便携式太阳能手机充电器

学号 201392170109 西北师范大学知行学院本科学生毕业论文（设计）便携式太阳能手机充电器系 别 名 称 ：计算机与电子信息工程系专 业 名 称 ：电子信息工程（电器及自动化方向）学 生 姓 名 ：李长林指 导 教 师 ：车玮 讲师二一七年三月Student ID 201392170109BACHELORS DEGREE THESIS OF ZHIXING COLLEGE OF NWNUPortable solar mobile chargerDept of ：Computer and electronic information engineeringSubject ：Electronic information engineering(electrical andautomation direction)Name ：Chang-lin liDirected by ：CheWei lecturerMarch 2017摘 要随着手机科技的迅猛发展，智能手机早已普及现实生活，几乎是“人手一机”人们的生活也越来越离不开手机。然而，美中总有不足，由于智能手机耗电量大，以及人们的频繁使用，致使人们不得不“一日一充”所以外出的时候经常会遇到手机没电的情况，就回让信息的传输和交流陷入困境，导致一些原本可避免的经经损失。本课题设计了一种便携式太阳能手机充电器，通过光电转换，它就可以很好地解决上述问题，从而给人们的生活带来很大的方便。既节约了能量，又使用方便，再也不用担心出行时手机没电的问题，保证了信息交流的畅通，是出行时的必备品。太阳能取之不尽，用之不竭，而且清洁环保，不产生任何污染物。所以它有着广阔的应用市场，而太阳能发电技术正在引起国内外的高度关注，现在，光伏组件的市场价格不断呈降低趋势，因此，我们相信太阳能光伏发电系统代替其他能源发电系统指日可待，从而给人们的生活带来极大的方便。关键词：太阳能；手机充电；单片机；光电转换ABSTRACTWith the rapid development of science and technology of the intelligent mobile phone, mobile phone has long been popular in real life, is almost a “one to one“ peoples life more and more cannot do without mobile phone. However, the total lack of intelligent mobile phone, because of large power consumption, and the frequent use, causing people to “one day a charge so when go out, often encounter the situation of mobile phone battery, makes the transmission and exchange of information in trouble, resulting in some of the original can be avoided by the loss.This paper designs a portable solar mobile phone charger, through the photoelectric conversion, it can solve the problem very well, which brings great convenience to peoples life. Not only save energy, but also easy to use, no longer have to worry about the travel mobile phone without electricity problems, ensure the smooth communication of information. Is necessary to travel. Solar energy is inexhaustible, inexhaustible, and clean, does not produce any pollution. So it has a broad application market, and solar power generation technology is highly concerned at home and abroad, the market price of the PV module is constantly decreasing, therefore, we believe that solar energy Photovoltaic power generation system to replace other energy generation system can bring great convenience to point the day and await for it, to peoples life.Key words: Solar energy; mobile phone charging; MCU 目 录1.前言 .12. 设计要求与总体方案 .22.1 系统设计任务 .22.2 设计方案 .22.2.1 设计步骤 .22.2.2 原件类型 .33.论文主题 .33.1 系统元器件选型 .33.1.1 太阳能电池板选型 .33.1.2 单片机选型 .43.1.3 AD 转换芯片选型 .43.1.4 降压稳压芯片选型 .43.2 硬件电路设计 .43.2.1 系统原理图 .43.2.2 单片机系统电路设计 .53.2.3 A/D 转换电路设计 .63.3 系统软件设计 .63.3.1 系统程序框架设计 .63.3.2 A/D 转换程序 .73.4 液晶显示程序 .94.系统调试与性能测试 .94.1 电路板焊接 .94.2 硬件检查 .104.3 软硬件调试 .104.4 功能测试 .11结 论 .13致 谢 .14参考文献 .150便携式太阳能手机充电器学生姓名：李长林 指导教师：车玮1.前言随着社会的发展，化石燃料不断使用，导致全球环境不断污染和能源短缺，如电力、煤炭、石油等不可再生能源已经面临枯竭，能源危机逐渐成为制约国际社会经济发展的瓶颈，所以人类需要抓紧节奏开发出新的能源代替原有资源。为了人类社会的健康发展，我们必须增加使用清洁、可再生能源。太阳能取之不尽，用之不竭，是一种清洁环保且不产生任何污染的自然资源。作为一种新动力，世界上很多国家都着手实施“太阳能项目”。太阳能电池通过光电转换来为设备充电，使用过程中不消耗燃料和水以及其他物质，不会向外界排放出任何有害气体，从而解决了使用其他资源时对环境污染的问题。因此，对保护环境,减少温室气体的排放方面有重大作用。太阳能充电器对比于其他充电设备有更多的可赞之处，第一是取之不尽，永远也用不完，而且无任何污染。第二，随身携带，十分方便，只要有阳光，无论何时何地都保障您与朋友以及家人保持联系。所以在节能、经济、环保、安全方面，太阳能充电器都有它的优越之处。目前，太阳能电池已经普及到了军事和航空航天领域的工业、农业、商业、通信设备等各个方面，特别是在偏远地区，列如沙漠、海岛和农村等。太阳能发电系统的使用不仅能够节省电力线路铺设的成本，而且避免了有害废物的产生，已为国家环境保护和再生清洁能源的开发提供了很好的范例。太阳能电池板利以用太阳辐射为主要途径，为大规模利用发展太阳能奠定了基础，同时我们看到了太阳能作为一种新的自然资源越来越引起各个国家的广泛关注。此外，就日常生活来说，随着智能手机功能越来越完善，屏幕越来越大，因此耗电量也越来越大。人们在旅途中如若遇到意外，不能给手机等设备充电时，方可采用太阳能进行充电。因此，本设计在实际生产生活中也具有非常重要的实用价值。基于上述太阳电池的多种优点，以及实用性和可行性，我们来进行太阳能手机充电1器的研究与设计。2. 设计要求与总体方案2.1 系统设计任务设计并制作一个完整的便携式太阳能手机充电系统。利用太阳能电池板将太阳能转换为电能，经过 DC/AC 变换电路运算处理后将电池板电压、USB 输出电压进行监测和转换。单片机将会对采集的数据进行分析处理。接着，液晶显示屏对电压进行显示。此外，使用 USB 接口和数据线，就能给手机、MP3、摄像机等多种数备进行充电。2.2 设计方案2.2.1 设计步骤图 2-1 系统设计步骤设计中，使用 51 单片机控制整个系统的运行，不仅降低了设计成本，而且可以太阳能电池板按键电路单片机控制系统tongtong 统USB 充电口电压采集 液晶屏电路稳压电路2为其他适用的数码产品进行充电。太阳能电池板将太阳能转变为电能。接着经过降压稳压电路处理，得到相对稳定的 5v 电压，既可通过 USB 接口给手机充电，也能给充电宝充电，此外，还能给单片机供电。USB 接口两端的电压通过单片机控制的PCF8591 实时采集太阳能电池板电压，并显示在液晶屏上。最后，让 PCF8591 实现数据的采集及转换并传给单片机做分析处理，以此来控制整个系统电路正常工作。本系统总体设计步骤如图 2-1 所示2.2.2 原件类型表 2-1 原件类型3.论文主题3.1 系统元器件选型3.1.1 太阳能电池板选型当火热的阳光照射到太阳能电池板上时，有很小一部分被电池板表面反射掉，剩下了的被半导体吸收。吸收的光产生“电子空穴对”通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能。在这方面，最常用的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅以及太阳能电池等三种。因为要在户外，或者太阳光照不充足的地区使用。 所以，非晶硅太阳能电池对元件类型 型号 数量单片机 89C51 1芯片 PCF8591 1芯片 LM2576T 1液晶屏 1电阻 3电容 2晶振 12.000M 1太阳能电池板 12V 5W 1插件排阻 A103G 1肖特基二极管 SS14 13太阳光照条件要求很低，基于设计的需要，本系统采用多晶硅太阳能电池板来设计制作。本设计采用开路电压为 6V 的电池板，通过 LM2576T 降压稳压电路，实现输出 5V 电压供手机充电。3.1.2 单片机选型89C51 是一种高效微控制器。当前使用最为广泛的 8 位系列单片机是 51 系列单片机，它不仅具有丰富的开发资源，而且成本很低。本设计将采用 51 单片机做为整个系统的的控制器。3.1.3 AD 转换芯片选型PCF8591P 是一款单电源、低功耗 8 位 COMS 型 A/D、D/A 转换芯片，该器件具有多路模拟量输入、片上跟踪保持、8 位 A/D 转换和 8 位 D/A 转换等功能。A/D与 D/A 的最大转换速率由 I2C 总线的最大传输速率决定。PCF8591 具有以下特点：（1）单电源供电；（2）正常工作电源电压范围为 2.5V6V；（3）使用 I2C 总线来进行数据的传输；PCF8591 在本电路中主要承担数模转换的作用，将电路中测量的电压电