摘 要

在最近一段时间，传统电池已经不适合再为电子产品供电，因为受到了供电方式和使用特点的限制。鉴于微型的电子产品耗能小，考虑到周围存在振动产生的能量，学者便考虑着将这种振动能量转化为为微电子产品供电的能量。这种装置我们称其为振动式发电装置。压电装置是利用压电材料的正压电效应，振动时发生形变产生正负电荷，从而实现了能量的转移。为了获得更好的输出效果，研究人员在了解到压电式和电磁式发电装置的特点后，将目光集中在了将这两种装置耦合在一起，一起发电，从而构成了压电-电磁复合发电系统。与单一系统不一样的是，这种系统具有着增大输出、拓宽频率等优点。

单片机是一种微型处理器，是在一块半导体硅片上集成了微处理器，存储器，计算器和各种输入输出端口，这样集成后的装置具有独立处理的功能，相当于一个微型计算机。本次设计将压电-电磁复合发电系统作为研究对象，基于单片机设计的运行参数监测系统将对该压电-电磁复合发电系统的电流，电压和功率进行测量，方便进一步了解到该复合发电系统。

关键字：压电式 振动式 复合发电装置 单片机

Abstract

In recent times, the traditional battery is not suitable for electronic products, power supply, because the power supply and the use of the characteristics of the restrictions. In view of the low energy consumption of the micro electronic products, considering the energy generated by the vibration around, the scholars consider that this vibration energy is transformed into the energy supply for micro electronic products. We call this device vibration generator. The piezoelectric device is a positive piezoelectric effect of piezoelectric material, which generates the positive and negative electric charge in the vibration, so as to realize the transfer of energy. In order to obtain better output, researchers in understanding to the characteristics of piezoelectric and electromagnetic power device, focus on will be the two coupling device together, together with the power, thus constituting a piezoelectric and electromagnetic composite power system. Not the same as a single system, the system has the advantages of increasing output, broadening the frequency and so on.

SCM is a kind of micro processor, is on a semiconductor wafer integrated microprocessor, memory, calculator and a variety of input and output ports, such integrated device has independent function, equivalent to a micro-computer. The design of the pressure electric and electromagnetic composite power system as the research object, based on single-chip design of the running parameter monitoring system will be on the piezoelectric and electromagnetic composite power system current, voltage and power were measured and facilitate a better understanding of the the hybrid power system.

Key words: piezoelectric vibration type compound generator

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2国内外研究背景 1

1.3单片机研究背景 2

1.4论文主要研究内容 3

第二章 系统方案的选择与论证 4

2.1功能要求 4

2.2系统的总体方案规划 4

2.3各模块方案选择与论证 4

2.3.1中央系统控制模块 4

2.3.2电压、电流采集模块 5

2.3.3 A/D转换模块 5

2.3.4显示模块 5

第三章 硬件电路的设计 7

3.1总电路 7

3.2中央控制电路部分 7

3.2.1 AT89C52单片机简介 7

3.2.2 AT89C52引脚介绍 8

3.2.3 AT89C52的引脚设置 10

3.3采集电路部分 11

3.3.1 运算放大器的简介 11

3.3.2 电压采集 12

3.3.3 电流采集 13

3.4 A/D转换电路部分 14

3.4.1转换器类型 14

3.4.2 转换器主要性能 14

3.4.3 ADC0832芯片介绍 15

3.4.4 ADC0832连接电路 17

3.5 液晶显示电路部分 17

3.5.1 液晶显示器的分类和原理 17

3.5.2 LM016L介绍 18

3.5.3 LM016L连接电路 19

3.6 本章小结 20

第四章 系统软件的设计 21

4.1 A/D转换代码程序分析 21

4.2 液晶显示代码程序分析 24

4.3 本章小结 26

第五章 程序的仿真 27

第六章 结论 29

6.1 总结 29

6.2展望 29

参考文献 30

附录 32

致 谢 40

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

在最近几年，便携式电子设备、无线通电技术和微机系统的迅速发展促使无线传感技术的研究再次成为热点。然而，无线传感设备中，就目前而言，大部分都是采用传统的电池供给电能。但是由于传统电池的技术近年来一直停滞不前，并且其供电的一些明显的缺陷(如需要定期更换电池和给电池充电，电池的重量大，占用面积大，这样就不可避免地带来了材料的诸多浪费和污染问题)，这种问题一直延续至今都没有得到有效解决。尤其是电池的更换在诸多场合（譬如外太空）成为难题^[1]。在这种严峻的情形下，无线传感器能够发挥的作用微乎其微，从而导致了日益复杂的电子产品不再采用传统电池供电方式，开始着眼于其他技术。

电磁-压电复合发电系统的出现很好地解决了这个问题，该系统从周边振动的能量里汲取电力，从而大大增加了电池的供电能力，也很好地解决了污染问题，属于可再生能源的一种。

本次设计是基于该系统的运行参数监测的系统，对于进一步研究电磁-压电复合发电系统具有重要作用。在正确了解到该系统发出的电压值，电流值和功率值后，才能进一步深入电磁-压电复合发电系统，推动该系统应用于实际中。