摘要摘要出占空比可調的脈沖控制PWM電路，輸出任意設定的電壓，作為電源使用。它還配備有蓄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;目錄1引 課題研究背景及意 目錄1引 課題研究背景及意 國內外研究現 說明書內容及結 2系統設計與方案論 設計要 方案論 方案一設計原 方案二設計原 方案選 主要器件的選 硬件設 太陽能電池模 太陽能轉換成電能的光伏原 太陽能電池板的選 穩壓電 PWM控制電 智能控制電 主控芯 復位電 時鐘電 按鍵電 LED顯示電 LCD1602顯示電 A/D轉換電 充電電 溫度測量電 3.7.2TP4056充電電 3.7.3電流測量電 程序設 整體程序設計思 子程序設 初始化程子程序設 初始化程 按鍵采集程 數據采集程 溫度采集程 充電子程 電壓源子程 系統調 硬件調 太陽能電池 穩壓電 A/D轉換顯示電 PWM控制電 充電電 軟件調 A/D轉換顯示程 PWM控制程 時鐘程 溫度檢測程 充電過程保護程 67系統測試與數據分 太陽能電池板測 穩壓電路測 PWM控制電路測 充電電路測 總 謝 參考文 附 1引1.11引1.1用率，在有光的時候利用太陽能為手機充電，多余的太陽能為蓄電池充電，沒有光的時1.2據有關資料顯示：預計到2030年，可再生能源在總能源結構中將占到30%以上,而太10%據有關資料顯示：預計到2030年，可再生能源在總能源結構中將占到30%以上,而太10%2040年，可再生能源將占50%50%以上，太陽能光伏發電將占1.32系統設計與方2.1該充電器通過太陽能電池板將太陽能轉化為電能,經過穩壓處理后負2系統設計與方2.1該充電器通過太陽能電池板將太陽能轉化為電能,經過穩壓處理后負載USB2.22.2.12.12.1如圖1-1所示，太陽能電池在光照強度和溫度不同的環境輸出的電壓不同，當輸出要穩壓電路將電壓穩5V供給充電電路使用，經過充電電路經過處理后將電壓2.2.22.2單單2.2VPMLDADMIOAD轉換采集輸出電壓送給單片機，將輸出電壓與設定輸出值比較，由單片機自動調節WM占空比，從而可以自動調節設定的輸出電壓值并顯示[8]。整個電路啟動后通過按鍵選擇是充2.2.3功能輸出電壓誤差應小于0.2V；給電池充電的電壓應小于4.2V。LM7805，7-35V5VTP4056LEDMAX471的功耗極低，且顯示的字符數能滿足要求；A/DADC080983硬件設3.1如果把p3硬件設3.1如果把p型半導體和n型半導體緊密地結合起來，或者在一塊半導體中由于摻雜不pn型半導體，由于電子和空穴的互擴散作用，便形成了p-n結，并在結的兩邊形成了由n型區指向p型區的內建電場。當光照射時，這些np型區移動，這樣，np多空穴，在p-n結附近就形成了與內建電場方向相反的光生電場，它的一部分抵消了內建電場，其余部分則使p區帶正電，n區帶負電，于是在n區與p區之間產生了光生伏特3.13.2組成結構圖如圖3.2所示。3.33.4所示。因此，對于穩定電壓化化轉化率較低，大約在10%，成本低廉，但是光電效應的穩定性不好。195mm*125mm，2.25W，強光下最大空載時的電3.20-10V13 ++D1LM7805可以保護LM7805。滿足充電電路電壓在4.3以上的要求，但是A/D轉換電路的ADC0809需要基準電壓5V，5V3.313 ++D1LM7805可以保護LM7805。滿足充電電路電壓在4.3以上的要求，但是A/D轉換電路的ADC0809需要基準電壓5V，5V3.3PWMPWMTtT3.6其典型應用電路如圖3.7所示：LIS+D -LLII CRCRPWMLIS+D -LLII CRCRPWM3.4復位電路、時鐘電路、按鍵電路、123456783.4復位電路、時鐘電路、按鍵電路、1234567893.4.1口、P2口和P3口，三個定時器，兩個中斷，全雙工串行口[12]。12345678912ADC0809PWM的占空比控制電壓的輸出。當處于充電過程時，由溫度傳感器對溫度進行測量和由ADC0809對充電電流和充2RESET3.4.3 必須需要一個時鐘信號。邏輯電路是將單片機的XTAL1與XTAL2ADC0809PWM的占空比控制電壓的輸出。當處于充電過程時，由溫度傳感器對溫度進行測量和由ADC0809對充電電流和充2RESET3.4.3 必須需要一個時鐘信號。邏輯電路是將單片機的XTAL1與XTAL2與一個2晶振并連，常3.4.4123.14SW2、SW3和一個電阻串聯到VCC，I/O預置為低電平，當SW2或者SW3按下時，I/O變SW2，還可通過這3.14SW2、SW3和一個電阻串聯到VCC，I/O預置為低電平，當SW2或者SW3按下時，I/O變SW2，還可通過這LED，3.153.15LEDLCD2LCD2123456789示“key1--shoujikey2--dianchi”來提醒是選擇為手機充電還是為電池充電，如果選電電流，如果溫度過高或者過低，會在第二行顯示“Iistoohigh”,繼續讀取溫度顯示，如果充電電流過大，會在第一行顯示“Iistoolarge”，31123456789BGBG9876543215V88123456785V88123456781273459692536設計中，需要ADC08095個模擬電壓進行轉換，一是恒壓功能時通道012對電池充電電流對應的選擇是通過改A,B,C條地址線來選擇，對應關系000-111別對IN0-IN7。ADC0809ALE74HC744分頻得到。系統中單片機使用14 Q3.7BATMAX471，CEMAX471OUTBATMAX471，CEMAX471OUT3.7.1DS18B203.19的預置值[19]高溫度系數振蕩池破裂，保護電池。其連接高溫度系數振蕩池破裂，保護電池。其連接圖如3.20示：1TP40564.2V，不3.213.22如圖3.23如圖3.23STDBY=高阻恒流充電模式充電電流=IBATCHRG強下拉恒壓充電模式充電電壓=4.2VCHRG強下拉充電電流STDBY=強下3.23TP4056充電循環狀態3.2壓小于2.9V的時候，用80mA的電流給電池充電，此時為預充電，當達到2.9V后，BAT端輸出800mA的恒流給手機電池充電，此時為恒流充電，電壓慢慢上升，當達到4.05V的時候，BAT4.2V電壓剛給電池充電，而此時充電電流慢慢降低，電池電壓也紅燈綠燈亮滅滅亮滅滅3.2壓小于2.9V的時候，用80mA的電流給電池充電，此時為預充電，當達到2.9V后，BAT端輸出800mA的恒流給手機電池充電，此時為恒流充電，電壓慢慢上升，當達到4.05V的時候，BAT4.2V電壓剛給電池充電，而此時充電電流慢慢降低，電池電壓也紅燈綠燈亮滅滅亮滅滅亮5432321 48 BAT 2207CHRGSTDBYPROGR10 R115kR123.25TP4056圖中，用了兩個滑動變阻器來代替圖中的R10和R11，通過一個單刀雙擲開關來切換選中哪個滑動變阻器，變阻器設定想要的最大充電電流，系統中預設的阻值分別為5.0k和2.5k，可以限定的最大充電電流分別是500mA和250mA，也可按照實際需要調節321 48 BAT 2207CHRGSTDBYPROGR10 R115kR123.25TP4056圖中，用了兩個滑動變阻器來代替圖中的R10和R11，通過一個單刀雙擲開關來切換選中哪個滑動變阻器，變阻器設定想要的最大充電電流，系統中預設的阻值分別為5.0k和2.5k，可以限定的最大充電電流分別是500mA和250mA，也可按照實際需要調節電阻器來選擇充電電流。CE端接單片機的P3.5口，用于充電的啟動和停止，單片機上電后默認低電平，不能充電，當選擇充電功能后，單片機輸出高電平到CE，TP4056工4.2V3.7.3[20] 3充電電壓與電流曲線0 4.00電壓2367 8TP4056BAT端，ADC08093OUT2367 8TP4056BAT端，ADC08093OUT端口的電壓，電路中采20kOUT10V/A，即如果測得的電壓為2.00V，換算后得到的實際充電電流為200mA。手機充電的電流檢測也是144程序設4.1整體程序設計中4程序設4.1整體程序設計中主要由PWM程序、采集按鍵的程序、模擬信號采集程序和轉換程組成否是4.14.24.2.1設定。由于程序不可能知道硬件電路的連接，不知道硬件電路連接的單片機I/O口需要的是高電平還是低電平，所以需要人為的設定各個I/O務是：清楚片內的RAM，初始化要用到的4.24.2.1設定。由于程序不可能知道硬件電路的連接，不知道硬件電路連接的單片機I/O口需要的是高電平還是低電平，所以需要人為的設定各個I/O務是：清楚片內的RAM，初始化要用到的I/OAD4.24.2.24.2.2寫防止按鍵抖動的程序，避免因抖動導致程序運行混亂，不能實現功能。本程I/O否是否是4.34.2.3否是4.4否是4.44.2.4DS18B20轉換命令實現溫度轉換，讀取轉換的溫度值[21]LCD160.4否是給手電池充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形的占空比來是輸出電壓等于設定電壓。程序流程圖如圖4.9小大相4.9小大相4.95系統調5系統調本次的硬件電路調試又可以分為幾個模塊的調試，分別是A/D轉換顯示電路模5.1.25.1.25VA/DA/DDLEDA/D的IN0，與單片機的連接電路出了問題。對這部分的電路進行了調試，對著原理圖一根線一根線的檢查，都發現沒有問題。然后想到，既然仿真圖運行正確，那就是仿真圖的線路連DXPADC08098P18P1.0-P1.7P1.7-P.0，ADC08095V4.85VV7805A/DLEDI/OPWMPWM1%的占空5.1.5PWMPWMTP4056TP4056T4.2V，MAX471S8554.10V1/104.10V。但是通過一個開關短路了三極管后，充電電流有所增高，充電完成后的電池電壓也能達到4.18V，比較理想，所以開關管應該選擇不消耗電壓的開關管，經過思考后，試著使用繼電器作為智能開關對充電進行控制，然而當繼電器從默認狀態到通電狀態時，系統TP4056CECE5.2的硬件電路，而在軟件的調試中也能發現硬件電路的不足之處。就向硬件電路的A/D模塊的軟件調試中，開始都可以通過KELL進行編譯后發現語句中的錯誤然后進行改5.2的硬件電路，而在軟件的調試中也能發現硬件電路的不足之處。就向硬件電路的A/D模塊的軟件調試中，開始都可以通過KELL進行編譯后發現語句中的錯誤然后進行改成不能正常工作，在加了定時器中斷通過P2.4ADC0809500MHz的時鐘.4端，LED，CELEDtoohigh”字符，如果溫度過高，會顯示“Iistoolarge”，如果電池電壓達到4.2VLCDfinish”。還可通過按鍵來調試充電暫6系統測試與數6.16.16.2由此可知，當太陽能板輸出的電壓在7-110V6系統測試與數6.16.16.2由此可知，當太陽能板輸出的電壓在7-110V6.26.3PWM輸入電壓輸出電壓接上負載后電壓接上負載后電流6.36.46.42.90V3.00V-4.15V6.42.90V3.00V-4.15V56.5充電電壓充電電流D3TtooD3IistooD3StopD3D3恒壓輸出實際輸出6.1電池U-I特性曲線0 6.1電池U-I特性曲線0 07總本次設計的太陽能多功能充電器已順利完成，各項功能也基本實現，達到設計的要求。它能夠作為電壓源使用，也能夠為手機和電池充電。電壓源輸出的電壓可以設7總本次設計的太陽能多功能充電器已順利完成，各項功能也基本實現，達到設計的要求。它能夠作為電壓源使用，也能夠為手機和電池充電。電壓源輸出的電壓可以設3.0V、3.5V、4.0V4.5USB機充電，也可以為手機電池充電，為手機充電可以檢測并顯示充電電壓和充電電流，為電池充電可以檢測并顯示充電溫度、充電電流、充電電壓以及充電所需時間，當充電溫度、充電電流達到安全值以外則暫不充電，待恢復到正常值再開始充電，當電壓達到電池滿值電壓則結束充電并顯示充電完成的時間，設置有暫停充電和時間重置的功能，能夠實現電壓源輸出和充電過程的智能顯示和監控。謝辭謝辭參考文G.Prinsloo,R.Dobson,K.Schreve.CarbonFootprintOptimizationasPLCControlStrategyinSolarPowerSystemAutomation[J].EnergyProcedia,2014,49.參考文G.Prinsloo,R.Dobson,K.Schreve.CarbonFootprintOptimizationasPLCControlStrategyinSolarPowerSystemAutomation[J].EnergyProcedia,2014,49.角[J].經濟問題探索,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,溫利峰.國內外太陽能光伏應用現狀與產業發展策略研究[A].中國科學技術協會、福建.從糊式干電池到太陽能電池[N].科技日報,2009-09-23008.王禹.智能型太陽能路燈控制器的應用研究[D].遼寧工程技術大學,2011.袁錫明戴建華.基于單片機控制的智能壓力變送器設計與實現[J].化工自動化及儀張帥.太陽能電池工作原理簡介[J].燈與照明,2009,03:49-李光權.新型電纜接頭溫度監測系統—系統設計與實現[D].華北電力大學（北京徐志躍.隔離放大器及其應用[J].實驗技術與管理,2011,06:53-劉心紅,郭福田,孫振興,曾麗麗.Proteus仿真技術在單片機教學中的應用[J].實驗技術與管章泰.電