太阳能控制器毕业设计论文
太阳能热水器控制仪设计(毕设)
摘要本课题的目的是结合太阳能热水器的具体应用，设计一种用于太阳能热水器的检测控制系统，以更好的实现对太阳能热水器的监控与控制。
太阳能热水器作为太阳能利用中最常见的一种装置，经济效益明显，正在迅速的推广应用。
根据太阳能热水器特点以及对控制器的要求，本文提出了一种基于单片机AT89C52的太阳能热水器智能控制器的设计方法。
本文在分析了解太阳能热水器及其控制器的发展和市场分布状况的基础上，描述了太阳能热水器控制器的组成及其工作原理。
论文完成了控制器的硬件设计和软件设计。
在硬件设计中，利用AT89C52单片机作为控制的中心环节，控制整个系统运作。
利用温度传感器DS18B20和分段式水位传感器作为水温水位测量环节，并将测量结果送单片机进行处理。
利用DS12887作为时钟芯片，以实现时间以及日期的显示。
选用液晶显示模块12864显示水温水位时间及日期，显示部分是人机交换的重要媒介之一。
在软件设计部分采用模块化结构，完成了包括主程序，水位检测子程序、LCD显示等子程序的设计。
系统主程序主要完成一些初始化功能，温度的检测以及控制辅助加热系统，同时完成信号转换及送显示功能；水位检测子程序完成水位测量及送数据功能；显示子程序完成水温水位及时间日期的显示功能；键盘扫描子程序实现功能转换及水温水位时间的设定。
论文通过对整体设计方案，硬件电路，软件程序的设计分析，实现了太阳能热水器的水温水位的检测与控制，具有实际的意义。
关键词：太阳能热水器；传感器；DS12887；单片机； FYD12864-0402BIAbstractThe purpose of this study is to introduce a kind of solar water heater detection based on the application of solar water heater，achieving to do the better monitoring and controling of the solar water heater. Solar water heater，as one of the most common use of the solar energy utilization. The economic benefit is obviously and the popularization and application is rapidly. According to the characteristics of solar water heater and the requirement of the controller，here shows a design method of the solar water heater intelligent controller based on the clock chip DS12887.In the analysis of the article about solar water heaters and control of the development and market condition on the basis of distribution, solar water heaters of the controller and the principle of work. The papers finish the control of the hardware and software design. In hardware design of AT89C52 monolithic integrated circuits to control center segments of the whole system. Use of the temperature sensors DS18B20 and sectional form sensors to measure the level as the water, and measurements taken for processing monolithic integrated circuits. Use DS12887 as the clock, to realize the time and date display. Use LCD modules 12864 show that the level of time and date, the display is part of the exchange of one of the man-machine important vehicle. In software design of structure, use modular completed include the program, the level of the inspection or subroutines LCD display design and so on. The main program of the system performs some of the initialization, the temperature of the inspection and control the heating system and the auxiliary signal to show complete the exercise and function testing programs；the water, the measurement and send data to display the functions；a subroutine to complete the water and time functions of the date display；scan a subroutine into the function and the time set.This paper on the overall design, software, hardware circuit analysis of designs, make the measurement and control of the solar water heater into realize, which has played a significant role in the daily life.Keywords: solar water heater; sensor; DS12887; MCU; FYD12864-0402BII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1太阳能热水器控制器的发展概况及市场分析 (1)1.1.1发展概况 (1)1.1.2市场分析 (1)1.2太阳能热水器控制器的应用及意义 (1)第2章控制器的组成及工作原理 (3)2.1太阳能热水器的结构及工作原理 (3)2.1.1 太阳能热水器的结构 (3)2.1.2 控制器结构及工作原理 (5)2.2控制器的总体设计 (6)2.2.1设计思想及实现功能 (6)2.2.2方案论证 (6)第3章控制器硬件设计 (8)3.1控制器原理框图 (8)3.2单片机外围电路 (8)3.2.1晶振电路 (9)3.2.2上电复位电路 (9)3.3控制器时钟接口电路设计 (10)3.3.1 DS12887时钟芯片简介 (11)3.3.2 时钟电路 (17)3.4温度检测电路设计 (18)3.4.1数字温度传感器DS18B20主要特性 (19)3.4.2温度检测电路设计 (20)3.5水位检测及键盘电路设计 (20)3.5.1水位检测电路设计 (20)3.5.2键盘电路的设计 (21)3.5.3总体电路设计 (21)3.7显示接口电路的设计 (21)3.7.1 FYD12864-0402B模块简介 (22)3.7.2 显示电路设计 (26)3.8光电隔离与辅助加热电路设计 (27)第4章控制器的软件设计 (31)4.1主程序设计 (31)4.2水位检测子程序 (33)4.3键盘扫描子程序设计 (33)4.4显示子程序设计 (34)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录1：电路图 (38)附录2：部分程序 (39)第1章绪论1.1太阳能热水器控制器的发展概况及市场分析1.1.1发展概况当今社会发展日新月异，人们衣食住行也在不断的提高。
太阳能热水器温度控制系统-毕业设计论文
太阳能热⽔器温度控制系统-毕业设计论⽂毕业设计（论⽂）题⽬太阳能热⽔温度控制系统院别电⽓⼯程学院专业电⽓⾃动化技术班级姓名学号指导教师（职称）⽇期摘要随着社会的发展，节能技术的不断改⾰创新，太阳能成为新时代可持续发展战略中带有绿⾊标志的新型能源。
近年来，随着⼈们购买⼒的提升，太阳能热⽔器⼰经变成我们⽇常⽣活中必不可少的设备，太阳能控制器的使⽤率逐年上升。
太阳能热⽔温度控制器的硬件包括单⽚机处理器部分、⽔位和温度信息采集部分、继电器执⾏部分、显⽰部分控制部分。
根据设计系统的稳定性、精确性、节能性、适应性等原则，进⾏硬件部分设计。
控制系统的软件是服务于硬件的，系统将实时采集到的数据与相应的设定值进⾏⽐较、判断，结果是控制循环⽔泵或上⽔电磁阀的⼯作，实现各种智能控制同时，软件还要兼顾到操作⼈员⽅便地选择⼯作⽅式、设置和修改各种设定值，因为⼈们可以根据天⽓情况及⽤户的需要选择定时加热状态、⾃动加热状态软件还要设定以太阳能为优先使⽤的能源，只有在太阳能没有将⽔温加热到⽤户要求的温度下，才启动辅助能源进⾏加热。
关键词：太阳能热⽔温度控制单⽚机传感器⽔温⽔位AbstractWith the development of the society, continuous reform and innovation of energy-saving technology, solar energy into a new era of sustainable development strategy in the new energy with green logo. In recent years, with the raise of people's purchasing power, solar energy water heater has become in our daily life indispensable equipment, solar controller utilization rate increased year by year.Solar hot water temperature controller hardware including the single chip processor parts, water level and temperature data collection, the relay parts, display control part. According to the design of system stability, accuracy, energy saving, adaptability principle, hardware design.Software is in the service of the hardware of the control system, the system will be collected in real-time data comparing with the corresponding value, judgement, the result is to control the circulating water pump or water solenoid valve, to achieve a variety of intelligent control at the same time, the software gives priority to the operator to easily choose the way to work, set up and modify various Settings, because people can choose according to the weather conditions and the needs of the users regularly heating, automatic heating state software also set to gives priority to the use of solar energy, not only in the solar energy heat the water temperature to the temperature of the user requirements, to launch the auxiliary energy for heating. Keywords:Solar hot water temperature control; Single chip microcomputer; The sensor; Water level⽬录摘要 ....................................................................................................................................................... I 第1章绪论 (1) 1．1 太阳能热⽔器的发展背景 (1)1.1.1 太阳能热⽔器发展的政治法律环境 (1)1.1.2太阳能热⽔器发展的社会环境 (2)1.1.3 太阳能热⽔器发展的经济环境 (2)1.1.4 太阳能热⽔器发展的技术环境 (2)1.2 太阳能热⽔器及其控制系统发展现状 (3)1.3 本⽂所作的⼯作 (4)第2章⽅案选择 (5)2.1⽅案论证 (5)2.2系统的总体要求 (5)2.3 ⽅案选择实现 (6)第3章硬件电路芯⽚的选型 (7)3.1单⽚机选型 (7)3.2⽔温检测装置选型 (8)3.3⽔位检测装置选择 (15)3.4 显⽰器件选择 (16)3. 5 键盘模块的选择 (16)第4章硬件系统设计 (18)4. 1单⽚机最⼩系统 (18)4.1.1时钟电路 (18)4.1.2 复位电路设计 (19)4.2温度检测电路 (19)4.3⽔位检测电路 (20)4.4接⼝电路设计 (21)4.5 显⽰电路 (23)4.6报警电路 (25)4.7 键盘电路 (25)4.8辅助加热电路 (26)4.9控制电路 (27)第5章太阳能热⽔器中央控制器的软件设计 (29)5.1 系统总体软件设计 (29)5.1.1 主程序软件设计 (29)5.1.2 ⽔位检测⼦程序 (30)4.1.3 显⽰软件设计 (30)5.1.4 键盘软件设计 (30)第6章总结 (33)参考⽂献 (34)附录A 电路图 (35)第1章绪论1．1 太阳能热⽔器的发展背景在当今资源紧张不断威胁⼈们⽣活的时代，环保型的能源不断受到⼈们的重视，⽽太阳能是以它独有的优势引起了政府与民众的关注。
基于单片机的太阳能热水器控制的毕业设计论文
基于单片机的太阳能热水器控制的设计毕业论文目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1太阳能热水器的概述 (1)1.2太阳能热水器的背景 (2)1.3太阳能热水器的研究现状 (2)1.4本设计的主要任务及容 (3)1.5系统的主要功能 (3)2 系统总体方案的设计 (4)2.1系统总体结构框图的设计 (4)2.2温度检测电路设计 (4)2.3模拟/数字转换电路 (7)2.3.1 ADC0809的部结构 (8)2.3.2 信号引脚 (9)2.3.3 ADC0809与单片机的接口设计 (9)2.4单片机的控制系统 (10)2.4.1 AT89C52的主要特性 (11)2.4.2 AT89C52的引脚说明 (12)2.4.3 振荡特性 (15)2.4.4 最小系统应用电路 (15)2.5键盘控制电路 (17)2.5.1 键盘设计的分类及其特点 (17)2.5.2 按键的确认 (17)2.5.3 重键与连击的处理 (17)2.5.4 按键防抖技术 (18)2.5.5 少量功能键的接口技术 (19)2.5.6 矩阵键盘的接口技术 (20)2.5.7 本设计键盘的硬件连接 (21)2.6LED显示电路 (21)2.6.1 8255的介绍 (21)2.6.2 LED显示原理 (23)2.6.3 并行接口动态显示 (26)2.7继电器控制电路设计 (27)3 软件部分设计 (30)3.1程序流程图设计 (30)3.1.1 主程序流程图 (30)3.1.2 显示程序流程图设计 (32)3.1.3 键盘中断流程图 (32)3.1.3 键盘中断流程图 (33)3.1.4 A/D转换程序流程图 (33)3.2软件程序设计 (34)4 分析和总结 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附I 图总电路图 (45)附II 仿真电路图 (46)1 绪论1.1太阳能热水器的概述随着社会的发展,对能源的需求在快速增长，使不可再生能源的贮量不断减少，同时燃用不可再生能源而带来的全球性污染和生态环境的破坏日益严重，开发利用新型清洁能源的问题越来越受到世界各国的重视。
太阳能控制器毕业设计论文
毕业论文题目：太阳能充电器控制设计学院：新能源工程学院专业名称：光伏材料加工与应用毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录摘要 (3)Abstract (4)绪论 (5)0 引言 (5)1 太阳能电池的基本原理 (6)2太阳能电池的输出特性 (7)3 最大功率跟踪原理及算法 (9)1）最大功率原理 (10)2）最大功率点的搜索 (10)4 蓄电池充电效率分析 (12)5 太阳能充电系统效率分析 (12)1) 电能系统分析 (13)2) 太阳能充电系统效率分析 (13)3）最大效率设计原则 (14)6系统整体结构设计 (14)7 太阳能控制器结构 (15)8 太阳能控制器电路分析 (17)9 系统软件设计 (21)参考文献 (23)致谢 (24)太阳能充电控制器设计摘要近年来再生能源技术广受重视,而太阳能发电由于有先进的电力电子技术辅助,已成为极具潜力的再生能源之一。
太阳能热水器的智能控制器毕业设计
1 绪论 (1)1.1太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 (1)1.2太阳能热水器的应用及意义 (2)2 系统组成及工作原理 (4)2.1系统设计要求 (4)2.2系统总体结构设计 (4)2.3太阳能热水器组成及原理 (6)2.4系统的组成框图 (7)3 硬件设计 (9)3.1最小系统板设计 (9)3.2按键及显示电路 (11)3.3温度采集模块电路设计 (11)3.5报警电路模块 (16)3.6继电器控制加热电路 (17)3.7水位检测接口电路 (18)3.8水位控制电路 (19)4 系统软件设计 (20)4.1软件设计分析 (20)4.2软件程序设计要求 (20)4.3主程序模块 (22)4.4中断服务程序设计 (22)4.5子程序模块 (23)5 系统调试 (30)6 结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录A 电路原理图 (35)附录B PCB图 (36)附录C 程序代码 (37)1.1太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析目前，中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国，年产量约为世界各国之和，已有一百多家太阳能热水器生产厂。
但是与之配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段。
这种控制器只具有温度和液位显示功能，而且为分段显示，温度显示误差为10%，水位显示误差为25%。
这种显示器(还称不上控制器)不具有温度控制功能，当由于天气原因而光强不足时，就会给热水器用户带来不便；即使热水器具有辅助加热功能，由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能。
本文设计的太阳能热水器控制器以80C51单片机为检测控制核心，采用DS12887 实时时钟，不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示和FUZZY控制功能，而且具有时间设定、温度设定与控制功能。
温度控制采用模糊控制，控制器可以根据天气情况利用辅助加热装置使蓄水箱内的水温在设定时间达到预先设定的温度，从而达到24小时供应热水的目的。
太阳能热水器的智能控制器毕业设计
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太阳能热水器主要由集热器、保温水箱、支架、控制系统等部分组成。
控制系统用于控制集热器、保温水箱、支架等部分的工作状态，实现自动控制。
支架用于固定集热器和保温水箱，使其能够稳定地接受太阳辐射。
集热器吸收太阳辐射能，将太阳能转化为热能，加热水箱中的水。
优点：使用寿命长，维护成本低
自动控制：根据水温、水量等参数自动调节加热功率
定时控制：用户可以设定加热时间，控制器自动执行
安全保护：过热、过压、漏电等异常情况自动报警并切断电源
远程监控：用户可以通过手机APP实时查看热水器运行状态，远程控制加热过程
电源模块：选择合适的电源模块，如太阳能电池板、蓄电池等
安全性测试：测试智能控制器的安全性，如防雷、防电磁干扰等
智能控制：自动调节水温、水量，提高使用舒适度
节能环保：减少能源消耗，降低碳排放
安全可靠：自动检测故障，提高安全性能
远程控制：通过手机APP远程控制热水器，方便快捷
提高水温稳定性：智能控制器可以实时监测水温，自动调节加热功率，使水温保持稳定。
保温水箱用于储存热水，保持水温稳定。
家庭使用：安装在屋顶，提供热水
商业使用：酒店、学校、医院等场所的热水供应
工业使用：工厂、企业等场所的热水供应
农业使用：温室大棚、养殖场等场所的热水供应
优点：节能环保，可再生能源，无污染
缺点：受天气影响较大，阴雨天无法使用
缺点：安装成本较高，需要专业人员进行安装
编程语言：C++或Java等高级语言
功能模块：温度控制、水位控制、安全保护等
太阳能热水器自动控制系统毕业设计
太阳能热水器自动控制系统绪论太阳能热水器已经进入千家万户，太阳能热水器给人们的生活或工作提供了很大的便利，但是还存在着很大的不足。
比如夜间用水，太阳能即便有很强的保温设备，但收到外接温差的影响，内部温度还是会下降。
如何实现热水的实时供给，成为一个研究的方向。
本课题根据上述问题，提出解决方案，重在研究自动加热系统，完善太阳能热水器的功能，提高使用性。
本设计使用STC89C52系列单片机作为主节制模块,实现太阳能自动控制系统设计，该系统由八个基本模块组成，实现对太阳能水箱水位、温度的实时检测并报警，通过按键调整时间设置，切换夜间自动加热和手动加热等多种功能。
本设计进行了proteus仿真，验证可行之后，通过软件绘制电路原理图，然后根据电气路焊接实物，在实物上完成所有预期功能。
关键词：单片机太阳能自动控制软件仿真ABSTRACTThe design is designed based on STC89C52 microcontroller to control the smart car automatic tracing system is easy to use, which covers the design of modules and software of automatic tracing smart car hardware on the main part. The smart car automatic tracing system is based on C52 microcontroller based controller core, then the four road to pavement of injection tube of infrared detection system to detect the track, then the signal detected by the real-time feedback transmission for C52 mcu. C52 microcontroller receives the detection signal, compares the relative software according to internal procedures,obtained through the analysis results to control the drive motor running, driving direction which drives rotation control to control the wheels of the car car, allowing the car to travel to their own along the track laying. In this way, the automatic tracing smart car is basically can be completed along the self laying automatic tracing on the track to run.Keywords:STC89C52，Infrared system，Direct-current machine，Auto-tracking目录1概述 (4)1.1本课题的研究意义 (4)1.2本课题研究的应用前景与国内外进展 (4)1.2.1国内wai进展及应用前景 (4)1.2.2本论文的研究目标与研究内容 (4)2 系统总体设计 (4)2.1 系统设计规划 (4)2.2模块方案论证 (5)3 硬件设计 (6)3.1传感器检测模块 (6)3.1.1液位传感器原理与应用 (6)3.1.2水温传感器检测模块 (7)3.2液晶显示模块 (8)3.3单片机 (8)3.3.1单片机晶振模块 (9)3.3.2单片机复位模块 (9)3.3.3单片机P0口上拉电阻 (9)3.3.4最小系统原理图 (10)3.4时钟模块 (10)3.5光耦继电器模块 (11)3.6电源模块 (11)3.7按键模块 (12)4 软件设计 (13)4.1软件架构图 (13)4.2系统设计总流程图 (13)4.3水位检测软件设计 (14)4.4液晶显示软件设计 (15)4.5温度传感器软件设计 (16)4.6时钟模块软件设计 (17)4.7按键扫描软件设计 (18)5测试和分析 (19)5.1测试 (19)5.2性能分析 (20)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1概述1.1本课题的研究意义随着科技的进步，太阳能热水器逐步进入千家万户。
太阳能热水器控制器的软硬件设计毕业论文
年份
电热水器（%）
燃气热水器（%）
太阳能热水器（%）
2001
30
54.8
15.2
2003
44.23
37.57
22.2
2005
45.2
26.57
28.23
2007
42.3
19.2
38.5
2008
49.2
50.8
2009
43.3
56.7
1.2太阳能热水器控制器国内外现状
本论文的核心是设计一种太阳能热水器控制器，使热水器具有温度显示、水位显示、温度自动控制、水位自动控制和智能警报的功能．
温度检测部分通过DS18B20传感器来实现，DS18B20是一种数字式温度传感器，仅需要一条数据线与单片机连接来进行数据传输，而且不需要A/D转换模块，可以很大程度上简化电路．
水位检测部分通过干簧管水位传感器来实现，本论文共设计了四个检测点，分别对应水箱中的“下”、“中下”、“中上”、“上”的位置，当水没过检测点时，干簧管被磁化形成通路，对应的水位输出级会被拉低，单片机可以通过读各个检测点水位输出极的电平来判断水箱中水位．
在当时在市场上出现．到了20世纪70年代，世界性能源危机日益严重，迫使人们对太阳能的开发和利用越来越重视．许多国家开始投入到太阳能开发的行列，其中太阳能热水器是典型的代表性的产品．到了70年代末期，太阳能热水器在美国、澳大利亚、日本、德国等国家得到了很大的发展．在随后的十几年中，平板集热器型热水器在一些国家得到了较快发展．1975年美国欧文斯--伊利诺伊公司发明了全玻璃真空管太阳能热水器并推向市场[3]．当时，集热管的选择性吸收涂层平均阳光吸收率约为83%，后来由于采用了高真空技术，使得集热器的了损失比普通的平板式太阳能集热器热损失降低了两个数量级，从而太阳能热水器得到了进一步快速发展，到了上世纪90年代，这种热水器成为推广应用的主流产品．90年代末，为了进一步提高效率、提高性能，德国研制了热管式真空管太阳能热水器，一些国家研制了一些高质量的太阳能热水器专用的零部件，另一些国家为优化设计专门开发了太阳能热水器的应用软件．还有一些国家开始着手开发全天候使用的太阳能热水器控制器系统．总之在西方的发达国家，太阳能热水器领域的开发研究一直比较活跃．
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毕业论文题目：太阳能充电器控制设计学院：新能源工程学院专业名称：光伏材料加工与应用毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录摘要 (3)Abstract (4)绪论 (5)0 引言 (5)1 太阳能电池的基本原理 (6)2太阳能电池的输出特性 (7)3 最大功率跟踪原理及算法 (9)1）最大功率原理 (10)2）最大功率点的搜索 (10)4 蓄电池充电效率分析 (12)5 太阳能充电系统效率分析 (12)1) 电能系统分析 (13)2) 太阳能充电系统效率分析 (13)3）最大效率设计原则 (14)6系统整体结构设计 (14)7 太阳能控制器结构 (15)8 太阳能控制器电路分析 (17)9 系统软件设计 (21)参考文献 (23)致谢 (24)太阳能充电控制器设计摘要近年来再生能源技术广受重视,而太阳能发电由于有先进的电力电子技术辅助,已成为极具潜力的再生能源之一。
文章介绍了太阳能电池的基本原理和伏安特性,并且对蓄电池及充电系统进行了分析，得出充电效率的影响因素，采用MPPT(最大功率点跟踪法)技术，从而达到阵列与负载的最佳匹配,以提高系统的效率,。
本文提供了一套24V/5A太阳能控制器的电路，该电路采用低功耗的单片机P87LPC767作为控制回路的核心,实时测量蓄电池的端电压,通过脉宽调制控制太阳能电池阵列的充电电压,并通过功率管控制蓄电池与负载的通断,实现对蓄电池的放电保护。
关键词:光生伏打效应太阳能电池阵列MPPT最大功率点跟踪法逐步逼近法充电效率太阳能控制器蓄电池 P87LPC767 DC-DC转换AbstractIn recent years, renewable energy technology is widely regarded, and solar power with advanced power electronic technology assistance, has become a potential one of renewable energy. This paper introduces the basic principle of solar cells and current-voltage characters, and the battery and charging system is analyzed and the influence factors of charging efficiency, the MPPT (the maximum power point tracking method) technology, so as to achieve the best match array and load, in order to improve the efficiency of system,. This paper provides A set of 24 V / 5 A solar controller circuit, this circuit with low power consumption of the single chip microcomputer as the core of the P87LPC767 control circuit, real-time measuring voltage of the storage battery, through the pulse width modulation control of solar array charge voltage, and through the power tube battery and load control the hige, realize the battery discharge protection.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
Keywords: pv solar array effect MPPT tracking method of maximumpower point gradually approximation method charging efficiency solar controller battery P87LPC767 DC-DC conversion茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
绪论据专家介绍，太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的核反应，并不断向宇宙空间辐射出巨大的能量。
太阳内部的热核反应足以维持６×１０１０年，相对于人类发展历史的有限年代而言，可以说是“取之不尽、用之不竭”的能源。
随着能源价格长期居高不下以及环境保护日益受到重视，开发和利用太阳能已成为世界发展迅速的一个产业，平均年增长达到３０％。
太阳能发电是一种清洁型能源系统，且几乎适用于任何地方——大型建筑物、工厂、空地和住宅楼。
商业和个人用户都能享受到太阳能发电的好处。
特别是光伏电源系统解决了许多农村学校、医疗所、家庭照明、电视等用电，对发展边远贫困地区的社会经济和文化发挥了十分重要的作用。
在我国西藏地区有多个无水能资源无电县采用光伏电站供电，社会经济效益非常显著。
中国人口众多，相对资源匮乏，但中国的太阳能资源丰富。
据中国太阳能学会秘书长孟宪淦介绍，我国有荒漠面积１０８万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区。
１平方公里面积可安装１００兆瓦光伏阵列，每年可发电１．５亿度，如果开发利用１％的荒漠，就可以发出相当于我国２００３年全年的耗电量。
另外，在我国的北方、沿海等很多地区，每年的日照量都在２０００小时以上，海南更是达到了２４００小时以上，中国利用太阳能具有广阔的前景。
然而，比发达国家对太阳能的利用，我们做的远远不够，差距主要在产业规模和政策支持上。
各国在促进可再生能源发展上重要的一项经验就是，太阳能光伏技术的推广，迫切需要政府的支持和投入。
目前，日本和德国是利用太阳能最多的两个国家，两国政府都在斥巨资购买或推广现今最为清洁、安全的能源。
诺贝尔环境奖获得者马丁·格林教授说：“政府的力量是决定这一能源能否在该国普及的关键因素。
”0 引言步入21世纪,随着工业生产的发展,世界能源问题越来越紧迫。
能源问题位居世界十大焦点问题之首。
据估计,我国的常规能源将在百年之内全部耗尽,开发和利用太阳能等新能源成为一项非常重要而紧迫的任务。
光伏发电具有传输方便的特点,在通用性、可存储性等方面具有光热利用和光化学转换利用无法替代的优势。
且太阳能电池的原料硅的储量十分丰富、太阳电池转换效率的不断提高、生产成本的不断下降,使光伏电池用于偏远无电地区的中小功率离网用户成为可能。
我国西部地区地广人稀,大部分地区远离大电网,用电人口也较为分散,能源问题成为制约这些地区发展的关键问题。
为远离大电网的家庭用户提供恒定电压和频率电力的成本很大,典型的做法是使用安装成本较低但运行成本很高的柴油发电机组,这种做法效率低而且维持费用较高,也会带来噪声和大气污染。
采用太阳能户用系统能很好地解决上述问题。
太阳能发电的主要优点在于：太阳能电池可以设置在房顶等平时不使用的空间，无噪音、寿命长，而且一旦设置完毕就几乎不要需要调整。
现在只要将屋顶上排满太阳能电池，就可以实现家中用电的自给。
现今太阳能的主要用途已不再是小规模的，从性质上来说，是专业化的。
它从军事领域、通信领域到城市建设领域等都起到了重大的作用。
委内瑞拉还推出廉价太阳能车、欧洲科学家研制出轻便的可穿在身上的太阳能电池。
目前,太阳能的利用存在着巨大的发展空间，有关的技术有可能在短时间内实现突破。
它已被许多发达国家作为其能源战略的一个重要组成部分。
1 太阳能电池的基本原理当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化会产生电动势和电流,这种现象称为光生伏打效应。
该效应在液体和固体物质中都会发生,但只有在固体中,尤其是在半导体中,才会有较高的转换效率。
太阳能电池是一种利用光生伏打效应把光能转换为电能的器件,当太阳光照射到半导体P-N结时,会在P-N结两边产生电压,使P-N结短路,就会产生电流。
这个电流随着光的强度的加大而增大,当接受的光的强度一定时,就可以将太阳能电池看成恒流源。
2 太阳能电池的输出特性对于太阳能电池方阵而言,应按照用户的要求和负载的用电量及技术条件确定太阳能电池组件的串并联数。
串联数由太阳能电池方阵的工作电压决定,应考虑蓄电池的均浮充电压,线路损耗以及温度变化对太阳能电池的影响。
蓄电池的容量决定其最大充电电流,该数值再结合负载电流,可决定太阳能电池并联数。
图1 太阳能电池输出特性太阳能电池的输出特性如图1所示, 太阳能电池的输出伏安特性曲线是进行系统分析的最重要的技术数据之一。
从图中可以看出,太阳能电池的伏安特性具有强烈的非线性。
在光伏系统中,负载的匹配特性决定了系统的工作特性和太阳电池的有效利用率。
要想在太阳电池供电系统中得到最大功率,必须跟踪日照强度和环境温度条件,不断改变其负载阻抗的大小,从而达到阵列与负载的最佳匹配,以提高系统的效率,该方法称为MPPT(最大功率点跟踪法)。