基于单片机的太阳能充电器本科设计
基于PIC单片机的太阳能充电器设计研究
基于PIC单片机的太阳能充电器设计研究照相机和摄影机等数码电器耗电量大，此类设备的户外便携充电器具有广阔的市场需求。
文章致力于基于PIC单片机的多功能智能充电器设计研究，把太阳能充电模块嵌入到传统智能充电器中，解决户内户外充电不便的问题。
标签：PIC单片机；电池充电；太阳能引言目前市场上太阳能充电器已经存在支持电源可调档的太阳能充电器，由单片机控制充电模式，一般支持5V-9V可调。
文章的太阳能充电器由PIC单片机控制太阳能充电模式和非太阳能充电模式的切换，它可以实时采集电池的电压和电流，借此对充电过程进行智能控制和利用太阳能充电，从而实现天然资源的合理利用。
1 系统结构本研究结构可分为太阳能充电器硬件电路部分和PIC程序设计部分两大块。
太阳能充电器模块：太阳能充电器嵌入到智能充电器上，由微处理器控制可以调节不同输出电压和电流，本智能充电模块和太阳能充电模块共用一个微处理器，根据温度传感器发来的信息，判别充电的模式。
该控制器能有效地防止蓄电池过充、过放、过流，而且在备用电池耗尽而太阳能源较充足的情况下，可以实现太阳能充电。
PIC程序设计部分：充电时，启动充电计时，采样多组输出电压值和电流检测电阻两端的平均电压值做为测量值，由欧姆定律I=U/R计算出电流值，根据输出电压和电流判断是否接入电池，未接电池，则停止充电，进入空载，已接电池，则判别电池种类，根据不通电池选择不同充电曲线。
2 系统硬件结构系统硬件结构由开关电源、电压电流控制电路、主输出电压电流采集模块、电池类别检测电路、充电状态指示电路、含有控制算法程序的智能控制器以及时钟振荡模块等硬件部分，系统的硬件模块图如图1所示。
图1 系统的硬件模块图（1）开关电源：由两路电压输出端的开关电源电路组成，其一路作为本实用新型智能充电器的主电压输出端，用于连接电池；另一路作为辅助电压输出端，用于给智能充电器内部控制芯片提供工作电压。
（2）电压电流控制电路：输出电压经过PMOS管调制成占空比不同的方波电压，该电压经电感L1与电容C1平滑滤波后成为平稳的无脉动的且幅值大小与占空比成正比的电压，此电压用来给电池充电。
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。
基于单片机光伏发电太阳能充电器
基于单片机光伏发电太阳能充电器摘要】太阳能充电器的原理是将太阳能转换成电能，面对的问题是如何将太阳能转换成合适的电能给手机充电。
太阳能充电器是由电压转换模块、电压电流检测模块、显示模块、电源电路模块、电池储电模块组成。
该太阳能充电器主要应用于手机充电，由STC89C52单片机作为控制器，将太阳能电板采集的光能转化为电能，向TP4056芯片供电，将电能储存在锂电池中，再通过升压模块，给手机充电。
充电时该充电器的红灯亮，由ADC0832作为A/D转换器，获取电压信号，并将采集的信号显示在在LCD1602液晶屏上，充电结束绿灯亮。
本文阐述了该设计的电压转换原理，采集电压电流并显示的原理。
【关键词】太阳能充电器；DC-DC升压模块；TP4056充电模块；ACD0832数模转换模块1 设计背景及意义21世纪，人们离不开用电器，离不开电能，我们在户外游玩或工作时，都会有手机没电的经历，提供充电的地方有限，因此我们会无法正常使用手机。
充电宝、手机等多种电器都采用该太阳能充电器充电。
彻底解决了户外运动手机电量用完，停电，偏远地区缺电等问题。
太阳能是地球上随处可取的能量，只要把太阳能充电系统放在太阳光下，就可以获得电能，给手机充电，所以该设计对于使用区域没有限制，其功能强大，方便使用。
2 系统硬件设计2.1 充放电模块太阳能电池充放电模块由太阳能电板、充电模块、5V升压模块和锂电池组成，太阳能电板把光能转化为电能，存储在锂电池中，给USB提供5V电压。
其原理图如图1所示。
太阳能光伏发电板选用的是5V2W的单晶钢化玻璃，它主要用来将光能转化为电能。
充电模块选择TP4056升压模块，该模块充电电流为1A，输入电压范围为4.5V-5.5V，当电压充满时为4.2V。
升压模块采用DC-CD电源模块，该模块是可调的升压稳压模块,可以向其输入2V-24V范围内的电压，该模块的最大输出电流为2A，可调节其输出电压。
该设计的电池选择2000mA的锂电池。
基于单片机的太阳能充电系统设计
基于单片机的太阳能充电系统设计摘要：太阳能充电系统的充电电路是太阳能充电板在阳光的照耀下产生电荷，用250mAh的锂电池存储太阳能电池板的电荷，经过充电模块TP4056芯片给锂电池充电，同时也可以通过TP4056模块上的usb接口给用电设备快速充电。
充电时，充电红色指示灯点亮，说明锂电池正在充电中，当充电模块上的指示灯变成蓝灯亮亮时，充电完成。
利用ADC0832转换器采集充电电池的电压并在液晶LCD1602上显示充电电压值，充电所使用的充电时间。
关键词：LCD1602；电子技术；太阳能充电系统;设计1单片机的原理结构单片机是微型计算机的一种，同时也是一种典型的嵌入式体系技术，它采用了大规模的集成电路把不同型号的中央处理器、存储器、I/O端口等集成到一小块硅片上从而构成一个小而完善的计算机系统。
单片机中的运算器主要承担运算工作并且可进行各种逻辑运算从而完成数据之间的转换。
控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、操作控制器和时许发生器等组成，是单片机的大脑，指挥整个系统的工作。
寄存器主要有数据寄存器DR、指令寄存器IR和指令译码器ID、程序计数器PC以及地址寄存器AR等，功能则是完成整个微型计算机对信息的存储与交换等工作。
2太阳能充电系统框架本设计系统由STC89C52主控模块、LCD1602液晶显示模块、电压AD采集模块、TP4056充电电路和太阳能充电电池等组成。
如图1。
3单元电路设计3.1主控模块经过详细的比较筛选，本文采用STC89C52单片机为主控模块。
主控模块及其外围电路如图2。
3.2LCD1602液晶显示电路LCD1602液晶显示电路的第4管脚RS（寄存器选择）接单片机的P1.4，第5管脚RW（读或者写信号）接单片机的P1.5、第6管脚EN（使能端）接单片机的P1.6，第7-14管脚DB0-DB7（8位双向数据线）分别接单片机的的P0.0-P0.7。
3.3太阳能充电模块太阳能充电系统的充电电路是太阳能充电板在阳光的照耀下产生电荷，用250mAh的锂电池存储太阳能电池板的电荷，经过充电模块TP4056芯片给锂电池充电同时也可以通过TP4056模块上的usb接口用手机充电器快速充电。
基于单片机的便携式太阳能充电器设计
2018.07设计与研发基于单片机的便携式太阳能充电器设计杨帜(东北林业大学机电工程学院电气工程系，黑龙江哈尔滨，150040 )摘要：本文以单片机为控制核心设计了一种太阳能充电器，其能够有效的把太阳能转化为电能,同时能够根据负载的要求对 电压进行调节，达到一种智能充电的效果。
首先对系统的硬件组成进行了介绍,然后对软件部分进行了设计，最后通过测试验 证了其有效性。
关键词：单片机；太阳能；充电器Design of Portable Solar Charger based on SinglechipYang Zhi(Department of Electrical Engineering,College of Mechanical and Electrical Engineering,NortheastForestry University,Harbin Heilongjiang, 150040)Abstract:In this paper,a solar charger is designed with the Singlechip as the control core,it can effectively convert the solar energy into electric energy,and can adjust the voltage according to the requirement of the load to achieve a kind of intelligent charging effect.First of all,the hardware composition of the system is introduced,and then the software part is designed.Finally,the validity of the system is verified by testing.Keywords: Singlechip;Solar energy;Charger1系離构整个系统包括过充电保护单元、稳压滤波单元以及调压单元 三个主要模块，系统的设计主要要实现下列功能：（1)能够直接 通过光电转换将电能送给负载实现充电；（2)能够对蓄电池进行 电能的供给；（3)能够实现负载的市电充电；（4)能够完成负载 充电与蓄电池充电之间的自动切换。
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。
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基于单片机的太阳能充电器本科设计本科生毕业设计便携式太阳能充电器毕业设计（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。
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与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：年月日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业设计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、汇编设计。
本人设计中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：学生签名：年月日指导教师签名：年月日便携式太阳能充电器摘要16到20世纪，随着工业革命的兴起，科学技术的不断发展，人们对自然界中化石能源的索取速度越来越快、数量越来越多。
与此同时，化石能源的燃烧对于自然界的生态环境造成了难以弥补的破坏。
作为可再生能源，太阳能有着广阔的应用前景，可以成为移动设备供电的有吸引力的能源。
当我们外出或旅游时，常常因为手机没电所带来的麻烦而苦恼，但又不能及时找到可以充电的场所，影响了手机的正常使用。
为了解决这一问题，本毕业设计介绍一种便携式的太阳能手机充电器，利用单片机控制，实现对移动设备充放电的自由与智能控制。
与常规的充电器相比，太阳能充电器必将因为便携式而得到长远的发展。
关键词：能源；太阳能；电池；单片机；便携式Portable Solar Charger based onMicrocontrollerAbstractFrom 16 to 20 century, with the rise of industrial revolution and continuous development of science and technology, people demand a large quantity of fossil energy with increasing speed. At the same time, the burning of fossil energy has caused irreparable damage to the environment. As a renewable energy, solar energy enjoys broad application prospect. Solar power is attractive, because it supplies power for portable devices. When we go out or travel, we are often bot hered by the failing power of cellphone. And we can’t find places to charge in time, which affects the normal use of mobile phone. In order to solve this problem, this thesis will introduce a type of portable solar mobile charger, using single-chip microcomputer so that the charge and discharge of mobile devices can be freely and intelligently controlled. Compared with the conventional charger, solar energy charger will definitly have a long-term development for its portable type.Key words: energy;solar energy;battery;intelligent;portable目录1. 绪论 (1)1.1 太阳能充电器的研究背景 (1)1.2 太阳能充电器的优点 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (2)2. 硬件设计 (3)2.1 总体方案的设计 (3)2.2 太阳能光伏发电系统简介 (4)2.3 太阳能电池参数及选用标准 (4)2.4 51系列单片机处理器 (5)2.5 稳压器件的选择 (6)2.6 电压电流的A/D采集 (7)2.7 ACS712的选用 (9)2.8 按键电路的选择及设计 (10)2.9 数码管显示电路的设计 (11)3. 软件设计 (13)3.1 系统整体程序框架 (13)3.2 电路初始化程序 (13)3.3 键盘子程序 (13)3.4 数码管显示子程序 (14)3.5 数据采集及模数转换程序 (15)3.6 充电子程序的设计 (15)3.7 电源子程序的设计 (16)参考文献 (18)结束语 (19)致谢 (20)附录一：主电路图 (21)附录二：汇编源程序 (22)1. 绪论1.1 太阳能充电器的研究背景人口的增长与能源的短缺之间的矛盾一直都是现代社会面临的难题，在一些发展中国家尤为突出，当然，对于我们中国这个人口最多的发展中国家尤为突出。
一些能源专家认为，在众多可再生能源中，太阳能不但取之不尽，而且清洁安全，是理想的可再生能源。
我国的太阳能资源比较丰富，而且国家近年来在太阳能的研利用上投入了较多的精力，在未来的几十年里，太阳能光伏发电的发展潜力巨大。
太阳能的利用主要有两大方向，一是把太阳能转化为热能，另一个就是将太阳能转化为电能，其中重点是后者。
理论上，只要需要电源的场合都可以用得到光伏发电技术，大到航天器，小到玩具。
目前，光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为新疆西藏等一些无电地区生活生产提供电力；二是日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯等；三是并网发电。
专家预测，到本世纪后期，太阳能发电将在世界电能结构中占据80%的位置。
一段时间以来，太阳能一直被广泛地用于高新科技产业。
然而随着光伏发电技术的成熟，太阳能的利用已经走进了千家万户。
近段时间，人们正考虑把太阳能用于范围更宽广的消费电子应用。
太阳能充电器便应运而生了。
1.2 太阳能充电器的优点便携式太阳能充电器相对于其他的能源，在便利性、节能、智能、安全方面，太阳能充电器与常规充电器相比，有以下优点：（1）、适用于各种户外场合。
当您在户外作业、旅游时,只需要把便携式太阳能充电器放置在一个有阳光的地方，即可以为手机等移动设备提供电源，从而保证与外界的信息畅通，是喜爱旅游、经常出差、野外作业的人士的不二选择；（2）、能源的供应来自太阳能。
不仅以绿色能源作为供应源，而且光伏发电设备极为精炼，可靠稳定，安装维护简便；（3）、拥有单片机充分的智能性。
不仅具有完善的电压电流检测保护电路，并通过显示电路显示出电路状态，而且可以通过六个功能键灵活的选择电路的电压电流输出，可以为不同的电子产品提供电源；（4）、使用方便。
无论何时何地,您都可以极为方便的对您的移动设备进行充电。
当然，在太阳能充电器的能源采集的利用也存在分散、不稳定、效率低以及成本高的不利条件，但是，随着科技的发展以及人们理念问题的变化，太阳能的完美发展将呈现在我们面前。
1.3 本课题研究的主要内容便携式太阳能充电器在阳光下，通过光能转换为电能并通过控制电路把光能产生的电能对移动电子产品进行充电。
本毕业设计所研究的便携式太阳能充电器工作原理为：首先将太阳能转化为电能，之后经过DC/DC变换电路处理后，由充电电路为负载供电。
作为安全性的电池，目前聚合物锂电池的充电方式一般为恒流恒压充电：首先以稳定电流充电，当电池电压升高至一定值时，电路状态改为稳定电压充电，之后电流逐渐降低至零，充电完成。
利用单片机进行智能控制，采用模块式结构以及USB接口，通过对输出电流电压的调节，可对手机等电子产品进行充电，并能在电池充电完成后自动停止充电。
2. 硬件设计2.1 总体方案的设计考虑整体因素，一方面太阳光因时间问题参数变化较大，另一方面太阳能电池在使用时内阻高，导致输出电压不稳定和输出电流较小等问题。
因此，需要一个能起到稳定电压电流的元件作为充电电路的中介—7805。
如今的电子产品的研发和生产已经进入了智能化时代，理所当然的，本设计的便携式移动太阳能充电器也要做到智能化。
本设计中将采用AT89C51单片机做为充电电路的控制器，从而实现充电过程的智能化。
并由ADC0809实现数据的采集及转换，由AT89C51单片机进行处理，实现电路的智能输出与控制。
而且，在电路中加入按键以及显示电路，将电路的整体性能提升到一个较高的等级。
图2-1为系统设计总体方案示意图。
图2-1 系统设计总体方案示意图2.2 太阳能光伏发电系统简介太阳能光伏发电是直接将太阳能转换为电能的发电形式。