设计描述：

文档包括:
说明书一份，68页，约35000字
开题报告一份
外文翻译一份

CAD版本图纸，共2张

二、毕业设计（论文）的任务书
1、 熟悉题目要求，查阅相关科技文献
2、 方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）
3、 硬件和软件设计（其中还包括硬件配置、设备及元器件选择、程序说明等）
4、 撰写设计说明书（毕业论文），绘制图纸
5、 指定内容的外文资料翻译
三、毕业设计（论文）的主要内容、功能及技术指标
1、 毕业设计（论文）的主要内容
（1）通过查阅半导体物理和太阳能电池等相关的文献资料，了解太阳能电池的工作原理及其输出伏安特性；
（2）数据采集系统的总体设计；
（3）数据采集系统的硬件配置；
（4）完成相应的软件程序设计；
2、 设计实现的主要功能
（1）调节太阳能电池的负载电阻从零变化到无穷大，并在负载电阻每增加一个固定阻值时采集此时负载电阻两端的电压和通过负载电阻的电流。
（2）根据太阳能电池的短路电流与光照强度成正比关系的原理来间接测得太阳能电池的光照强度；
（3）温度数据的采集采用数字温度传感器DSl8820，直接把现场采集到的温度信号转换成二进制数据；
（4）电压、电流、光强和温度数据通过串口与PC机进行通信。
3、主要技术指标与要求
（1）采用步进电机和步进电机驱动器实现太阳能电池所接负载电阻按一定的阻值间隔从零到无穷大的变化；
（2）温度采集要求精度在0.5摄氏度；
四、毕业设计（论文）提交的成果
1、开题报告（不少于3000字）
2、设计说明书（不少于80页，约3万字左右）
（1）摘要（中英文），目录
（2）概述
（3）掌握工作方法，提出综合设计方案
（4）提出硬件方案
（5）软件的系统分析及编制
（6）结论
（7）谢辞
（8）参考文献与附录（外文资料及译文）
3、图纸（系统电气原理图一张1#图，总体方案设计及硬件配置图一张1#图，程序流程图一张2#图）
4、中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词）
5、论文简介（按05春教务处要求）
6、外文资料翻译（约5000汉字）
五、毕业设计（论文）的主要参考文献和技术资料

1.任致程等，实用电路500例与实现，机械工业出版社，2005年1月
2.欧阳光中.数学分析.复旦大学出版社.1993:226-258
3.李学海，PIC单片机实用教程，北京航空航天出版社，2002
4.薛定宇著，控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言及应用， 清华大学出版社，1998
5. 楼顺天.基于MATLAB的系统分析与设计—控制系统.西安电子科技大学出版社.2000年
6.孙增忻，智能控制理论与技术，清华大学出版社，2004年
7.PIC点片机典型模块设，人民邮电出版社，2005年
8.胡虔生，胡敏强，电机学，中国电力出版社，2005
9. Wang L X, Stable adaptive fuzzy control of nonlinear system. IEEE Transaction on fuzzy systems, 1993,1(2):146-155
10. CHANG Guang-ping. Ordinary Differential Equation: Approach and Application. Journal of Beijing Union University. 2005(2):45-47
六、毕业设计（论文）加选专题部分
编制PC机中的监控显示界面，使测试人员可以通过监控显示界面来对数据采集的过程进行控制，并在界面中用图形形式来描述太阳能电池的伏安特性曲线，用数值形式来描述相关的性能参数。

摘 要

当今世界面临着能源短缺与环境污染两大问题，以太阳能电池为核心元件的太阳能光伏发电技术是解决这两大问题的有效途径，在研究和工程应用中，人们需要用太阳能电池测试仪对太阳能电池进行测试获取数据，进而对太阳能电池进行分析评判。本文基于目前太阳能电池研究和工程应用的实际需要，设计了一款基于单片机的太阳能电池数据采集系统，系统主要包括数据采集和数据处理及结果显示两大部分。
本文主要从以下两个方面来完成太阳能电池数据采集系统的分析和设计：
1．根据太阳能电池测试原理和电子电路的相关知识，选用合适的电子元器件设计了能够完成数据采集任务的硬件电路，主要包括温度信号采集单元、光强信号采集单元、电压及电流信号采集单元、模数转换单元和串口通信单元等部分。
2．用单片机C语言编写了与硬件电路相配合的软件程序，控制硬件电路完成数据采集任务和数据采集部分与PC机之间通过串口进行的数据传输。

关键词：太阳能电池；单片机；数据采集

Abstract

Our world i****posed to energy shortage and environmental pollution problems,solar photovoltaic technology makes solar cells as its core components, this technology is an effective method to solve these two problems, in research and engineer application，people need to use solar cell test system to test solar cells, so as to acquire needed data，and to make analysis and judgement to solar cells.
Based on the scientific research and production's actual needs, we designed a solar
cell test system based on MCU, this system primarily includes two sections,that is data acquisition and data processing and results displaying.
1. According to the test principle of the solar cell and the related knowledge about electronic circuit, we have choosed suitable electronic components to design a hardware circuit, which can complete the task of data acquisition, this hardware circuit includes temperature data acquisition unit ，light intensity signal acquisition unit, vokage and current signal acquisition unit, analogue to digital conversion unit and serial communication unit, and so on.
2. We used MCU C programming language to compile sofeware program coordinated with the data acquisition hardware circuit, controlling hardware circuit to complete the task of data acquisition, and the serial communicating between data acquisition section and personal computer。

Key words : solar cell；MCU；data acquisition

目 录

第1章 绪论 1
1.1设计题目及背景 1
1.1.1设计题目 1
1.1.2 设计背景 1
1.2 研究目的及意义 4
第2章 设计原理及要求 5
2.1 太阳能电池的工作原理 5
2.2 太阳能电池的分类 6
2.3 太阳能电池的等效电路 7
2.4 太阳能电池的伏安特性曲线 8
2.5 太阳能电池的性能参数 9
2.6 太阳能电池的测试方法 10
第3章 方案设计及选择 11
3.1 方案设计 11
3.2 方案选择 13
第4章 系统硬件电路设计 15
4.1 PIC单片机概述 15
4.1.1 PIC单片机介绍 15
4.1.2 单片机外围电路 21
4.2 电压电流信号采集单元设计 22
4.3 光强信号采集单元设计 24
4.4 继电器单元电路设计 25
4.5 温度信号采集单元设计 26
4.5.1 DS18B20工作原理 27
4.5.2 DS18B20内部结构 30
4.5.3 DS18B20内部命令 32
4.6 步进电机单元电路设计 34
4.6.1 步进电机介绍 34
4.6.2 步进电机结构和原理 37
4.6.3 ULN2003介绍 39
4.6.4 步进电机驱动电路 41
4.7 显示单元电路设计 43
4.8 通信单元设计 44
4.9 电源电路设计 46
第5章 系统软件设计 48
5.1 系统主程序软件设计 48
5.2 温度采集软件设计 49
5.3 A/D转换部分软件设计 51
5.4 显示部分软件设计 53
5.5 步进电机部分软件设计 54
5.6 通信部分软件设计 55
总 结 57
致 谢 58
参考文献 59
附 录 60
外文翻译 74