毕业论文：基于AT89S51单片机的太阳能控制器设计与制作.doc在线文档共20页

蓄电池提供的电压是，单片机电源使用电压，因此需要稳压后才能供单片机使用，本设计采用稳压后得到波形较好的电源才供单片机使用。

图单片机电源电路图开始画图是使用自动布线加手工修改，但是设成以单层板的形式自动布线，生成的图走线弯弯区区太不规则，后来使用以双层面板的形式自动布线，然由分压当光耦导通时，由于的极电压很小，极近似接地，当极电压达到定值时，导通。

的原理类似。

电路如图。

图充放电电路电压采集电路如图所示，电压采集电路使用两个串联的电阻，大小比例为，然后并联在需要检测的电压两端，从两个电阻中间采集电压。

图充放电电路电压采集电路如图所示，电压采集电路使用两个串联的电阻，大小比例为，然后并联在需要检测的电压两端，从两个电阻中间采集电压。

电路如图。

似接地，当极电压达到定值时，导通。

的原理类似。

部分内容简介子参与导电，不存在少数载流子的复合时间，因而开关频率可以很高，非常适合作控制充放电开关。

设计中采用沟道管，沟道的导通电压，由下图可以实现的驱动。

当光耦导通时，由于的极电压很小，极近似接地，当极电压达到定值时，导通。

的原理类似。

电路如图。

图充放电电路电压采集电路如图所示，电压采集电路使用两个串联的电阻，大小比例为，然后并联在需要检测的电压两端，从两个电阻中间采集电压。

由分压公式得出采集的电压为，当蓄电池充满电时电压大概为，计算出采集到的电压为，符合转换芯片的的输入值。

图电压采集电路光耦开关电路当输入信号为低电平时，光耦内部的发光二极管的电流近似为零，输出端两管脚间的电阻很大，相当于开关断开当为高电平时，光耦内部的发光二极管发光，输出端两管脚间的电阻变小，相当于开关接通，此时从输入的电压经光耦流向接地端，处的电压接近为零，的，当极电压达到定值时，导通。

图光耦开关电路单片机及其外围电路本设计使用单片机，单片机及其外围电路包括上电复位电路，晶振，指示灯如图所示，其中为高电平有效，用来显示工作状态。

图单片机及其外围电路转换电路单片机没有内置的转换模块，因此采集的电压需要经转换才可接入单片机。

此设计采用位串行转换器芯片如图。

需要采集的信号从管脚输入，管脚的基准电压使用，三管脚连单片机。

图转换电路单片机电源电路单片机对电源质量要求严格，只有波形稳定清晰的电源才能使单片机上电复位，否则无法上电复位，晶振不能起振，单片机就不工作。

蓄电池提供的电压是，单片机电源使用电压，因此需要稳压后才能供单片机使用，本设计采用稳压后得到波形较好的电源才供单片机使用。

图单片机电源电路图开始画图是使用自动布线加手工修改，但是设成以单层板的形式自动布线，生成的图走线弯弯区区太不规则，后来使用以双层面板的形式自动布线，然后将层手工修改，得到的图走线才像块板。

图系统图作品实物图作品实物图正面图作品实物图背面主要器件介绍单片机单片机是公司生产的低功耗，高性能位单片机，片内含的可反复擦写次的只读程序存储器，器件采用公司的高密度非易失性存储技术制造，兼容标准指令系统及引脚结构，芯片内集成了通用位中央处理器和存储单元，功能强大的微型计算机的可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

具有以下特点个引脚，片内程序存储器，的随机存取数据存储器，个外部双向输入输出口，个中断优先级层中断嵌套中断，个位可编程定时计数器，个全双工串通信口，看门狗电路，片内时钟振荡器。

图单片机管脚图图是美国德州仪器公司生产的位串行转换器芯片，可与通用微处理器控制器通过三条口线进行串行接口。

具有片内系统时钟和软硬件控制电路，转换时间最长，允许的最高转换速率为次，为次。

总失调误差最大为，典型功耗值为。

采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，接地可用于较小信号的采样。

的极限参数如下电源电压输入电压范围输出电压范围峰值输入电流任输入端总峰值输入电流所有输入端工作温度管管是利用电场效应来控制电流的，由金属氧化物和半导体制成，由于场效应管的栅极被绝缘层例如隔离，因此其输入电阻可达欧以上。

管所需驱动功率较小。

而且只有多数载流子参与导电，不存在少数载流子的复合时间，因而开关频率可以很高，非常适合作控制充放电开关。

本设计采用沟道场效应管，以下是的些参数光耦光耦合器是以光为媒介传输电信号。

光耦合器般由三部分组成光的发射光的图管脚图图接收及信号放大。

光耦工作时对输入输出的电信号有很好的隔离作用，因此被广泛用在各种电路中。

光耦的内部结构如图所示，在极之间加正向电压，内部的发光二极管数据输出延时函数初始化函数转换读取位数据延时以上打开负载蓄电池电压大于开启固定充电关闭负载定时器，用来产生测试分析由于太阳能电池价格比较贵，所以设计中使用直流电源模拟太阳能电池。

测试所用的蓄电池规格，。

测试用到的仪器万能表，可调直流电源，示波器。

测试的内容检测蓄电池电压低于时，控制器是否中断放电电路检测蓄电池电压在是否充电检测蓄电池电压大于等于时控制器是否停止对蓄电池充电。

由于测试使用的蓄电池容量太大，假如此控制器以的电流对蓄电池充电，完成次完整的充电所需时间大概为小时，因此没能完全完成测试充电过程。

使用此蓄电池测得的结果是控制器能够充放电。

而测试控制器功能是否达到设计要求，所用的方法是用个电压模拟蓄电池。

以下是模拟充电得到的参数当模拟蓄电池的电压低于，管关闭停止对负载供电，同时红灯亮当模拟蓄电池的电压在之间，导通对蓄电池充电，同时绿灯亮当模拟蓄电池的电压在之间，充电，同时绿灯亮当模拟蓄电池的电压高于，管关闭停止充电，同时两个灯亮。

小结本设计是基于单片机的太阳能充放电控制器，以恒压限流的方式给蓄电池充电，使用开关频率很高的沟道管，控制充放电开关。

通过采集太阳能电池的电压电流实现太阳能电池最大功率跟踪，并检测蓄电池的端电压，防止蓄电池的过充及过放。

实践证明，该太阳能充放电控制器所组成的太阳能控制系统简单快速实时性强，有利于提高太阳能电池的转换效率有利于改善蓄电池的工作状态，提高了蓄电池的使用寿命。

在系统的设计以及在论文的写作过程中，查阅了大量的资料，包括图书馆的相关书籍和各种期刊，从中获得了不少的启示。

通过这次设计，使我在理论和实践上都增长了很多经验。

开始画图是使用自动布线加手工修改，但是设成以单层板的形式自动布线，生成的图走线弯弯区区太不规则，后来使用以双层面板的形式自动布线，然后将层手工修改，得到的图走线才像块板。

然后是去基地刷板，第次去做板过板时直接报废，第二次做板，腐蚀液浓度太低，腐蚀了个多钟还是点轮廓，第三次自己买了氯化铁重新打印再腐蚀。

做了两块板同时不断改进，才得到最终设计电路。

最后就是调试，这步花了几天时间，觉得做设计最麻烦的还是调试，有时出不来结果，但不知问题出在哪。

在本设计中已经提高了太阳能电池的转换效率，但由于能力有限，所以没有对太阳电池进行最大功率跟踪设计，没能更进步提高太阳能的利用效率。

注释百度百科百度文库参考文献刘宏，吴达成等家用太阳能光伏电源系统北京化学工业出版社，沈辉，曾祖勤太阳能光伏发电技术北京化学工业出版社罗晓曙，闭金杰，杨日星，张露单片机的太阳能电池控制器设计现代电子技术，百度百科中国工控百度文库黄海宏，黄长杰，王海欣著太阳能控制器设计电子技术应用，致谢我这次的设计能顺利完成，得益于老师和同学的指导和帮助，在这里，我对他们的热心表示诚挚的谢意。

衷心感谢指导教师黄国现老师在这几个月来的悉心指导与督促，从最初的定题，到资料收集，到写作修改，到论文定稿，他给了我耐心的指导和无私的帮助。

让我从原来对单片机无所知到对单片机有所了解再到现在的会用语言在软件上编写程序，让我对硬件电路的设计从原来惧怕到现在从容查资料，设计电路，调试电路。

同时也由衷的感谢同班薛量云同学提供了宝贵意见，使得设计符合要求。

最后，自己之所以能顺利完成，还是要感谢还是自己的父母，如果没有他们每日辛苦的劳动与从小对我学习有着严格要求和培养我严格做人做事的态度，正是他们的养育和教导，才有了今天的我现在的成绩。

广西师范大学本科毕业论文设计学生诚信保证书本人郑重承诺毕业论文设计基于单片机的太阳能控制器的设计与制作的内容真实可靠，系本人在黄国现指导教师的指导下完成。

如果存在弄虚作假抄袭的情况，本人愿承担全部责任。

学生签名唐喻荣年月日本科生毕业论文设计论文设计题目基于单片机的太阳能控制器设计与制作年月中文摘要研究意义与功能介绍电路设计主原理图蓄电池充电方式充放电电路电压采集电路光耦开关电路单片机及其外围电路转换电路单片机电源电路图作品实物主要器件介绍单片机光耦太阳能电池软件设计主要程序流程图主要程序测试小结参考文献英文摘要致谢基于单片机的太阳能控制器设计与制作内容摘要本文介绍了种基于单片机的太阳能控制器，