控制提供了有益的参考和借鉴。
本文的研究成果对于推动太阳能热水器行业的技术进步和产业发展具有重要的现实意义和应用价值。
二、太阳能热水器控制系统总体设计太阳能热水器控制系统的总体设计是确保整个系统高效、稳定运行的关键。
在设计过程中，我们充分考虑了太阳能热水器的实际应用场景和用户需求，以及51单片机的性能特点，从而构建了一个既实用又可靠的控制系统。
基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书(毕业论文）题目：基于单片机的太阳能热水器测控系统的设计学生姓名：田文帅学号：0605106428专业：自动化班级:自2006—4班指导教师:贾玉瑛高级工程师1内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）基于单片机的太阳能热水器测控系统的设计摘要众所周知，世界上的能源危机越来越严重，迫切需要找到新的能源来代替传统能源。
而太阳能以其能源干净，安全可靠，源源不断的来源备受人们青睐，在对太阳能的利用当中，太阳能热水器无疑是技术最成熟的。
本文结合实际太阳能热水器的具体应用，设计了以AT89S51单片机为核心，AD590温度传感器，OP07高精度运放大器，ADC0832芯片等元器件为基础的太阳能热水器的智能控制器，详细描述了它的工作原理和设计方案。
根据太阳能热水器对控制器的要求，给出了系统硬件设计及软件的实现方法，从而实现了自动与手动上水，自动与手动加热，温度水位显示等实用功能。
全文分为3大部分，第一部分是绪论部分结介绍本设计的目的要求以及市场前景分析和设计的思路方法.第二部分是硬件电路的设计部分，详细介绍了硬件的电路图和硬件的控制原理以及控制方法。
第三部分为设计的软件设计部分，描述了设计的软件程序.关键词：单片机、太阳能热水器、温控系统I内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）A b s t r a c tThe solar energy water heater with the advantages of clean energy by the welcome of people。
Based on the practical application of solar water heater, design with AT89S51 as the core，the temperature sensor AD590 to OP07,High precision operation amplifier, ADC0832 chips on the basis of components of the solar energy water heater only controller, a detailed description of its working principle and design scheme。
基于单片机的太阳能充电装置设计
1.引言在太阳能的有效利用当中，太阳光能利用是近些年来发展最快，最具活力的领域。
本设计开发出一种具有实用价值的太阳能充电系统，可以对电池进行充电。
给人们带来了极大的方便，有一定的社会价值和经济价值。
2.设计思路太阳能充电器的设计，以太阳能电池板为能源核心对硬件电路进行供电，控制电路以单片机为核心，整个系统由Ｄ／Ａ转换部分、数码管显示部分、电源可调输出部分、遥控输入控制四大部分组成。
系统对数据的采集及处理都采用单片机来实现。
本设计采用５Ｖ３６０ＭＡ的太阳能电池板对５１单片机进行供电。
用红外接收头对红外遥控器发出的数字信号输送到单片机进行数据处理，通过数码管显示数据，单片机将接收到的数据通过Ｄ／Ａ转换将数字量转换成模拟量，再经过ＯＰ０７运算放大器将电压输送到充电电压控制电路来控制充电电压的输出。
3.系统结构设计系统总体框图如图１所示。
以太阳能电池板作为供电电源，以５１系列单片机作为数据处理及控制的核心，框图中的中间部分是ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机，作为充电器的核心部件单片机主要完成数据的采集、处理、数模、数据输出显示等。
图１系统结构框图4.系统硬件电路设计４．１核心器件电路单片机最小系统的核心部分包括单片机芯片、振荡电路及复位电路。
图２单片机系统４．２Ｄ／Ａ转换部分数据转换模块选择的是ＤＡＣ０８３２，其中图３中所示的是将单片机输送的数据通过该芯片把数字量转换成模拟量，然后进行输出模拟数据。
、图３Ｄ／Ａ转换部分４．３基准源电路如图４所示为基准源电路。
ＴＬ４３１是ＴＬ、ＳＴ公司研制开发的有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。
它的输出电压用可调电阻就可以任意地设置到从Ｖｒｅｆ（２．５Ｖ）到３６Ｖ范围内的任何值。
其主要由ＴＬ４３１、分压电阻等组成。
图４基准源电路４．４放大电路ＯＰ０７是高精度低失调电压的精密运放集成电路，用于微弱信号的放大，如图５所示。
放大单元电路由集成运放ＯＰ０７、比例电阻、调节零点漂移电压的电位器等构成。
基于单片机的太阳能充放电系统设计
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基于单片机的太阳能充电系统设计
2019.22科学技术创新使用制度作出明确规定，并对管理工作的多个环节进行定期评估；其次，需要对用户进行必要的安全教育，有效地提高用户安全意识，免受外界信息的入侵，例如，要求网络使用人员要谨防不明来源的邮件，尤其是包含可执行程序的邮件要及时删除，避免遭受入侵，同时保护账号密码，提高安全意识，避免邮箱与其他邮箱建立转发关系，也不要将自己的账号密码告诉他人；最后，需要及时地监控学生的用网行为，对学生加强用网安全教育，从源头上采取相关措施来保证高校网络的安全。
3.2应用网络安全技术网络安全技术是高校计算机网络安全建设当中的重点环节。
计算机网络安全涉及网络通信系统的安全、计算机操作系统的安全以及相关软件系统的安全，因此高校计算机网络安全的技术措施也主要是从这三个方面入手，构建完善的高校计算机网络安全技术：3.2.1做好计算机网络防火墙技术，防火墙是实现计算机外部网络与内部网络隔开的技术手段，通过防火墙可以有效阻止不明外部网络的入侵，是拦截黑客入侵的第一道大门，因此高校一定要完善防火墙技术，高校网络建设要采取优秀的防火墙软件，防火墙在选购时一定要符合当前高校具体的网络建设情况。
3.2.2加强计算机网络的加密技术。
首先，要加强传输过程中的数据加密技术，传输过程中的数据加密主要为有线加密和端端加密；其次，数据储存的加密。
数据储存加密主要包括：密文储存和存取控制，密文储存是通过加密算法转换、附加密码等形式实现，存取控制就是对用户的信息进行审查与控制，防止不合法用户存取数据和合法用户不能存取数据。
3.3安装防杀病毒软件高校计算机网络安全的有效防护措施就是在计算机系统中按照杀毒软件，通过杀毒软件可以及时的将计算机网络中的病毒清理掉，避免病毒的侵犯，因为市场中的杀毒软件一般都具有分析、扫面、杀毒、优化等功能，如果在网络运行过程中，出现了病毒，杀毒软件都会做出相应的警告，并且删除相应的病毒。
因此高校要在其校园网络的中心主机中安装适合高校网络运行的杀毒软件，通过主机的杀毒软件对高校计算机网络进行统一的管理，杀毒软件在安装以后，要采取定期与不定期的方式对计算机网络进行杀毒处理，避免因为病毒侵犯导致网络被破坏。
基于单片机的太阳能充电器
基于单片机的太阳能充电器摘要：随着光伏产业的迅猛发展，涌现出了许多利用太阳这一能量来源的节能产品。
本设计就是利用太阳作为能量来源的基于单片机控制的蓄电池充电器。
本设计考虑到了接入蓄电池的额定电压大小不同，为了方便通用，可以调节充电电压。
输出的充电电压采用Buck/Boost电路进行，通过单片机输出的PWM波去控制输出的电压大小。
由于太阳能技术受一定外界条件的影响，所以本设计还可以使用市电作为替代电源，提高了设计的可靠性，本设计可以大规模推广使用。
关键词：太阳能Buck Boost 电压检测电流检测1、引言近年来，随着科技的发展，光伏产业发展迅速，太阳能作为可再生能源在不久的将来势必会取代不可再生的能源进而成为主流能源。
在当今社会，越来越多的设备小型化，这使得镍镉电池的应用越来越广泛。
对电池的充电也越来越频繁，我国正在努力构建节约型社会，节约资源已经成为全社会的共同责任和共同行动。
因此本设计设计一种对镍镉电池充电的充电器，该充电器可对镍镉电池进行充电，并具有电池充电指示、充电截止电压选择以及自动断电功能。
2、硬件设计思路本设计设计的一种电池充电器本质上是对普通电池充电器的拓展，它既能用市电对电池进行充电又能用太阳能对电池充电并在充满电量后可以自动停止充电。
通过对电池电压与电池电流的检测与设定值的比较判断电池是否应该充电，并通过按键选择充电截止电压以后对电池进行充电。
开关用来选择充电方式，是否用市电对电池充电。
2.1 单片机单元电路设计该充电器以STC89C52RC单片机为控制核心，ADC0809为电压检测芯片，MAX471为电流检测芯片，通过CH340串口电路完成与PC机通信。
系统包括STC89C52RC单片机核心控制单元，电压和电流检测电路设计，BUCK电路单元，通信单元、按键和LED显示单元单片机的P1口的0-2号管脚接键盘选择充电截止电压，P1.3管脚接推挽电路控制PMOSTPL8103开关管的关断与导通，P1.4-P1.7接LED电路显示系统当前充电截止电压。
基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计与实现
摘要随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人们所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。
太阳能具有储量的“无限性”、存在的普遍性，并且几乎不产生任何污染。
鉴于此，人们在大力的发展太阳能产业。
太阳能热水器顺应时代发展的要求，满足人们对环保绿色产品的需求。
在人类文明程度日益提高的今天，它是现代文明社会的最佳选择。
本文提出了一种新型的太阳能热水器控制系统设计方案。
本设计采用MSC-51系列单片机AT89S52作为中央处理器，采用DS1302实时时钟，12864点阵式液晶显示屏等模块，完成时间温度水位的显示，以及时间和温度的设定等功能。
关键词：太阳能热水器；单片机；实时时钟；液晶显示屏ABSTRACTAs the global population and economic growth, energy use of environmental problems and causes gradually recognized, "low-carbon economy," the concept became part of the people of vision. Solar energy has reserves of the limitless ", the universality of existing, and almost does not produce any pollution. In view of this, people in the development of solar energy industry. Solar water heaters, in conformity with the requirements of the times, are meeting the demand for green products. In human civilization increasingly today, it is a modern civilized society.A new solar water heater control system design. This design incorporates MSC-51 MCU AT89S52 as central processors, a real-time clock using DS1302, 12864, dot-matrix LCD module, completion time display of the temperature level, as well as the time and temperature setting.Key words：Solar water heater; chip; clock; LCD screen目录摘要 (I)ABSTRACT ............................................................................................................................................ I I 1前言.. (1)1.1太阳能热水器的组成与工作原理 (1)1.2太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 (2)1.3太阳能热水器的应用及意义 (3)2太阳能热水器控制系统的硬件设计 (4)2.1 主控芯片模块 (4)2.1.1 主控芯片模块电路 (4)2.1.2 主控芯片简介 (5)2.2 实时时钟模块 (9)2.2.1 实时时钟模块电路 (9)2.2.2实时时钟简介 (10)2.3温度传感器模块 (13)2.3.1温度传感器模块电路 (13)2.3.2温度传感器简介 (14)2.4液晶显示模块 (17)2.4.1液晶显示模块电路 (17)2.4.2液晶显示屏简介 (17)2.5键盘输入模块 (20)3 太阳能热水器控制系统软件设计 (22)3.1 KEIL uVISION 3软件环境 (22)3.2太阳能热水器控制系统软件设计流程图 (23)3.3太阳能热水器控制系统软件功能的实施 (24)3.3.1初始化程序 (24)3.3.2按键检测及处理程序 (26)3.3.3读取温度的程序 (28)4太阳能热水器控制系统整体调试 (30)4.1 Proteus仿真环境 (30)4.2太阳能热水器控制系统调试过程 (31)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)1前言在我设计太阳能热水器的控制系统之前，首先了解一下太阳能热水器的组成与工作原理，了解一下太阳能热水器的基本构架和工作过程，以及太阳能热水器发展概况和深远利用价值。
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基于单片机的太阳能充电系统设计
作者：赵明冬,刘筠筠,张军
来源：《计算机光盘软件与应用》2011年第16期
摘要：本文针对太阳能锂电池充电系统的设计为例，分析探讨了其通过校正太阳能板的角度以实现对太阳的位置自动跟踪的方法，同时也对最大输出功率点的追踪进行了研究。
关键词：单片机；太阳能充电；最大功率点
中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 16-0000-01
MCU-based Design of Solar Charging System
Zhao Mingdong,Liu Junjun,Zhang Jun
(Zhengzhou Institute of Science&Technology,Zhengzhou450064,China)
Abstract:Solar battery charging system for the design,for example,analysis of their solar panels through the correct angle of the sun's position in order to achieve automatic tracking methods,but also on the maximum output power point tracking has been studied.
Keywords:Microcontroller;Solar charger;Maximum power point
随着科学技术的进步以及社会经济的发展，人类对不可再生资源的消耗在逐渐加大。
近几年，由于太阳光能的利用研究领域逐步得到突破，使得它越来越受到人们的关注。
太阳能电池从上世纪的五十年代开始，就得到了快速发展，其技术也已经趋于成熟。
一、设计思路
本文针对太阳能锂电池充电系统的设计为例，对相关的技术和方法进行了设计和探讨。
在本太阳能充电系统的设计中，主要实现三个部分的功能：1）对太阳的位置跟踪，以达到最大的利用率；2）通过设计以达到针对锂电池进行充电的目的；3）采用现在最新的算法及技术等以实现对最大功率点的跟踪。
其中能源的核心是太阳能电池板，由其对硬件电路进行供电。
在本设计中，单片机是控制电路的核心，它主要实现采集和处理数据的功能。
控制电路由四个部分组成：数码管显示、遥控输入控制、D/A转换和电源可调输出等部分。
二、系统设计
（一）对太阳的位置跟踪。
在提高太阳能利用率的措施中，对太阳的跟踪无疑是一个非常好的手段，同时，现在这方面的研究中也突破了一些技术限制。
方位-俯仰双轴跟踪系统是现
在使用最为广泛的方法。
其原理是使用程序来计算出太阳的位置，然后再控制两部电机在水平面与铅垂面内驱动各自转轴已达到所需要的最佳角度，在这个原理中，方位轴为与地面垂直的轴，而俯仰轴为平行于水平面的轴。
因此，就达到了跟踪太阳的目的。
跟踪系统与控制系统两部分组成整个太阳光线自动跟踪系统。
转动式跟踪装置与跟踪传感器组成了跟踪系统，同时驱动电路、嵌入式最小系统及传感器接口组成其控制系统。
跟踪装置的结构可以采取如下模型：把第一个步进电机安装在底座上，将主轴与其支撑轴承固定在底座上，同时主轴相对于底座能够发生转动，把支架与转动架安装固定在主轴上面；把第二个步进电机与太阳电池板安装固定在支架上，太阳电池板相对于支架也能够发生转动，第二个步进电机的输出轴与太阳电池板相连接。
在光线有偏移情况下，控制系统使两路控制信号分别发出，一路控制信号对第一个步进电机进行驱动，驱动转动架与安装在转动架上的支架及主轴发生转动，以保证太阳光线方位的跟踪能够实现；另外一路控制信号对第二个步进电机进行驱动，驱动太阳电池板能够相对于支架发生转动，以确保太阳光线高度角的跟踪实现。
如此通过第一个步进电机与第二个步进电机的一起运行，使太阳电池板可以垂直于太阳光线，进而保证太阳光线的跟踪实现。
同时太阳光线跟踪传感器的设计重点依靠光敏电阻，主要通过半导体光电导效应而制成的特殊电阻器就是光敏电阻，其对光线相当敏感。
当没有光照射时，其呈现高阻状态；在有光照射情况下，它的电阻值立即减小。
（二）对手机锂电池充电过程的实现。
在手机锂电池电压小于4.2V时，可以采用恒定电流充电模式进行充电；当电池电压增加到4.2V时，能够采用恒定电压模式进行充电。
锂聚合物电池或者锂离子电池的充电电压不应该高于4.25V，不然可能造成过充电现象或者对电池的使用寿命产生不利影响，在严重时，将造成电池爆炸或者报废，因此充电芯片的恒压充电电压的典型值需要保持在4.2V，它的最大误差不得大于42毫伏，在设计过程中，可以采用电压调制放大器对充电电压进行调制，采用电流调制放大器对充电电流进行调制。
当电池电压小于4.2V时，电流调制放大器进行充电回路的主导；当电池电压增加到4.2V时，电压调制放大器进行充电回路的主导。
（三）实现对最大功率点的跟踪。
在工作过程中，随着环境的变化，太阳电池的输出也将发生变化，会对太阳电池的输出效率产生严重影响，使能量严重损耗。
为了能够对能量进行最佳利用，需要合理采用对策，保证电池的输出能够对气候的变化条件进行自动跟踪。
在目前，CVT—恒定电压法，登山法，数控匹配法与功率微分法就是常见的控制策略。
还可以运用新的控制方法——二次插值法，进行太阳电池最大功率点的寻找。
在设计中，可以运用脉宽调制方法，同时利用晶体管工作于开关状态，会把太阳电池输出的直流信号改变成为具有可变占空比的方波信号，进而使太阳电池阵列的等效负载发生改变。
太阳电池和晶体开关管串联，通过控制器，能够输出可变占空比的PWM波，进而控制充电流电压，保证最大功率点跟踪的实现。
同时该系统的软件可以采用C语言进行编写，其重点包括下列三个方面：
（1）初始化程序：不仅完成内部晶振到外部晶振切换的工作，还要完成定时器、I／O口以及A／D转换接口、PWM口的初始化工作。
（2）A／D转换程序：能否准确的寻找到系统最大功率点的关键就是数据的采集，在该系统中，将会反复调用AD采样子程序，保证在不同占空比控制下的系统输出功率能够计算出来。
在实际工作中，AD采样子程序运用查询方式，保证工作的进行，同时对采集的数据采用软件滤波，此时就能够得到该工作点的电流与电压值。
（3）MPPT程序：当温度与光照强度变化时，太阳电池的输出呈现非线性，然而在某瞬间，相对于占空比，其输出功率是连续可导的，有且只有一个极点。
所以能使用二次插值的方法，以找到系统当前的MPP点，其关键在于初始点的确定与初始区间的确定。
三、结语
实际设计中应该合理设计基于单片机的太阳能充电系统，以达到对太阳的位置的最佳跟踪，从而实现对手机锂电池的充电过程，同时应用先进的最大功率点跟踪算法和技术。
当然，每个过程都有待进一步研究和完善。
参考文献：
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