基于C8051F单片机的太阳电池测试系统.pdf

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1、2014芷仪表技术与传感器2014第10期InstrumentTechniqueandSensorNo．10基于C8051F单片机的太阳电池测试系统黎步银，张云龙(华中科技大学光学与电子信息学院，湖北武汉430074)摘要：使用C8051F系列单片机作为控制MCU，采用自然光设计了一种便携式太阳电池测试系统，系统主要包括采集单元、串口通信单元、主控单元以及显示单元4部分。采集模块包括电压采集、电流采集、辐照度采集、温度采集，串口通信单元负责将采集模块采集的信息发送给主控单元，主控单元对接收的信息进行处理并绘出I—V曲线，从而得到

2、太阳电池的特性参数，显示单元将I～V曲线和特性参数显示出来。试验结果表明：该设计能够满足测试要求，设备便携并且测试简单易操作。关键词：C8051F060；便携；电子负载；补偿电源；I—V曲线中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)10—0053—04SolarCellTestingSystemBasedonC8051FMCULIBu—yin，ZHANGYun—long(SchoolofOpticalandElectronicInformation，HuazhongUniversityofSci

3、enceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：AportablesolarcelltestingsystemusingnaturallightwasdesignedbasedOilC8051F5SeriesMCU，anditmainlyincludedfourunitsofcollectingunit，serialportcommunicationunit，maincontrolunitanddisplayunit．．Thecollectingmodulein—cludedvoltag

4、e，currentsamplingandirradiance，temperatureacquisition．Serialcommunicationunitwasresponsibleforacquisitionmodulewhichcollectedtheinformationsenttothemaincontrolunit，andthemaincontrolunitdealtwithreceivinginformationanddrewtheI-Vcurve，therebyCharacteristicsofsolarcellp

5、arameterswereobtained．DisplayunitdisplayedI-Vcurveandcharacteris—ticparameters．Accordingtotheexperimentalresuhs，thisdesigncansatisfythetestrequirements，theequipmentisportableandtestingissimpleeasytooperate．Keywords：C8051F5060；portable；electronicload；offsetsupply；I-Vc

6、urve0引言目前，多数太阳电池检测设备使用PC进行数据采集和处理，使得检测设备体积庞大无法实现室外作业，且价格、运营和匦一，l委；兰l调理电路l维护成本都很高。针对这些问题，开发一款易于便携、价格低廉且性能强大的检测设备已迫不及待。文中摒弃PC作为核心的思路，选用嵌入式处理器作为数据采集和处理核心，开发了可以满足多数厂商和高校实验室测试要求的智能便携的太阳电池测试系统。1原理太阳电池测试系统使用C8051F060单片机作为控制核心，图1为系统原理框图，系统主要由采集单元、串口通信单元、显示单元和主控单元4部分组成。系统启动后，

7、MCU开始工作，首先DAC从0开始，等差递图1系统原理框图增地输出电压，驱动工作在线性区的电子负载的阻值进行线性2硬件电路设计变化，太阳电池回路中取样电阻的电压和电流就会发生相应的系统的硬件电路主要包括主控单元电路、电子负载及补偿变化，ADC0和ADC1分别采集回路中取样电阻的电压和电流电路、A／D采样电路、温度及光辐照度采集电路4部分。信号。通过采集的辐照度和温度信号，运用补偿算法将ADC2．1主控单元电路采集的数据进行补偿和修正，然后运用拟合算法将修正的数据主控单元控制ADC进行数据采集、DAC调节电子负载的拟合成曲线，即I

8、—V曲线。最后通过上位机程序将I—V曲线变化，并将接收的ADC采样数据进行处理，最后通过串口通信输出到PC或者直接输出到LCM。将其传给上位机和LCM。主控单元主要有主控MCU、显示模块和串口通信模块，如图2、图3所示。C805117060是完全集成的混合信号片