随着地球人口的增长， 能源已成为迫切需要解决的焦点问题之一。 越来越多的人将解决的关键投注在自然能源上，如太阳能、潮汐能 等。 目前，太阳能做为一种绿色无污染能源已经越来越受到人类的重 用，而且太阳能是取之不竭，用之不尽的能源。

21世纪内太阳能将成为全球主要能源之一，是最原始的能源，地球上几乎所有其他能源都直接或间接来自太阳能。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能太阳能具有资源充足、长寿，分布广泛、安全、清洁，技术可靠等优点。由于太阳能可以转换成多种其他形式的能量，因此应用范围非常广泛，在热利用方面有太阳能温室、物品干燥和太阳灶、太阳能热水器等。经过多年的开发，太阳能发电也得到了长足的发展。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。

太阳能作为一种新能源，它与常规它与常规能源相比有三大优点：第一，它是人类可以利用的最丰富的能源；第二，地球上，无论何处都有太阳能，就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值；第三，太阳能是一种洁净的能源，基本无害；第四，据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。综上所述，我们对太阳能的利用已经是重中之重。

通过几十年的发展，国内外在太阳能方面的研究也创下了更好的成就。例如：一年两次刷新纪录，汉能砷化镓薄膜单结电池效率达29.1%。2018年11月，经德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(FraunhoferISE)认证，汉能Alta高端装备集团 (以下简称“Alta”)的砷化镓薄膜单结电池转化效率达到29.1%，刷新世界纪录。这是汉能Alta今年第二次刷新砷化镓薄膜单结电池转化效率世界纪录。2018年2月份，汉能Alta将砷化镓薄膜单结电池转化效率刷新为28.9%。此外，汉能也同时保持着砷化镓薄膜单结电池组件的世界效率纪录(25.1%)。作为全球薄膜光伏产业的“独角兽”，汉能在电池技术方面引领全球。不仅在砷化镓薄膜电池领域行业领先，其在铜铟镓硒薄膜电池也保持着多项世界纪录。汉能在薄膜领域的实力毋庸置疑，在强大的技术实力基础上，汉能对薄膜产品的推广作出了极大的贡献，2018年陆续发布了新型汉瓦、汉伞、汉墙等颠覆人们认识的“黑科技”产品。据了解，截止2018年10月中旬，汉能全球累计专利申请超过7800件，全球累计授权专利超过1700件，平均每天超30件申请。在未来的时间里，我们也期望汉能可以给世界带来更多的惊喜。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计的任务是设计一个基于单片机的太阳能充电系统，设计内容即为使用单片机AT89C51、ADC0832转换器、稳压管LM7805、液晶LCD1602显示器、太阳能充电锂电池、USB外接电源以及太阳能电池板设计一个太阳能充电系统，使得太阳能电池板能够在获得太阳光的照耀下，电路导通，从而使手机的锂电池完成充电。首先，由于太阳能电池板的电压会随着太阳光强度的变化而变化，太阳光较强烈时太阳能电池板的电压就较高，而当太阳光变弱时太阳能电池板的电压就会相应地降低，因此我们需要稳压器LM7805来辅助输出稳定的电压；其次，又由于不同的电池在充电时的电压要求也不同，不能做简单的直流输出，故我们应构成一个DC/CD转换器电路，以控制关断时间的占空比来调节输出电压；同时，USB线充电是直接有USB外接电源直接给锂电池充电；最后，为方便用户了解该太阳能充电系统的状态，利用ADC0832转换器采集充电电池的电压并在液晶LCD1602上显示充电电压值和充电时间：锂电池充电时，红色的充电指示灯会点亮，充满时，蓝色或者绿色指示灯会点亮，接上电压输出功能时，升压模块指示灯会点亮。

在进行基于单片机太阳能充电系统的整体设计时，我们设计出的整体方案不仅要能对充电电路进行检测，还要求89C51单片机能够根据充电电路的关键电路的信号处理后的分析所检测的情况进行控制并选择系统以实现功能，同时本方案的电路中还应包括显示电路，最后通过PWM控制信号的工作状态，从而使电路简单化，节省资源，同时还能提高系统的性能。本次设计的整体设计框图如框图2.1所示。

而本次设计的软件流程图如图2.2所示，首先电路启动初始化，然后进行电路功能的选择，输出选择及确定输出，之后单片机计算输出PWM信号并定时采集数据和处理PWM信号占空比等。

首先，电路启动初始化，初始运行环境设置在单片机内运行，主要清理单片机内RAM，给每一个微控制器上电并进行复位操作；接着运行按键采集程序，监测开关是否在有效的开关状态来决定是否启动系统的运行；然后再进行电源子程序和充电子程序的设计；接着再由ADC0832转换器进行数据采集充电电池的电压并将数据存储在缓存中；最后再执行数码管显示子程序，将充电电压值、充电时间等显示在液晶LCD1602上。