基于单片机的太阳能电池控制器的毕业设计

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1、基于单片机的太阳能电池控制器的毕业设计目录1概述11.1题目要求11.2题目国内外发展现状11.3题目设计目标级功能要求21.4题目设计所需要的环境22总体设计32.1硬件总体设计42.2程序总体设计43硬件设计93.1电压采集电路93.1.1电压采样电路93.1.2ADC0809模数转换芯片93.1.374LS373锁存器113.2单片机及其外围电路123.2.1单片机功能引脚介绍123.2.2单片机外围电路133.3充放电电路143.3.1MOSFET143.3.2光耦合器件153.3.3PWM控制技术介绍16III3.4硬件设计软件184软件设计

2、194.1中断系统194.1.1中断系统结构194.1.2中断响应224.1.3中断响应过程224.1.4中断请求的撤销234.2各设计模块244.2.1程序初始化模块244.2.2定时器中断模块244.2.3A/D转换模块254.2.4PWM脉冲宽度控制模块254.2.5方案的选择控制模块264.2.6单片机停止工作的按键输入模块264.3软件总体设计265系统调试315.1硬件电路调试315.2程序调试326其它器件介绍336.1太阳能电池336.2蓄电池336.2.1蓄电池分类33III6.2.2蓄电池容量336.2.3蓄电池能量效率356.2.

3、4蓄电池循环寿命35参考文献.............................................36致谢.................................................38III1概述1.1题目要求在全球能源形势紧张，全球气候变暖严重威胁经济发展的今天，世界各国都在寻取新的能源替代战略，以求得可持续发展及在日后的发展中获得优势地位。太阳能以其清洁、可再生、安全等显著等显著优势成为当今关注的重点。尤其是太阳能光伏发电技术，在近些年来更是得到飞速的发展，时至今日光伏发电技术已经极其成熟，在光伏发电技术

4、中主要分为两种:独立式发电系统和分布式发电系统。分布式发电系统则主要应用于大规模的并网发电系统。独立式发电系统主要面向小型用户或者小型负载，独立式发电系统以其应用灵活，适应性强贝越来越多的应用于各个领域。独立式光伏发电系统主要有4部分组:太阳能电池板、制器、电池和直流负载。太阳能电池板和蓄电池的技术发展相对来说比较成熟，而对于控制器由于所适用的场合有所不同，其对性能的要求也就各不相同，就一般太阳能电池板蓄电池对于控制器的要求主要侧重于对蓄电池充放电的管理，以及对夜间和白昼的充放电选择，这样才能更加合理的利用太阳能，使光伏发电系统的效率最大化，另一方面通

5、过单片机对蓄电池的过充电和过放电的管理，可以延长蓄电池的寿命，从而进一步提升系统的性价比，因此对于设计出这样一种智能控制器就显得很必要了。1.2题目国内外发展现状太阳光没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：1.无枯竭危险；2.干净无公害；3.不受资源分布地域的限制；4.可在用电处就近发电；5.能源质量高；6.获取能源花费的时间短。正是由于以上特点，美国在经历上世纪80年代能源危机后，就一直致力于开发太阳能发电技术，到现在为止该项技术在美国，德国，瑞士

6、和日本等国的技术发展和推动下，已变得极为成熟。在我国国内市场，已经有很多对此类控制器开发研制的技术厂商和科研院所，因此从某一方面来讲，我国已完完全全进入太阳能全面发展的时代。太阳能电池板直流负载控制装置蓄电池图1.1太阳能电池板给直流系统供电的系统结构框图第38页共38页太阳能电池蓄电池充电控制光耦电路A/D转换分压电路采集电压分压电路采集电压A/D转换光耦电路放电控制51单片机图1.2本次设计中所采用的系统结构框图1.3题目设计目标及功能要求在本次设计中抓药要设计出一种智能型的太阳能电池控制器，对功能具体要求如下：1电池长时间发电，电压较低时要停止放

7、电。2蓄电池电压高于其所能承受的电压时，要停止对其充电。3通过电压采样检测，对不同的蓄电池不同充电状态，采用不同的充电方案。4对于整套充放电系统要设置可手动关停的按钮，以达到对系统更为智能的设计。5通过设置时间，从而根据光照情况对蓄电池进行自动的关停。6可对线路进行过流，短路保护本次设计中将以ATMEL系列中的AT89S51单片机为控制中心，软硬件的结合，利用分压电路对蓄电池，太阳能电池的电压、电流进行采样。再经过A/D转换采样数据输入到单片机中进行处理。单片机输出经光耦驱动MOSFET管来控制外接电路开启关闭。该系统可以实现控制蓄电池的最优充放电，当

8、蓄电池电压在14.4V+0.5时，太阳能电池停止对蓄电池充电，当蓄电池电压在10.9V+0.5