风光互补发电系统在楼房上的应用毕业论文.docx

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1、.2.4.8.12.14.14.15.17.17.19.19.20.23.23.25.25,26错误!未定义书签。风光互补发电系统在楼房上的应用毕业论文目录1 32系统简述3 . STC89c52RC 单片机4 .锂电池智能充放电芯片5 .发电机及太阳能电池板6 .硬件电路实现原理6. 1单片机最小系统6.2单片机输入输出接口6. 3风力发电及太阳能发电的整流及稳压电路6.4锂电池充电电路7 .软件方面程序编写7. 1单片机开发环境7.2项目开发过程8.控制器总体介绍8. 1楼道路灯控制器实物图介绍8.2楼道路灯控制器功能说明总结寸参考文献1 .绪论随着世界人口的不断增长和经济发展对世界能源需

2、求的缺口越来越大，与目前的能源消耗，一些旧能源比如煤炭、天然气和石油等等化石燃料虽然还是占有很重要的地位，但是人类对化石燃料的过度使用不仅会造成环境的污染，还会致使全球气候变暖、海平面上升等因此，寻找新能源的开发已成为世界未来的主要任务之一。在已知的新能源，风能和太阳能等清洁能源的关注。近些年由于人类对能源及环境问题的关注不断增加，太阳能和风能的应用越来越受到世人的关注。太阳能和风能已然成为为两种非常理想的清洁能源。如果可以正确地利用太阳能和风能，将会使人类的生活起环境起到巨大的改善。太阳能和风能的主要应用领域并不是照明领域其，照明领域也不能充分的体现其应用优势的领域，但是如果把他们看作一种能

3、源的表现形式，太阳能和风能在照明领域的互补应用却是最直观的。太阳能和风能的转化技术在当前现有的技术水平下有着能源的高成本、低效率等等难题，特别在单体照明领域的应用里，和LED技术相结合可以克服对能源变换效率低及经济效益不高等问题。因为具有低能耗和直流工作的优势，LED就成为了风光互补灯光照明的最佳光源。在我国节能与环保的大环境下，风光互补的LED楼道路灯照明工程是最有希望快速普及和应用的风光互补发电技术的领域。LED可作为电能量源向固体状态的半导体器件，是固态光源。LED灯传统照明的优势，具有节能，寿命长，体积小，方向性好，重量轻，便于控制和宽容性好。随着高功率白光LED的研制成功，是典型的绿

4、色照明光源的LED照明应用将更加广泛。风光互补技术系统的通过利用太阳能电池板和风力发电机（将交流电转变为直流电）将发出的电能存储到储能设备中，当用户用电时，通过逆变器再储能设备中储存的电能转换为用户需要的能量。风光互补发电作为一套完善的发电应用系统。通常用于远程通信基站，边防哨所，微波站，远程牧区，无电户地区和岛屿，为远离国家电网，很难获得电网，也地广人稀，用电负荷低，这样的交通不便，在实际的，经济，环保的发电厂的地区使用丰富的太阳能和风能建设。2系统简述作为独立供电设备风力、太阳能发电均存在一定的局限性。独立的风力发电装置在无风天气下无法提供电能的连续供应，而太阳能发电装置在夜晚以及阴雨天等

5、气候条件下无法保证电能的连续供应。本设计把风力发电与太阳能发电整合成一个系统。图1所示的是风光互补系统结构图。该系统是各种能源发电技术和智能风能，太阳能电池和其他控制技术的和复杂的可再生能源系统的集成图1系统框图本套风光互补发电系统分为以下几个部分：1 .发电的部分：这部分一般是由一台或者数台风力发电机和太阳能电池板矩阵组成，完成风能转换为电能和光能转换为电能的过程，再通过智能的充电控制器与储能设备连接，完成对能量的转化及存储的过程。2 .储能部分：一般由多节蓄电池组成，完成系统的全部电能储备任务。本设计采用的是新型的锂电池储能设备，众所周知，锂电池相对于蓄电池来说其使用的寿命大大提高。价格以

6、现在的市场来说也还是不错的，总体来说，相对于蓄电池，其性价比还是很高的3 .智能充电部分：首先由风能和太阳能前端电压转换部分将电能转换及稳压，再由充电控制器完成对锂电池的充电的自动控制4 .供电部分：由一台或者几台逆变电源组成，可把储能设备中的直流电能变换成用户需要的电能。（比如完成直流电转换为交流电的过程，本设计当中因为是楼道路灯，我们用的是LED,因此，未涉及这部分功能）由于太阳能与风能的互补性很强，风光互补的发电系统在资源利用上弥补了风能转化为电能和光能转换为电能独立系统在资源利用上的缺陷。同时，风能转换为电能和光转换为电能系统在电池组和逆变环节是可以通用的。因此，风光互补发电系统的造价

7、和成本会极大的降低。3 . STC89C52RC 单片机作为STC生产的新一代高速，超低功耗有8K字节的系统内可编程闪存强大的抗干扰能力CM0S8位单片机。采用STC89c52经典的MCS-51核心，但做了很多改进，使该芯片没有一个传统的51单片机的功能在一个芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,因此STC89C52为各种嵌入式控制应用灵活性高STC89c52RC指令代码与传统老式的8051完全兼容，可以选择12个时钟/机器周期或6时钟/机器周期。STC89C52RC的主要特性有：L作为增强型8051单片机，指令代码与传统8051完全兼容，可任意选择6时钟/机器周期或12个时钟

8、/机器周期指令代码2. STC89c52RC单片机的工作电压范围:5. 5V3. 3V （5V MCU） /3.8V2. 0V（3V微控制器）3,工作频率范围为040MHz的之间，相当于普通8051的工作频率为080MHz的，实际工作频率高达48MHz的来4 . 8K字节（闪光灯），用户应用程序存储空间。片上集成的512字节的数据存储区域号码（RAM） o6 .通用I / 0 口（32）,复位后：P0 / Pl / P2 / P3是准双向/弱上拉，P0 口是开漏输出，作为总线扩展，无拉使用时-up电阻作为I/O端口时，需要添加上拉电阻7 . ISP （在系统可编程）/ IAP （应用可编程），

9、无需专用仿真器没有特殊的编程，用户程序可以直接通过串口下载中（RxD / P3.0, TxD / P3. 1）到微控制器几秒钟就可以完成一个8 .增加了 EEPR0M功能。9 .看门狗功能。10 .一共有3个16位定时器/计数器。该定时器TO, Th T2定时器。11 . 4个外部中断，中断下降沿或低电平触发电路，掉电模式可以由低级中断触发外部中断唤醒12 .通用异步串行端口 （UART）,定时器也可以用于实现多个UART软件13 .工作温度范围：-40+ 85 （工业级）/ 075 （商业级）STC89C52RC单片机有以下四种工作模式：1.典型功耗0. 1PA,通过外部中断唤醒中断执行，以

10、后再返回继续执行原来的用户程序。2毫安空闲模式2.典型功耗。典型功耗3.正常操作模式为4mA7毫安。4.外部中断可以唤醒掉电模式，它适用于燃气，水和其它电池供电的设备和一些便携式设备。STC89C52RC单片机引脚图如图2-1所示。T2/P1.0T2EX/P1. 1P1. 2P1. 3P1. 4P1. 5P1. 6匚ZI匚rzPl. 7 |RST匚RXD/P3.0 匚二TXD/P3.1 IINTb/P3. 2 IINT1/P3.3 LZTO/P3.4 IH/P3.5 CZWR/P3.6 匚二RD/P3.7 IXTAL2 匚ZXTAL1 匚二VSS0 1 2 3 4 56789201 2 3 4

11、 5 6 7 3 9 1 111 1 1 1 1 1 1 2PDIP4。09876 543 210987 65432 143333 3 33 333222 2 2 2 2 2 2二 VCC二PO. O/ADO二 PO. 1/AD1二 PO. 2/AD21 PO. 3/AD3I PO.4/AD4= PO. 5/ADS1 PO.6/AD6二 PO.7/AD7ZZI EA 1 ALE/PROG1 PSEN二 P2. 7/A15I P2. 6/A14二I P2. 5/A13二P2. 4/A121 P2. 3/AU二P2.2/A10P2.1/A9P2. 0/A8图 2-1 STC89c52RC 引脚图V

12、CC （40引脚）：接电源电压。VSS （20引脚）：接地。P0 口的P0.0P0.7相当于39到32引脚。P0 口为漏极开路8位双向I/O口。通过单个引脚输出口可驱动8 TTL当负载；在P0 口写入“1”，并且可以用作高阻抗输入。当P0 口访问外部程序和数据存储器，也可以提供一个低8位地址和8位数据进行复用总线。在这种情况下，如果P0 口内部上拉电阻有效的当Flash ROM程序指令字节通过P0 口接收;在验证程序中，输出指令字节。当身份验证需要一个外部上拉电阻。P1 口的PL0PL7对应1-8领先。P1 口作为内部上拉电阻器具有一个8位的双向I / 0端口。4 TTL输入可以通过输出缓冲器

13、P1来驱动。输入端口 1,端口内部上拉电阻会拉大，那么可以将端口用作输出。由于内部上拉电阻，当P1 作为输入端口使用时，引脚拉低外部输出电流（HL）,此外，PLO和P1.1端口的端口也可作为定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0 / T2）和定时器/计数器2触发输入（Pl.l / T2EX）,用于使用，具体参数如下：P1端口接收低8位的地址数据，当对Flash ROM编程或者程序校验时。弓1脚号功能特性P1.0定时器/计数器2的外部计数输入（T2）,时钟输出Pl. 1定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制（T2EX）表2-1 PL0和PL 1引脚复用功能P2 口（P2.0P2.7,2128

14、针）：P2 口与内部的8位双向I / 0端口上拉电阻。4TTL输入驱动器（吸收模式或输出电流）可以通过缓冲P2的输出来驱动。1被写入端口当内部上拉电阻拉高到该端口，则该端口可以被用作输入。因为有内部上拉电阻，P2 作为使用这些外部信号引脚输入端口拉低将输出电流（HL）当访问16位外部数据存储器地址或外部程序存储器（例如，MOVXDPTR”指令的执行），通过端口 P2发送的高位地址。当访问八条对外数据存储器地址长度（例如，“MOVXR1”指令执行），在访问数据内容在整个P2端口引脚（即特殊寄存器（SFR）区域P2端口寄存器的内容），它不会改变在方案论证和Flash ROM的编程，P2 也收到了 一些高位地址和控制信号。P3 口（对应于10至17引脚P3. 0P3. 7） o P3 有8位双向I / 0端口内部上拉电阻。4 TTL输入信号可以通过输出缓冲器P3 口（或输出电流吸收模式）进行驱动。以书面形式向端口 “1”时，端口的内部上拉电阻将端口拉高，此时P3端口为输出端口。在当引脚被拉到一个电流（IIL）,低外部信号输入做P3 口输入端口，由于内部上拉电阻的存在，在对Flash ROM编程或者程序的校验时，P3