基于STM32单片机的太阳能电池测试系统研究

摘要

针对目前市场上太阳能电池测试设备体积大，价格贵等，设计了基于 STM32单片机的太阳能电池测试系统。本文主要研究是基于 STM32单片机的太阳能电池测试系统，其内容如下：
　　(1)对太阳能电池基本原理、等效电路、测试理论、测试方法以及关键技术指标进行了相关的阐述，这些论理性的原理有利于对太阳能电池以及测试技术的理解，从而为系统设计方案提供理论依据。
　　(2)系统设计的核心思想：通过STM32控制着DAC的变化，然后再以DAC来控制电子负载的变化，从而使太阳能电池的电压、电流也随之而变化，与此同时用ADC采集相关数据，再分析处理数据，来完成太阳能电池I-V曲线测试。提出两套太阳能电池电压、电流采集电路方案，并对这两套方案的工作原理进行了介绍。此外对主控芯片，电子负载，电压、电流、辐照度和温度采集电路，TFTLCD显示电路等硬件设计进行了详细阐述。
　　(3)介绍了整体系统软件运行流程。首先对 STM32F103ZET6单片机及其外围电路初始化，其中包括对STM32的GPIO、TIMER、DAC、ADC、DMA以及TFTLCD显示屏模块初始化等。其次，系统初始化了之后，对数据采集和处理。然后建立数学模型，在MATLAB中用迭代算法和最小二乘法融合的拟合算法，来拟合 I-V曲线，用朗伯W函数来解微分方程，完成太阳能电池的特性参数测试。
　　(4)对太阳能电池的两套测试方案进行了测试和分析，通过实验结果可知，方案1理论上可行，可是在实际的测量过程中却行不通；方案2可行，通过了一系列的实验数据对此进行说明，最终将方案2作为系统测试方案。太阳能电池测试系统多次的测量同一块样品，其实验数据表明，太阳能电池测试系统具有一定的准确性与可靠性。

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1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外太阳能电池发展概况与趋势

1.3 测试仪状况

1.4 论文主要研究工作

1.5 本章小结

2 系统原理与方案设计

2.1 系统原理简介

2.2 系统设计方案

2.3 本章小结

3 系统硬件设计

3.1 主控芯片

3.2 电子负载及补偿电路

3.3 太阳能电池电压、电流采集电路设计

3.4 太阳能电池温度和辐照度电路设计

3.5 TFTLCD显示模块

3.6 本章小结

4系统软件设计

4.1 太阳能电池电压、电流采集程序

4.2 太阳能电池温度、辐照度获取程序

4.3 拟合算法

4.4 本章小结

5 系统测试与分析

5.1 方案1的测试与分析

5.2 方案2的测试与分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的主要论文

附录2