基于单片机的多用太阳能手机充电器开题报告

哈尔滨工业大学毕业设计（论文）开题报告题目名称：基于单片机的太阳能充电器设计与调试学院：机电学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：XX学号：XX指导教师：XX职称：教授2019年12月25日毕业设计（论文）开题报告实施方案：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1000uF 电容存储太阳能电池板的电荷，经过LM1117-5稳压芯片给TP4056芯片提供电源和充电电池充电。

充电时，充电指示灯点亮，当充电完成后，充电指示灯熄灭。

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。

充电电池电压低于3V 时，报警指示灯闪烁。

系统总体框图如图1所示。

图1 整体设计框图可行性分析：在此之前国内外研究太阳能智能追光系统已经有一段的时间并且取得了相应的成果，因此基于单片机的太阳能智能追光系统具有很大的现实可行性。

我在学校单片机原理及控制技术、C 语言、电力电子技术等专业课的课程设计中，积累了一定的实践经验，为本次毕业设计的完成奠定了较好的基础。

机械结构方面：外壳选用高强度金属外壳，易加工、外形比较小、重量比较轻，能容纳电池。

技术方面：（1）市面现有采集精度、速度的太阳能板种类多、精准度高、体积小，便于安装、调试。

（2）有相关论文资料，可以独立完成此项设计。

充电电池单片机STC89C52升压5V 输出ADC0832液晶显示电源模块太阳能充电电路充电保护查阅相关文献确定研究方向完成硬件电路设计及元器件的选型熟悉软件使用，完成软件设计实物设计与制作实物调试与完善（）。

毕业设计（论文）开题报告题目基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计一、选题的依据及意义：1、依据太阳能资源丰富, 既可免费使用, 又无需运输, 对环境无任何污染. 由此可见使用家用太阳能热水器解决中低温用水无论是经济设益, 还是节能减排效应, 都是非常明显的. 对促进可再生能源的开发利用, 增加能源供应, 改善能源结构, 保护环境, 实现经济社会的可持续发展起到积极的作用, 是一项惠及子孙后代、利国利民的绿色工程.随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人们所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。

人们在大力的发展太阳能产业。

能源问题将更为突出：①从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020 年，天然气也只能延续到2040 年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。

②环境污染③温室效应引起全球气候变化。

因此，人类在解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。

太阳能具有：①储量的“无限性”太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×10 的23 次方kW，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×10 的13 次方千亿t。

②太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。

③发利用时几乎不产生任何污染。

鉴于此，太阳能必将在世界能源结构转换中担纲重任，成为理想的替代能源。

然而，目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便等问题，很多控制器具有温度和水位显示功能，却不具有温度控制功能，致使热水器阴天的时候不能方便使用。

即使热水器具有辅助加热功能，也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能。

2、意义能源问题与安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。

目前市场上存在三种样式的热水器：电热水器、燃气热水器和太阳能热水器。

近年来，电热水器的大规模用电，并不能给人们的正常生活带来便利，作为后来者的太阳能热水器，因其安全性好、节能、绿色环保等优点，近几年呈现出爆发式的发展趋势。

基于单片机的太阳能充电器的设计毕业设计(论文)课题名称基于单片机的太阳能充电器的设计学生姓名曹为学号1041303002系、年级专业信息工程系、10通信工程指导教师周建华职称副教授2013年05月20日摘要随着环境保护意识的增强，寻求洁净能源的现实问题也日益显现出来。

具有清洁可再生的太阳能已经越来越受到人们的关注。

本文提出了一个基于单片机的太阳能充电器的设计，它不但能环保节能，还可以在没有电源充电时对手机进行应急充电。

喜欢外出或游玩的人通常会有手机没电的经历，提供充电的地方也不会到处都有，因此会出现手机因没有电无法正常使用的情况。

本次毕业设计介绍一种通过单片机控制的太阳能手机充电器，它能将太阳能通过电路变换成稳定的直流电从而给手机充电，还可以在电池充好电以后有自动停止充电的功能，并且能当作一般的直流电源，让我们减弱对市电的依靠，从而得到通信的自由。

与传统的充电器对比，太阳能充电器的优势日益发挥出来。

关键词：太阳能电池板；单片机；光伏发电技术；智能充电AbstractWith the enhancement of environmental consciousness，issues concerning finding new clear energy source are turning up. Being clean and recyclable, Solar energy has gained more and more attention. This Paper introduces a solar charger design which is based on single-chip Microcontrollers. It can not only protect the environment and save energy, but also emergency charge for mobile phone.People who go out and travel a lot have the experience of running out its cell phone power,Provide charging place nor are everywhere, so the phones will appear because of no electricity can't normal use. this paper introduces a solar cell phone charger controlled by single-chip microcomputer. It can convert the solar energy into stable direct current through circuit so as to charge the cell phone. It features the function to stop charging once the battery is fully charged.Besides it can be used as a general direct current power, lightening our relying on the commercial electricity to obtain the freedom of correspondence. With so many advantages over the traditional chargers, the solar charger will play an increasing role in the futures.Key words: solar energybattery；single chip；solar energy；intelligent charge目录摘要...................................................... Abstract . (I)目录 (II)1 绪论 01.1 本课题研究背景及现状 01.2 课题设计思想 01.3 论文结构 (1)2 基于单片机的太阳能充电器系统总体方案设计 (2)2.1 设计方案一 (2)2.2 设计方案二 (2)2.3基于单片机的太阳能充电器的设计的总体设计方案 (3)3 基于单片机的太阳能充电器系统的硬件设计 (5)3.1太阳能电池板的选用 (5)3.2 LM7805稳压电路 (5)3.3 充电主电路的设计 (6)3.4 信号采集处理电路 (7)3.6 单片机AT89C51介绍 (8)3.7 单片机电路 (10)3.7.1单片机复位电路 (10)3.7.2 单片机时钟电路 (11)3.7.3 单片机A/D转换电路 (11)3.7.4按键电路 (12)3.7.5数码管显示电路 (13)3.8锂电池充电原理 (14)4 基于单片机的太阳能充电器系统的软件设计 (16)4.1 设计思想 (16)4.2 基于单片机的太阳能充电器系统的整体程序设计 (17)4.3 基于单片机的太阳能充电器系统的子程序的设计 (17)4.3.1电路启动初始化 (17)4.3.2按键采集程序 (18)4.3.3数据采集及模数转换程序 (19)4.3.4数码管显示子程序 (20)4.3.5 充电子程序的设计 (21)4.3.6电源子程序的设计 (22)5 仿真与调试 (23)5.1 充电电路仿真 (23)5.2 电流采样处理电路仿真 (23)5.3系统做直流电源使用时电路仿真图 (24)5.4 系统做充电器使用时仿真结果 (24)总结与展望 (27)参考文献 (28)附录A 整体电路图 (30)附录B 整体程序 (31)致谢 (41)1 绪论1.1 本课题研究背景及现状当代社会随着一些不可再生资源如煤炭，石油等日益减少，使得各国社会经济越来越受能源问题的约制，因此许多国家开始逐渐的实行“阳光计划”，开发洁净的能源如太阳能，用以成为本国经济发展的新动力。

基于单片机的太阳能手机充电
1 引言
最近，人们正考虑把太阳能用于包括移动电话充电器这样的范围更宽广的消费电子应用。

太阳能电池板所提供的功率高度依赖于工作环境。

这包括诸如光密度、时间和位置之类的因素。

因此，电池通常被用作能量存储单元。

当来自太阳能板的电能有余的时候，就可以对电池充电;当太阳能板提供的电能不足时，电池就可以为系统供电。

目前市场上的太阳能电池板繁多，根据太阳能电池板所用材料的不同可分为：
①硅太阳能电池;
②以无机盐如砷化镓III- V 化合物，硫化镉，铜铟硒等多元化合物为材料的太阳能电池;。

基于单片机的智能手机充电器系统设计报告基于单片机的智能手机充电器设计报告一( 系统设计1.设计目的1) 熟悉并掌握单片机嵌入式系统的开发流程和应用方法。

2)做到对电池充电过程的实时监测。

3)做出智能化的充电器。

我发现在给手机充电的时候，往往不能知道电池还有多长时间能充满，而且经常忘记是什么时候开始充电的，因此很容易造成过充或充电不足，从而影响手机电池的使用寿命，还有可能出现危险。

于是我便萌生了设计一种可显示时间的手机充电器的想法2.功能简介1)可与锂电池中的芯片通信，得到电池组的容量、电压、电流等参数。

2)用LED显示电池的剩余充电时间。

3)具备防过充功能，在电池电压达到一定值后减小充电电流，直至电池充满。

3.应用能给各种锂离子电池充电并可以实时显示充电的剩余时间。

二(实验资源1)硬件:AVR开发板，Atmega16,LED七段数码管，电源2)软件:ICCAVR,AVRstudio三(实验原理1. 电路原理图注释:左下为AD模块，Mega16的PA口接AD，同时输出PWM,PB3接PWM进行充电控制;右下方为以TLC431为主的稳压源，接单片机的AREF端口。

2. 实验原理:锂电池的充电过程分为预充、快充、涓流三个步骤，我们的原理概括的讲，就是在预充阶段通过对电池进行扫描测出电池的容量，与程序中的库进行对应从而得出充电所需时间;再经过快充电池电压达到一定高的值，为防止由于充电过快引起的电池实际电压不足，最后再加上一定时间的涓流充电。

在整个过程中通过LED来实时显示剩余充电时间。

3. 软件设计流程图四(数据采集为使充电器能为不同容量的电池，需要做测试来采集大量的数据，反应电池在充电过程中电压、电流、时间之间的关系。

以下为几个具有代表性的测试图样:1. 容量为600mah的电池快充过程中I-t曲线图中X轴为时间(min)，Y轴为电流(mA) 图中X轴为时间(min)，Y轴为电流(mA)注:图中X轴为时间(min)，Y轴为电流(mA)。

数字电路课程设计报告太阳能手机充电器学院：电气工程学院班级：12电4学生姓名：王建宙武鑫张路路指导老师：刘丽萍设计时间：2014年12月8日目录一、设计任务和要求 (1)二、设计方案的选择分析 (1)三、电路设计与分析 (4)四、设计总结及心得 (5)五、反思与改进 (5)六、附录 (6)（1）元器件明细表（2）附图七、参考文献 (9)八、课程附加小设计—门铃 (10)一、设计任务和要求实现太阳能电池板给手机充电具体要求：当按下总开关时，太阳能电池板开始给手机充电，并且LED灯亮表示太阳能电池板正在工作。

二、设计方案的选择与分析MC34063芯片介绍本设计需要用到的芯片是MC34063，下面是其功能介绍。

MC3 4 0 6 3是一单片双极型线性集成电路专用于直流-直流变换器控制部分。

片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关能输出1 . 5 A的开关电流。

它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。

特点：*能在3 . 0 - 4 0 V的输入电压下工作*短路电流限制*低静态电流*输出开关电流可达1 . 5 A无外接三极管*输出电压可调*工作振荡频率从1 0 0 HZ到1 0 0 KHZMC34063引脚图见下图一图一MC34063的引脚说明1脚：开关管T1集电极引出端2脚：开关管T1发射极引出端3脚：定时电容ct接线端；调节ct可使工作频率在100—100kHz范围内变化4脚：电源地5脚：电压比较器反相输入端，同时也是输出电压取样端；使用时应外接两个精度不低于1％的精密电阻；6脚：电源端；7脚：负载峰值电流（Ipk）取样端6，7脚之间电压超过300mV时，芯片将启动内部过流保护功能8脚：驱动管T2集电极引出端。

MC34063电路原理振荡器通过恒流源对外接在CT 管脚( 3脚)上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。

充电和放电电流都是恒定的振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。

太阳能手机充电器的研究与设计的开题报告一、选题背景随着科技的快速发展，人们生活水平的提高，手机已经成为了我们日常生活中必不可少的一部分。

然而，由于大多数手机电池使用寿命较短，长时间使用会导致电池电量不足的情况，很多人都会选择购买充电宝等外部充电设备来解决这个问题。

然而，使用外部充电设备也带来了新的问题，例如设备体积大、充电速度慢、容易损坏等。

因此，太阳能手机充电器的研究与设计成为了一个备受关注的课题。

二、研究内容本项目旨在设计一款太阳能手机充电器，以解决手机充电难题。

具体研究内容如下：1. 系统功能设计：太阳能手机充电器需要具备不同电池类型的充电功能，同时具有充电保护功能。

2. 外部元件选取：太阳能充电器的外部元件需要精挑细选，包括太阳能电池板、充电电路、电池管理电路等。

3. 结构设计：太阳能充电器的结构需要紧凑、美观，同时具备易于携带和使用的特点。

4. 电路设计：太阳能充电器需要依靠电路来实现充电功能，要求电路设计合理，基本实现稳定而高效的充电。

三、研究意义太阳能充电器可以利用太阳能转换成电能，不受电网供电范围的限制，从而解决了充电的环保、经济、便捷等问题。

同时，研究太阳能充电器对于提高可再生能源应用水平、促进充电器的智能化发展也具有重要的意义。

四、研究方法通过文献综述、实际测试、电路分析等研究方法，分析太阳能充电器的关键技术，及其在设计和应用中的实际意义和困难。

采用理论分析和实验两种方法探讨实现太阳能充电器的技术路线和方法，进而设计出性能稳定、操作简单、充电效率高的太阳能手机充电器。

五、预期成果本项目预期将设计出一款稳定可靠、操作方便、充电效率高的太阳能手机充电器。

该充电器将充分发掘太阳能的潜能，为环保节能做出贡献，同时也为人们的日常生活提供了一定的便利。

1 绪论 (1)1.1 本课题的研究背景 (1)1.2 硅太阳能电池及参数 (1)1.3本课题研究的主要内容 (1)2 太阳能手机充电器硬件设计 (2)2.1系统总体设计方案 (2)2.2 太阳能电池板的选用 (3)2.3 LM7805应用 (3)2.4 单片机电路 (4)2.5 按键指示电路及实现 (4)2.6 数码管显示电路 (5)2.7 BUCK斩波电路 (6)2.8 电压电流的A/D采集 (7)2.9 MAX471介绍及工作原理 (9)3 汇编源程序的设计实现 (10)3.1 系统整体程序框架 (10)3.2 电路启动初始化 (10)3.3 按键采集程序 (11)3.4 数码管显示子程序 (12)3.5 数据采集及模数转换程序 (13)3.6 充电子程序的设计 (14)3.7 电源子程序的设计 (15)结束语 (16)致谢 (16)参考文献 (17)附录1 主电路原理图 (18)附录2 汇编源程序 (19)化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度也在不断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。

太阳能作为一种可再生能源它具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点，因此有着广阔的应用前景，光伏发电技术也越来越受到人们的关注，随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展，太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。

使用手机的人都有过这样的经历，外出或旅游时电池突然没电了，因不能及时找到或没有220V市电而无法给手机充电，影响了手机的正常使用。

为了解决这一问题，本课程设计介绍一种多用太阳能手机充电器，利用单片机控制，将太阳能经过电路变换为稳定直流电给手机充电，并能在电池充电完成后自动停止充电，还可作为一般直流电源使用，从而摆脱对市电的依赖而获得通信的自由。

与常规的充电器相比，太阳能充电器有着明显的优势。

关键词：太阳能，电池，单片机，智能，BUCK变换器Multi-purpose solar mobile chargerAbstractIncreasing depletion of fossil energy, it's emphasis on environmental protection are also rising, look for clean alternative energy issues become more urgent. Solar energy as a renewable energy it has an inexhaustible and clean and safe and so on, so have a broad application prospects, photovoltaic power generation technology is more and more attention, with the PV module continue to lower prices and photovoltaic technology, solar PV systems will gradually supplement the energy from the current transition to alternative energy.People who use mobile phones have had the experience, go out or travel no electricity when the battery suddenly, and because they can not be found or does not timely 220V electricity and not to charge their cell phones affect the normal use of mobile phones. To solve this problem, the course design introduces a multi-purpose solar charger, use MCU control, will transform solar energy through the circuit to stabilize the direct current to charge their cell phones and can charge the battery automatically stops charging after, but also as a general DC power use, so get rid of dependence on electricity obtained the freedom of communication. Compared with the conventional charger, solar charger has a clear advantage.Key words: solar energy, battery, single chip, intelligent, BUCK converter1 绪论1.1 本课题的研究背景当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。

基于单片机的多能源手机充电器设计与研究论文基于单片机的多能源手机充电器设计与研究论文1 概述由于化石燃料的燃烧，导致了全球环境污染和能源短缺，不可再生能源已经是进入紧急状态，能源危机越来越制约着国际社会经济发展，全球能源日益紧张并且环境污染越来越严重，我们必须开发使用清洁、可再生能源。

目前使用最广泛的是太阳能、风能，同样温差能也开始受到广泛关注。

太阳能是一种可再生且无污染的自然资源。

越来越多的国家已经使太阳能资源成为了各国经济发展的新动力。

太阳能电池通过使用太阳发出的光能和材料相互作用产生电，来避免环境污染的可再生能源。

这对改善生态环境,缓解温室气体等方面具有重要的意义。

风能，是一种公认的廉价环保且资源丰富的`可再生能源。

风能的储量非常丰富，并且是持续产生的。

对于风力发电的技术相对成熟且开发成本较低，很适合大规模开发利用。

由于风能具有该优点，所以得到了各国的高度重视和大力开发使用。

温差发电器是能将热能直接转化成电能的固态装置。

美国科学家汤姆逊在研究鲨鱼鼻子时发现，鲨鱼将外界环境温差转换成电信号，传输给大脑来掌握海洋温度。

并通过大量实验研究，发现了汤姆逊效应。

基于该理论开发而成具有将温差转换成电压的半导体发电片。

由于温差发电的转换效率低，造价高，仅在必要条件下才会使用，其开发潜力仍不小。

目前，采用单一的新能源技术充电，极易受到受环境影响，而达不到预期的发电效果。

太阳能和风能两种资源都是取自自然环境，而自然环境又是瞬息万变的，所以采用单一的发电技术，很显然会存在不稳定的弊端，难以长期提供连续的电能。

为了避免采用相当大的储电装置，对资金浪费，同时占用大量的场地。

在此情况下，采用多种发电方式进行互补是必要的。

根据我国所处气候区，该气候具有很强的互补性。

例如冬天，太阳能辐射的强度较弱，风力较大;夏季，风力较小，太阳能辐射强度高。

同时，白天风力较小，太阳能辐射强度大;黑天太阳能辐射强度接近为零，风力较大。

因此，太阳能和风能具有极强的互补性。

本科毕业设计文献综述电子信息工程手机充电器的设计与制作前言随着人们生活水平质量的提高，手机，作为人们必不可少的日常生活用品之一，也越来越普及。

然而，在使用手机的过程中，相信有很多人曾经遇到手机没电却没有地方进行充电这种情况，从而引起使用上的不便。

因此，如何解决手机“应急”充电，已经成为一个重要问题。

与此同时，随着环境污染、生态破坏、资源枯竭等问题日益严重，太阳能作为一种可持续、无污染的新生能源已经被越来越多的人所重视。

太阳能作为一种可再生能源逐步在各个领域得到广泛应用，若能以太阳能电池组件为基础，设计出成本低廉的太阳能手机充电器，直接完成太阳能辐射到电能转换，必然会为个人移动通信带来极大的方便。

太阳能手机充电器，因此进入了人们的视线。

本次设计，就是利用太阳能，通过设计电路，太阳能由太阳能电池板转换成电能，经过升压电路、稳压电路、充电电路后达到手机电池充电要求，直接为手机电池充电。

做到只要有阳光光照的地方，就可以随时随地的为手机充电。

主题1 、手机充电器的发展自从有了手机，就有了手机电池充电器，充电器也是随手机以其搭配购买的。

最初的充电器搭配是两个，既传统的“两电两充”，其中一个是与手机插接的直冲，另一个是装入电池的座充。

直冲与座充充电时对充电电压要求不一样，直冲的输出电压时 5V，座充的输出电压是 4. 2V。

充电电流一般都在 100- 500mA之间。

而由于手机品种繁多，充电接口和电池大小不一，导致充电池各不相同，一旦充电器损坏或遗失，就很购买到相配的充电器。

针对这种情况，万能充电器也就应运而生了。

万能充电器是通过调整输出电源接触点，用夹钳夹住电池已达到给不同大小的手机电池充电的目的。

但该充电器也有几个缺点，每次充电都要调整触点，对位比较困难，触点与电池接触容易松动脱落。

国际上针对充电器的质量问题和资源浪费问题，开始对充电器做出各种规范，我国也从2007 年 6 月开始对手机充电器执行统一接口的新标准。