太陽能萬年歷設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)范文模板參考資料（非常完整）

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文題目： 太陽能萬年歷的設(shè)計(jì) 英文題目： the design of a solar-powered calendar 學(xué) 院：機(jī)械與電子控制工程學(xué)院專 業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器 2010 年 6 月 17 日1北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書2北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題 目：_ _ 太陽能萬年歷的設(shè)計(jì)_ _ _學(xué)院： 機(jī)械與電子控制工程學(xué)院 專 業(yè)：_測(cè)控技術(shù)與儀器_學(xué)生姓名： 鄭博 學(xué) 號(hào)：_06222029_文獻(xiàn)綜述：1.課題背景及選題意義隨著人們生活水平的日益改善，對(duì)生活品質(zhì)的要求也越來越高，因而更注重家庭生活環(huán)境及辦公場(chǎng)所的裝飾與實(shí)用，而人們?nèi)粘Ｍ鶃淼亩Y品

2、需求也更加注重品位、時(shí)尚和實(shí)用化。電子萬年歷把動(dòng)感技術(shù)和萬年歷技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，既實(shí)用又富有美感，新穎時(shí)尚，充滿活力。電子萬年歷從1998年開始大面積推廣，人們消費(fèi)新一代計(jì)時(shí)產(chǎn)品數(shù)量不斷提高，其豐厚的利潤和巨大的市場(chǎng)潛力，為鐘表行業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。隨著電子萬年歷的日益普及與消費(fèi)層次的擴(kuò)大，延伸出許多旁支品類，使電子萬年歷成為市場(chǎng)反應(yīng)很熱烈的品類之一?，F(xiàn)在電子萬年歷技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但是絕大多數(shù)萬年歷還是用普通電池提供能源，而電池中的有害物質(zhì)污染環(huán)境，難以處理。若利用太陽能電池供電，就可避免以上危害，目前市場(chǎng)上還沒有成熟的太陽能供電萬年歷，所以開發(fā)一種利用太陽能供電的電子萬年歷十分必要。

3、2.萬年歷的發(fā)展若是現(xiàn)代用的"時(shí)鐘"歷史也很悠久在上萬年前，人類已經(jīng)學(xué)會(huì)了觀察掌握時(shí)間的運(yùn)行規(guī)律。 從日冕到原子鐘,人類對(duì)時(shí)間的掌握和度量方式, 越來越科學(xué),越來越精密. 1783年breguet開始制作著名的“queen marie antoinette”。此表有 自擺，三問，萬年歷，獨(dú)立計(jì)秒，天文時(shí)差，溫度計(jì)等功能。同時(shí)此表采用水晶表面以炫耀其華麗的機(jī)心?？上У氖侵票頃r(shí)間太長以至法國王后沒有能見到此表的完成品。1983年此表遺失于 jerusalem 博物館，如今已下落不明。1988年雅典ludwig chslin開發(fā)出“planetarium copernicus”，

4、該表能夠顯示出各個(gè)行星相對(duì)于太陽和地球的位置。它還能夠顯示月球圍繞地球旋轉(zhuǎn)，此外具有顯示月份及黃道十二宮標(biāo)志的萬年歷功能。1997年pp發(fā)布“小萬年歷（annual calendar）”，在一年內(nèi)運(yùn)行無需調(diào)校。萬年歷技術(shù)隨著科學(xué)的進(jìn)步而進(jìn)步，近年來，微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用到時(shí)鐘萬年歷技術(shù)領(lǐng)域，大大推動(dòng)了萬年歷技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步提高了萬年歷的準(zhǔn)確性。3產(chǎn)品現(xiàn)狀分析(一)鐘表的應(yīng)用范圍很廣，品種甚多，可按振動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)和用途特點(diǎn)分類。1按振動(dòng)原理可分為：利用頻率較低的機(jī)械振動(dòng)的鐘表，如擺鐘、擺輪鐘等；利用頻率較高的電磁振蕩和石英振蕩的鐘表，如同步電鐘、石英鐘表等；2按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

5、可分為：機(jī)械式的，如機(jī)械鬧鐘、自動(dòng)、日歷、雙歷、打簧等機(jī)械手表；電機(jī)械式的，如電擺鐘、電擺輪鐘表等；電子式的，如擺輪電子鐘表、音叉電子鐘表、指針式和數(shù)字顯示式石英電子鐘表 等。（二）目前的電子萬年歷的產(chǎn)品現(xiàn)狀電子萬年歷產(chǎn)品是采用獨(dú)立芯片控制內(nèi)部數(shù)據(jù)運(yùn)行，以led夜光數(shù)碼顯示日期、時(shí)間、星期、節(jié)氣倒計(jì)，以及溫度等日常信息，糅合了多項(xiàng)先進(jìn)電子技術(shù)及現(xiàn)代經(jīng)典工藝打造的現(xiàn)代數(shù)碼計(jì)時(shí)產(chǎn)品。目前電子萬年歷產(chǎn)品主要以led顯示信息，電子萬年歷以led顯示方式分為靜態(tài)顯示產(chǎn)品和動(dòng)態(tài)顯示產(chǎn)品，靜態(tài)顯示：靜態(tài)的每一位數(shù)碼管是一直處于通電狀態(tài),只需輸入一個(gè)新的信號(hào)就會(huì)更新舊的數(shù)據(jù)并顯示；動(dòng)態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)的每一位數(shù)碼管

6、在新數(shù)據(jù)輸入之前是處于斷電狀態(tài)，當(dāng)輸入一個(gè)新的信號(hào)后再給所需點(diǎn)亮的數(shù)碼管通電方能點(diǎn)亮顯示，其他的數(shù)碼管以同樣的方式在短時(shí)間內(nèi)依次掃描點(diǎn)亮。電子萬年歷產(chǎn)品以外觀形式分為全數(shù)碼顯示萬年歷產(chǎn)品和帶畫面電子萬年歷產(chǎn)品，其中帶畫面電子萬年歷以其時(shí)尚的外型更加符合人們的需求。電子萬年歷產(chǎn)品的核心技術(shù)是單片機(jī)數(shù)碼計(jì)時(shí)技術(shù)，應(yīng)用單片機(jī)對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行控制，使計(jì)時(shí)產(chǎn)品的走時(shí)日差從分級(jí)縮小到1/600萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計(jì)時(shí)的產(chǎn)品發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示產(chǎn)品，直觀明了，并增加了全自動(dòng)日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，它更符合消費(fèi)者的生活需求！因此，電子萬年歷產(chǎn)品的出現(xiàn)帶來了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨躍性的

7、進(jìn)步。(二) 太陽能電池的產(chǎn)品現(xiàn)狀目前太陽能電池產(chǎn)品多種多樣，太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜產(chǎn)品和非結(jié)晶系薄膜產(chǎn)品兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形產(chǎn)品和多結(jié)晶形產(chǎn)品。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難。非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題，那么，非晶硅大陽能電池?zé)o疑是太陽能電池

8、的主要發(fā)展產(chǎn)品之一目前,太陽能電池產(chǎn)品的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線路。從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池產(chǎn)品仍將是利用太陽輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景。4.現(xiàn)階段萬年歷技術(shù)存在的問題與趨勢(shì)分析（一）現(xiàn)階段電子萬年歷設(shè)計(jì)中存在的問題1使用污染高的電池電源目前決大多數(shù)電子萬年歷產(chǎn)品都使用電池提供能源，普通的電池危害環(huán)境，難以處理，還威脅人們

9、的健康。電池主要含有貢、鎘、鉛、鎳、鋅、銅等重金屬。一節(jié)干電池里含有50 - 100mg的貢，一旦電池中的水銀混入地下水，則可能通過農(nóng)作物或飲用水進(jìn)入人體，損傷人的健康。一枚指甲大小的廢紐扣電池，能污染60萬升的水；一節(jié)1號(hào)電池爛在地里，可使一平方米的土地草木不升。2萬年歷功能相對(duì)單一電子萬年歷可添加更多功能，例如計(jì)算器功能、觸摸可變亮、倒計(jì)時(shí)功能、計(jì)數(shù)器功能等等。更多的功能可以讓用戶使用起來更加方便。（二）萬年歷產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)更穩(wěn)定、可靠；更多樣的功能；更精美、小巧的外觀；更智能化的設(shè)計(jì)；污染高的電池電源供電轉(zhuǎn)向清潔的太陽能電源供電。5.本課題的主要工作本課題研究設(shè)計(jì)一個(gè)電子的萬年歷，以時(shí)鐘

10、芯片技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，并使萬年歷外型美觀，滿足人們生活品質(zhì)的要求，為適應(yīng)節(jié)能環(huán)保的要求，使用太陽能電池板供電。本設(shè)計(jì)預(yù)期達(dá)到的功能：(1)具有最基本的時(shí)鐘、日歷顯示功能；(2)可用太陽能電池為萬年歷供電；(3)系統(tǒng)有較好的抗干擾能力與可靠性，以防發(fā)生記時(shí)錯(cuò)誤。通過學(xué)習(xí)時(shí)鐘芯片原理、單片機(jī)原理及模擬電路設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，自行設(shè)計(jì)各功能模塊電路，完成硬件搭接、編程調(diào)試工作，讓大學(xué)所學(xué)知識(shí)在實(shí)踐中予以體現(xiàn)。通過開題報(bào)告及畢業(yè)論文的撰寫，提高搜集資料的能力及寫作翻譯能力，并在答辯中鍛煉口才。主要參考文獻(xiàn)：1胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)m.清華大學(xué)出版社.2000年2來清民.傳感器與單

11、片機(jī)接口及實(shí)例m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,20083 王越明.電子萬年歷的設(shè)計(jì)j.黑龍江科技信息-2004年8期4 肖炎根,舒望.基于實(shí)時(shí)鐘芯片的電子萬年歷的設(shè)計(jì)j.電子技術(shù)（上海）-2007年11期5white, n.m.calendar conversion for real-time systemsj.advances in engineering software,2004,35, 511-516 6 張曉光.太陽能電池的發(fā)展歷程j.無線電-2008年8期7 沈國良,趙旭升.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理及其發(fā)展j.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)-2008年1期8 趙宏娟.太陽能電池工作原理與種類j.黑

12、龍江科技信息-2007年09s期9 鄧長生.太陽能原理及應(yīng)用m.化學(xué)工業(yè)出版社.2010年10沙占友.單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)m.電子工業(yè)出版社.2002年11張毅剛.mcs51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)m.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,199712張慶雙.全新實(shí)用電路集粹m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,200513qian, p.-y.; sun, j.automatic correct time controller adopting at89c2051 chip microprocessorj .fushun shiyou xueyuan xuebao/journal of fushun petroleum i

13、nstitute. 2001, 21, n 70-7314劉德全.可調(diào)家用萬年歷的單片機(jī)原理j.寧夏師范學(xué)院學(xué)報(bào)-2008年3期15肖炎根,舒望.基于實(shí)時(shí)鐘芯片的電子萬年歷的設(shè)計(jì)j.電子技術(shù)（上海）-2007年11期16牛斗,周艷玲.新型電子日歷時(shí)鐘芯片接口電路及程序設(shè)計(jì)j.東北電力學(xué)院學(xué)報(bào)-2004年4期17sharon, m.; veluchamy, p.; natarajan, c.; kumar, d. solar rechargeable battery. principle and materials j .electrochimica acta, 1991,36, 1107-11

14、2618莊建清,徐瑋.51單片機(jī)綜合學(xué)習(xí)系統(tǒng)ds1302時(shí)鐘應(yīng)用篇j電子制作-2008年10期19秦龍編.msp430單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實(shí)例m:中國電力出版社 200320雷伏容.51單片機(jī)常用模塊設(shè)計(jì)查詢手冊(cè)m.清華大學(xué)出版社 201021能昌會(huì).時(shí)鐘芯片ds1302在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用j.電子制作-2007年11期22gary giust.選擇適合目標(biāo)應(yīng)用的正確時(shí)鐘芯片j.電子產(chǎn)品世界-2005年12期22趙亮.實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片ds1302的應(yīng)用j電子制作-2005年10期23楊占軍.基于ds1302的數(shù)碼管時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)j.電子世界-2005年9期24趙海蘭,朱劍.ds1302實(shí)時(shí)顯示時(shí)間

15、的原理與應(yīng)用j.電子技術(shù)（上海）-2004年1期25楊河理,熊曉東.電子萬年歷中公歷農(nóng)歷互換算法研究j長江大學(xué)學(xué)報(bào)：理工卷-2006年4期26 羅政球.時(shí)鐘芯片ds1302可靠起振方法j.電子制作-2009年6期27 bakhashwain, j.m.microcontroller-based multi-language clock-calendarj. ieee transactions on consumer electronics.1993, 30, 103-11128 周航慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,200229 李玉梅.基于mcs-51系列單片機(jī)原理

16、的應(yīng)用設(shè)計(jì)m: 國防工業(yè)出版社200230 houghton, william g. ic adds clock-calendar function to microcomputer systems.j .electronic design.1981,29,241-243研究方案：根據(jù)萬年歷設(shè)計(jì)要求，選擇at89c51單片機(jī)為核心，硬件由時(shí)鐘芯片ds1302、顯示電路、單片機(jī)控制模塊以及太陽能電池板供電電路組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示： 單片機(jī)顯示電路時(shí)鐘芯片ds1302太陽能供電圖1系統(tǒng)框圖其中各部分詳細(xì)介紹如下：（1）顯示部分采用led（light emitting diode，發(fā)光二極管）進(jìn)

17、行顯示，led是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。led的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。其優(yōu)點(diǎn)是：體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度、低熱量、堅(jiān)固耐用。（2）ds1302時(shí)鐘芯片的基本原理和應(yīng)用ds1302是dallas公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷和31字節(jié)靜態(tài)ram，可以通過串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘，日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過ampm標(biāo)志位決定采用24或12小時(shí)時(shí)間格式。ds1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需三根io

18、線：復(fù)位(rst)、io數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘(sclk)。時(shí)鐘ram的讀寫數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的字符組方式通信。ds1302工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)，功耗小于lmw。 ds1302的外部引腳功能如圖2所示，其主要組成部分有：移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及ram。數(shù)據(jù)分成兩種，但是對(duì)單片機(jī)的程序而言，其實(shí)是一樣的，就是對(duì)特定的地址進(jìn)行讀寫操作。 圖2 ds1302封裝圖ds1302工作時(shí)為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳(rst)置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘(sclk)的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址。命令字裝入移位寄存器后，在

19、之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸人數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8(8位地址+8位數(shù)據(jù))，在多字節(jié)方式下最多可達(dá)8+248對(duì)ds1302的操作就是對(duì)其內(nèi)部寄存器的操作，ds1302內(nèi)部共有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為bcd碼形式。此外，ds1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與ram相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器以外的寄存器。ds1302內(nèi)部的ram分為兩類：一類是單個(gè)ram單元，共31個(gè)，每個(gè)單元為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為cohfdh，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為

20、突發(fā)方式下的ram，可一次性讀寫所有的ram的31個(gè)字節(jié)，命令控制字分別為feh(寫)、ffh(讀)。我們現(xiàn)在知道控制寄存器和ram的邏輯地址，接著就需要知道如何通過外部接口來訪問這些資源。單片機(jī)是通過簡單的同步串行通訊與ds130通訊的，每次通訊都必須由單片機(jī)發(fā)起，無論是讀還是寫操作，單片機(jī)都必須先向ds1 302寫入一個(gè)命令幀。這個(gè)幀的格式如表1所示，最高位bi1v7固定為l，bit6決定操作是針對(duì)ram 還是時(shí)鐘寄存器，接著的5個(gè)bit是ram或時(shí)鐘寄存器在dsl302的內(nèi)部地址，最后一個(gè)bit表示這次操作是瀆操作抑或是寫操作。物理上，dsi302的通訊接口由3個(gè)口線組成， 即rst、s

21、clk、io。其中，rst從低電平變成高電平啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)傳輸過程，sclk是時(shí)鐘線，io是數(shù)據(jù)線。具體的讀寫時(shí)序參考圖3，但是請(qǐng)注意，無論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是對(duì)時(shí)鐘信號(hào)敏感的。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證ds1302讀寫性能為數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效是在下降沿，但是在芯片手冊(cè)里沒有明確說明。如果不是特別確定，則把程序設(shè)計(jì)成這樣：平時(shí)sclk保持低電平，在時(shí)鐘變動(dòng)前設(shè)置數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘變動(dòng)后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在sclk保持為低電平的時(shí)候，相鄰的操作之間間隔有一個(gè)上升沿和一個(gè)下降沿。（3）太陽能供電系統(tǒng)的原理及應(yīng)用太陽能電池板的外觀如圖4所示。太陽能電池板是一種對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的

22、器件，其原理是光生伏特效應(yīng)，實(shí)質(zhì)是光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，發(fā)電過程如下：p型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得n型硅，形成pn結(jié)，當(dāng)光線照射太陽能電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在pn結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電位差的作用下，將會(huì)有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。 圖4 太陽能電池板樣品圖太陽能供電系統(tǒng)（如圖5所示）由太陽能電池板、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出多組電壓，還需要配置逆變器。圖5 太陽能供電系統(tǒng)太陽能電

23、池板：太陽能電池板是太陽能供電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能供電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)。電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。逆變器：由于太陽能的直接輸出

24、一般都是12vdc、24vdc、48vdc。在某些場(chǎng)合，需要使用多種電壓的負(fù)載時(shí)，要用到dc-dc逆變器，如將24vdc的電能轉(zhuǎn)換成5vdc的電能（不是簡單的降壓）。7.研究步驟1） 查閱文獻(xiàn)資料，撰寫開題報(bào)告；2） 研究太陽能供電的原理和方法；3） 完成日歷芯片的硬件設(shè)計(jì)；4） 調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)的全部硬件；5） 編制相應(yīng)的軟件程序;6） 完成系統(tǒng)的軟件測(cè)試;7） 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文.4.預(yù)期成果(1)設(shè)計(jì)電子萬年歷，并實(shí)現(xiàn)太陽能供電。(2)撰寫一篇規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：序號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容時(shí)間安排備注1查閱文獻(xiàn)資料，撰寫開題報(bào)告2月25日至3月18日2完成萬年歷的

25、方案設(shè)計(jì)3月18日至3月28日3研究太陽能供電的原理和方法3月29日至4月10日4調(diào)試系統(tǒng)全部的硬件4月11日至4月21日5制作系統(tǒng)硬件，完成相關(guān)電路焊接4月22日至5月1日6編制相應(yīng)的軟件程序5月1日至5月11日7完成系統(tǒng)的軟件測(cè)試5月12日至5月25日8撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5月26號(hào)后導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 審核日期： 2010 年 3 月 18日1北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱意見題 目：_ _ 太陽能萬年歷的設(shè)計(jì)_ _ _學(xué) 院： 機(jī)械與電子控制工程學(xué)院 專 業(yè)：_測(cè)控技術(shù)與儀器_學(xué)生姓名： 鄭博 學(xué) 號(hào)：_ _06222029 _畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成情況(包括設(shè)計(jì)圖紙、說

26、明書、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、計(jì)算機(jī)軟硬件、外文翻譯及摘要、論文書寫及規(guī)范化等)評(píng)價(jià)：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果質(zhì)量評(píng)價(jià)意見：學(xué)生工作態(tài)度和考勤情況評(píng)價(jià)：開題報(bào)告的評(píng)定成績：總成績：_ 指導(dǎo)教師 (簽名)：_ 日期： _年 月 日題 目：_ _ 太陽能萬年歷的設(shè)計(jì)_ _ _學(xué)院： 機(jī)械與電子控制工程學(xué)院 專 業(yè)：_測(cè)控技術(shù)與儀器_學(xué)生姓名： 鄭博 學(xué) 號(hào)：_06222029 _畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成情況評(píng)價(jià)(包括設(shè)計(jì)圖紙、說明書、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、計(jì)算機(jī)軟硬件、外文翻譯及摘要、論文書寫及規(guī)范化等)：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果質(zhì)量評(píng)價(jià)意見：開題報(bào)告評(píng)價(jià)意見：評(píng)定成績： 評(píng)閱人： 日期： 年 月 日1題 目：_ _ 太陽能萬年歷的設(shè)

27、計(jì)_ _ _學(xué)院： 機(jī)械與電子控制工程學(xué)院 專 業(yè)：_測(cè)控技術(shù)與儀器_學(xué)生姓名： 鄭博 學(xué) 號(hào)：_ 06222029 _ _ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成情況和成果質(zhì)量（工作量、任務(wù)難度、專業(yè)理論的運(yùn)用、綜合運(yùn)用能力、資料的充足與可信情況、成果水平）評(píng)價(jià)意見：答辯表現(xiàn)評(píng)價(jià)意見：評(píng)定成績： 答辯組長： 日期： 年 月 日1北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第-79-頁中文摘要  隨著社會(huì)、科技的發(fā)展，人類得知時(shí)間，從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究、創(chuàng)新。為了在觀測(cè)時(shí)間的同時(shí)，能夠了解其它與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時(shí)間、日期、星期和溫度功能于一

28、身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。盡管現(xiàn)在電子萬年歷的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但市場(chǎng)上的電子萬年歷還是應(yīng)用傳統(tǒng)電池供電，傳統(tǒng)電池污染大、難以處理，而太陽能供電有其天然的優(yōu)勢(shì)，作為一種新能源，它是人類可以利用的最豐富的能源。地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運(yùn)輸問題。太陽能是一種潔凈的能源。在開發(fā)利用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣、也沒有噪音，更不會(huì)影響生態(tài)平衡。絕對(duì)不會(huì)造成污染和公害。所以應(yīng)該開發(fā)一種太陽能供電的萬年歷系統(tǒng)。 本課題通過對(duì)一個(gè)基于單片機(jī)的能實(shí)現(xiàn)萬年歷功能，并用太陽能供電的電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，

29、從而達(dá)到學(xué)習(xí)單片機(jī)相關(guān)指令的應(yīng)用，熟悉太陽能供電的原理的目的。系統(tǒng)由主控制器at89c51、時(shí)鐘電路ds12887、顯示電路、按鍵電路、復(fù)位電路和太陽能供電系統(tǒng)等部分構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘日歷顯示的功能，能進(jìn)行時(shí)、分、秒的顯示。關(guān)鍵詞： 單片機(jī)、時(shí)鐘芯片、太陽能供電abstractwith the society, science and technology, mankind learned that time, from the view of the sun, to the present electronic clock pendulum clock, continuous research

30、 and innovation. observation time in the same time, be able to understand other human beings is closely related to information, such as temperature, week, date and so on, the birth of the electronic calendar, and it set the time, date, week and temperature-in-one, with easy to read, intuitive displa

31、y functional diversity, and many other advantages of simple circuit with the electronic instrumentation of the development trend of the market prospects are broadalthough the electronic calendar technology is relatively mature, but electronic calendar on the market uses traditional batteries, tradit

32、ional batteries pollute the environment and hard to handle, solar power has its advantage as a kind of new energy, it is a kind of the most abundant energy which human can use inexhaustible. on earth, solar energy exist wherever there are, people can exploit solar energy wherever, and not exist on t

33、he transportation problem. solar energy is a kind of clean energy. in exploitation, it won't produce waste gas, waste water, no noise, and will not affect the ecological balance. never cause pollution and pollution. so we should develop a solar-powered calendar system. based on a microcontr

34、oller based on the will to achieve calendar of a multi-functional electronic clock design, thereby achieve studying and understanding the relevant directives scm in all aspects of the application. by main control at89c51、clock circuit ds12887、display circuit、keystroke circuit and restore circuit com

35、ponented, to achieve clock calendar display function can be carried out, hours seconds of the show. keywords : singlechip, the clock chip，the solar power目錄中文摘要iabstractii目錄iv第1章 緒論11.1課題研究背景及意義11.2 萬年歷技術(shù)的發(fā)展11.3 國內(nèi)外研究狀況21.3.1目前的電子萬年歷的產(chǎn)品現(xiàn)狀21.3.2太陽能電池的產(chǎn)品現(xiàn)狀31.4現(xiàn)階段萬年歷技術(shù)存在問題與趨勢(shì)分析41.4.1現(xiàn)階段電子萬年歷設(shè)計(jì)中存在的問題41.4

36、.2萬年歷產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)51.5本課題的主要工作5第2章 太陽能萬年歷工作原理62.1 引言62.2 太陽能電池的概況、原理和應(yīng)用72.2.1太陽能概況72.2.2太陽能光伏電池簡介82.2.3太陽能電池的分類92.2.4太陽能電池發(fā)電原理122.2.5太陽能能源的利用142.3電子萬年歷的基本原理162.4小結(jié)17第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)173.1系統(tǒng)硬件的選擇173.3.1 單片機(jī)的選擇173.3.2顯示模塊的選擇183.3.3鍵盤模塊的選擇183.2 系統(tǒng)硬件框圖193.3 主控制器at89c51單片機(jī)的連接203.4數(shù)碼管顯示模塊的設(shè)計(jì)223.4.1數(shù)碼管顯示模塊的概述223.4.2 驅(qū)動(dòng)

37、芯片max7219原理223.4.3 max7219與單片機(jī)接口的設(shè)計(jì)263.5時(shí)鐘芯片模塊設(shè)計(jì)273.5.1時(shí)鐘芯片模塊概述273.5.2時(shí)鐘芯片ds12887的原理273.5.3 時(shí)鐘芯片與單片機(jī)接口的設(shè)計(jì)343.6太陽能供電系統(tǒng)的研究及選型353.6.1太陽能供電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)353.6.2蓄電池的概述及選型363.6.3太陽能電池板的概述及選型383.6.4太陽能電源安裝使用中注意的問題393.6.5 太陽能電源存在的問題39第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)414.1引言414.2 主程序414.3初始化子程序434.4 顯示驅(qū)動(dòng)程序464.5按鍵掃描程序49第5章 系統(tǒng)整體使用與調(diào)試525.1

38、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?25.2硬件測(cè)試525.3軟件測(cè)試535.4小結(jié)54結(jié) 論55致 謝56參考文獻(xiàn)57附錄一： 外文翻譯60附錄二： 外文原文65附錄三： 系統(tǒng)程序清單72v第1章 緒論1.1課題研究背景及意義隨著人們生活水平的日益改善，對(duì)生活品質(zhì)的要求也越來越高，因而更注重家庭生活環(huán)境及辦公場(chǎng)所的裝飾與實(shí)用，而人們?nèi)粘Ｍ鶃淼亩Y品需求也更加注重品位、時(shí)尚和實(shí)用化。電子萬年歷把動(dòng)感技術(shù)和萬年歷技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，既實(shí)用又富有美感，新穎時(shí)尚，充滿活力。電子萬年歷從1998年開始大面積推廣，人們消費(fèi)新一代計(jì)時(shí)產(chǎn)品數(shù)量不斷提高，其豐厚的利潤和巨大的市場(chǎng)潛力，為鐘表行業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。隨著電子萬年歷的日益

39、普及與消費(fèi)層次的擴(kuò)大，延伸出許多旁支品類，使電子萬年歷成為市場(chǎng)反應(yīng)很熱烈的品類之一?，F(xiàn)在電子萬年歷技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但是絕大多數(shù)萬年歷還是用普通電池提供能源，而電池中的有害物質(zhì)污染環(huán)境，難以處理。若利用太陽能電池供電，就可避免以上危害，目前市場(chǎng)上還沒有成熟的太陽能供電萬年歷，所以開發(fā)一種利用太陽能供電的電子萬年歷十分必要。1.2 萬年歷技術(shù)的發(fā)展若是現(xiàn)代用的"時(shí)鐘"歷史也很悠久在上萬年前，人類已經(jīng)學(xué)會(huì)了觀察掌握時(shí)間的運(yùn)行規(guī)律。 二十一世紀(jì)的今天，最具代表性的計(jì)時(shí)產(chǎn)品就是電子萬年歷，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)械振蕩頻率源使鐘表的

40、走時(shí)差從分級(jí)縮小到秒級(jí)，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機(jī)械鐘或表。第二次革命是石英晶體振蕩器的應(yīng)用，發(fā)明了走時(shí)精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時(shí)月差從分級(jí)縮小到秒級(jí)。第三次革命就是單片機(jī)數(shù)碼計(jì)時(shí)技術(shù)的應(yīng)用（電子萬年歷），使計(jì)時(shí)產(chǎn)品的走時(shí)日差從分級(jí)縮小到1/600萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計(jì)時(shí)的方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示方式，直觀明了，并增加了全自動(dòng)日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，它更符合消費(fèi)者的生活需求！因此，電子萬年歷的出現(xiàn)帶來了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨躍性的進(jìn)步我國生產(chǎn)的電子萬年歷有很多種，總體上來說以研究多功能電子萬年歷為主，使萬年歷除了原有的顯示時(shí)間，日期等基本功能

41、外，還具有鬧鈴，報(bào)警等功能。商家生產(chǎn)的電子萬年歷更從質(zhì)量，價(jià)格，實(shí)用上考慮，不斷的改進(jìn)電子萬年歷的設(shè)計(jì)，使其更加的具有市場(chǎng)。萬年歷技術(shù)隨著科學(xué)的進(jìn)步而進(jìn)步，近年來，微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用到時(shí)鐘萬年歷技術(shù)領(lǐng)域，大大推動(dòng)了萬年歷技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步提高了萬年歷的準(zhǔn)確性。1.3 國內(nèi)外研究狀況1.3.1目前的電子萬年歷的產(chǎn)品現(xiàn)狀電子萬年歷產(chǎn)品是采用獨(dú)立芯片控制內(nèi)部數(shù)據(jù)運(yùn)行，以led夜光數(shù)碼顯示日期、時(shí)間、星期、節(jié)氣倒計(jì)，以及溫度等日常信息，糅合了多項(xiàng)先進(jìn)電子技術(shù)及現(xiàn)代經(jīng)典工藝打造的現(xiàn)代數(shù)碼計(jì)時(shí)產(chǎn)品。目前電子萬年歷產(chǎn)品主要以led顯示信息，電子萬年歷以led顯示方式分為靜態(tài)顯示產(chǎn)品

42、和動(dòng)態(tài)顯示產(chǎn)品，靜態(tài)顯示：靜態(tài)的每一位數(shù)碼管是一直處于通電狀態(tài),只需輸入一個(gè)新的信號(hào)就會(huì)更新舊的數(shù)據(jù)并顯示；動(dòng)態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)的每一位數(shù)碼管在新數(shù)據(jù)輸入之前是處于斷電狀態(tài)，當(dāng)輸入一個(gè)新的信號(hào)后再給所需點(diǎn)亮的數(shù)碼管通電方能點(diǎn)亮顯示，其他的數(shù)碼管以同樣的方式在短時(shí)間內(nèi)依次掃描點(diǎn)亮。電子萬年歷產(chǎn)品以外觀形式分為全數(shù)碼顯示萬年歷產(chǎn)品和帶畫面電子萬年歷產(chǎn)品，其中帶畫面電子萬年歷以其時(shí)尚的外型更加符合人們的需求1。電子萬年歷產(chǎn)品的核心技術(shù)是單片機(jī)數(shù)碼計(jì)時(shí)技術(shù)，應(yīng)用單片機(jī)對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行控制，使計(jì)時(shí)產(chǎn)品的走時(shí)日差從分級(jí)縮小到1/600萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計(jì)時(shí)的產(chǎn)品發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示產(chǎn)品，直觀明了，并

43、增加了全自動(dòng)日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，它更符合消費(fèi)者的生活需求！因此，電子萬年歷產(chǎn)品的出現(xiàn)帶來了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨躍性的進(jìn)步。1.3.2太陽能電池的產(chǎn)品現(xiàn)狀目前太陽能電池產(chǎn)品多種多樣，太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜產(chǎn)品和非結(jié)晶系薄膜產(chǎn)品兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形產(chǎn)品和多結(jié)晶形產(chǎn)品。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%2。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難。非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料

44、引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題，那么，非晶硅大陽能電池?zé)o疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一目前,太陽能電池產(chǎn)品的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線路。從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池產(chǎn)品仍將是利用太陽輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景3。1.4現(xiàn)階段萬年歷技術(shù)存在問題與趨勢(shì)分析1

45、.4.1現(xiàn)階段電子萬年歷設(shè)計(jì)中存在的問題(1)使用污染高的電池電源目前決大多數(shù)電子萬年歷產(chǎn)品都使用電池提供能源，普通的電池危害環(huán)境，難以處理，還威脅人們的健康。電池主要含有貢、鎘、鉛、鎳、鋅、銅等重金屬。一節(jié)干電池里含有50 - 100mg的貢，一旦電池中的水銀混入地下水，則可能通過農(nóng)作物或飲用水進(jìn)入人體，損傷人的健康。一枚指甲大小的廢紐扣電池，能污染60萬升的水；一節(jié)1號(hào)電池爛在地里，可使一平方米的土地草木不升。(2)萬年歷功能相對(duì)單一電子萬年歷可添加更多功能，例如計(jì)算器功能、觸摸可變亮、倒計(jì)時(shí)功能、計(jì)數(shù)器功能等等。更多的功能可以讓用戶使用起來更加方便。1.4.2萬年歷產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)今后，萬

46、年歷的發(fā)展有以下趨勢(shì)：更穩(wěn)定、可靠；更多樣的功能；更精美、小巧的外觀；更智能化的設(shè)計(jì)；污染高的電池電源供電轉(zhuǎn)向清潔的太陽能電源供電。1.5本課題的主要工作本課題研究設(shè)計(jì)一個(gè)電子的萬年歷，以時(shí)鐘芯片技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，并使萬年歷外型美觀，滿足人們生活品質(zhì)的要求，為適應(yīng)節(jié)能環(huán)保的要求，使用太陽能電池板供電。本設(shè)計(jì)預(yù)期達(dá)到的功能：(1)具有最基本的時(shí)鐘、日歷顯示功能；(2)可用太陽能電池為萬年歷供電；(3)系統(tǒng)有較好的抗干擾能力與可靠性，以防發(fā)生記時(shí)錯(cuò)誤。通過學(xué)習(xí)時(shí)鐘芯片原理、單片機(jī)原理及模擬電路設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，自行設(shè)計(jì)各功能模塊電路，完成硬件搭接、編程調(diào)試工作，讓大學(xué)所學(xué)知識(shí)在實(shí)踐

47、中予以體現(xiàn)。通過開題報(bào)告及畢業(yè)論文的撰寫，提高搜集資料的能力及寫作翻譯能力，并在答辯中鍛煉口才。第2章 太陽能萬年歷工作原理2.1 引言長期以來，人們就一直在努力研究利用太陽能。我們地球所接受到的太陽能，只占太陽表面發(fā)出的全部能量的二十億分之一左右，這些能量相當(dāng)于全球所需總能量的3-4萬倍，可謂取之不盡，用之不竭。其次，宇宙空間沒有晝夜和四季之分，也沒有烏云和陰影，輻射能量十分穩(wěn)定。因而發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)說來比地面簡單，而且在無重量、高真空的宇宙環(huán)境中，對(duì)設(shè)備構(gòu)件的強(qiáng)度要求也不太高。再者，太陽能和石油、煤炭等礦物燃料不同，不會(huì)導(dǎo)致"溫室效應(yīng)"和全球性氣候變化，也不會(huì)造成環(huán)境污染。

48、正因?yàn)槿绱?，太陽能的利用受到許多國家的重視，大家正在競(jìng)相開發(fā)各種光電新技術(shù)和光電新型材料，以擴(kuò)大太陽能利用的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是在近10多年來，在石油可開采量日漸見底和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機(jī)的夾擊下，我們?cè)絹碓狡笈沃疤柲軙r(shí)代”的到來。從發(fā)電、取暖、供水到各種各樣的太陽能動(dòng)力裝置，其應(yīng)用十分廣泛，在某些領(lǐng)域，太陽能的利用已開始進(jìn)入實(shí)用階段。本設(shè)計(jì)采用太陽能電源為電子萬年歷供電旨在體現(xiàn)這樣一種潔凈、環(huán)保、可持續(xù)的思想。把太陽能帶入我們?nèi)粘Ｉ畹淖罴?xì)微處，將環(huán)保與節(jié)能并舉。單片機(jī)現(xiàn)在已越來越廣泛地應(yīng)用于智能儀表、工業(yè)控制、日常生活等很多領(lǐng)域，可以說單片機(jī)的應(yīng)用已滲透到人類的生活、工作的每一個(gè)角落

49、，這說明它和我們每個(gè)人的工作、生活密切相關(guān)，也說明我們每個(gè)人都有可能和有機(jī)會(huì)利用單片機(jī)去改造身邊的儀器、產(chǎn)品、工作與生活環(huán)境。本設(shè)計(jì)采用at89c51單片機(jī)作為控制中心，正體現(xiàn)了單片機(jī)在現(xiàn)代生活中的智能化應(yīng)用4。電子萬年歷是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。2.2 太陽能電池的概況、原理和應(yīng)用2.2.1太陽能概況太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋能、水能等都來自太陽能，廣義地說，太陽能包含以上各種可再生能源。太陽能作為可再生能源的一種，則是指太陽能的直接轉(zhuǎn)化

50、和利用。通過轉(zhuǎn)換裝置把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能利用的屬于太陽能熱利用技術(shù)，再利用熱能進(jìn)行發(fā)電的稱為太陽能熱發(fā)電，也屬于這一技術(shù)領(lǐng)域；通過轉(zhuǎn)換裝置把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能利用的屬于太陽能光發(fā)電技術(shù)，光電轉(zhuǎn)換裝置通常是利用半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的，因此又稱太陽能光伏技術(shù)。二十世紀(jì)50年代，太陽能利用領(lǐng)域出現(xiàn)了兩項(xiàng)重大技術(shù)突破：一是1954年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出6的實(shí)用型單晶硅電池，二是1955年以色列tabor提出選擇性吸收表面概念和理論并研制成功選擇性太陽吸收涂層。這兩項(xiàng)技術(shù)突破為太陽能利用進(jìn)入現(xiàn)代發(fā)展時(shí)期奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。70年代以來，鑒于常規(guī)能源供給的有限性和環(huán)保壓力的增加，世界上許多

51、國家掀起了開發(fā)利用太陽能和可再生能源的熱潮。1973年，美國制定了政府級(jí)的陽光發(fā)電計(jì)劃，1980年又正式將光伏發(fā)電列入公共電力規(guī)劃，累計(jì)投入達(dá)8億多美元。1992年，美國政府頒布了新的光伏發(fā)電計(jì)劃，制定了宏偉的發(fā)展目標(biāo)。日本在70年代制定了“陽光計(jì)劃”，1993年將“月光計(jì)劃”（節(jié)能計(jì)劃）、“環(huán)境計(jì)劃”、“陽光計(jì)劃”合并成“新陽光計(jì)劃”。德國等歐共體國家及一些發(fā)展中國家也紛紛制定了相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃。90年代以來聯(lián)合國召開了一系列有各國領(lǐng)導(dǎo)人參加的高峰會(huì)議，討論和制定世界太陽能戰(zhàn)略規(guī)劃、國際太陽能公約，設(shè)立國際太陽能基金等，推動(dòng)全球太陽能和可再生能源的開發(fā)利用。開發(fā)利用太陽能和可再生能源成為國際社

52、會(huì)的一大主題和共同行動(dòng)，成為各國制定可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容5。幾十年來，太陽能利用技術(shù)在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場(chǎng)開拓方面都獲得了長足發(fā)展，成為世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。2.2.2太陽能光伏電池簡介作為太陽能電池工作基本原理的光伏效應(yīng)(photovoltaic effect縮寫pv) 是在1839年被發(fā)現(xiàn)的。由太陽光的光量子與材料相互作用而產(chǎn)生電勢(shì)， 從而把光的能量轉(zhuǎn)換成電能，此種進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化的光電元件稱為太陽電池(solar cell)，也可稱之為光伏電池。1954年bell實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一個(gè)太陽能電池，不過由于效率太低，造價(jià)太高，缺乏商業(yè)價(jià)值。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，使太陽能電池的作

53、用不可替代，太陽能電池成為太空飛行器中不可取代的重要部分。1958年3月發(fā)射的美國vanguard 1號(hào)上首次裝設(shè)了太陽能電池。1958年5月蘇聯(lián)發(fā)射的第3顆人造衛(wèi)星上也開始裝設(shè)太陽能電池。到1969年美國人登陸月球，這使得太陽作為太陽能電池的發(fā)展達(dá)到了第1個(gè)巔峰期。此后，幾乎所有發(fā)射的人造天體上都裝設(shè)太陽能電池。20世紀(jì)70年代初期，由于中東戰(zhàn)爭，石油禁運(yùn), 使得工業(yè)國家的石油供應(yīng)中斷，出現(xiàn)了“能源危機(jī)”，人們開始認(rèn)識(shí)到不能長期依靠傳統(tǒng)能源。特別是近年來地面能源面臨的礦物燃料資源的減少與環(huán)境污染的問題，于是太陽能電池的應(yīng)用已被提上了各國政府的議事日程。1990年以后，太陽能的發(fā)展開始與民用電

54、相結(jié)合，“grid-connected photovoltaic system” (與市電并聯(lián)型太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)) 開始推廣，太陽能電池不斷有新的結(jié)構(gòu)與制造技術(shù)被研發(fā)出來7。第1代太陽能電池包括單晶硅和多晶硅2種，工業(yè)化產(chǎn)品效率一般為13% 15%，目前可工業(yè)化生產(chǎn)、可獲得利潤的太陽能電池就是指第1代電池。但是由于生產(chǎn)工藝等因素使得該類型的電池生產(chǎn)成本較高。第2代太陽能電池是薄膜太陽能電池，其成本低于第1代，可大幅度增加電池板制造面積，但是效率不如第1代。至今太陽能電池已經(jīng)發(fā)展到了第2代。在將來的第3代太陽能電池應(yīng)該具有以下特征：薄膜化、高效率、原材料豐富和無毒性?？赏麑?shí)現(xiàn)的第3代電池效率的途徑包括：疊層電池、多帶光伏電池、碰撞離化、光子下轉(zhuǎn)換、熱載流子電池、熱離化、熱光伏電池等。2.2.3太陽能電池的分類電池行業(yè)是世紀(jì)的朝陽行業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。在電池行業(yè)中，最沒有污染、市場(chǎng)空間最大的應(yīng)該是太陽能電池，太陽能電池的研究與開發(fā)越來越受到世界各國的廣泛重視。（1）單晶硅高效電池 單晶硅高效電池的典型代表是斯但福大學(xué)的背面點(diǎn)接觸電池（pcc），新南威爾士大學(xué)（unsw）的鈍化發(fā)射區(qū)電池（pesc，perc，perl以及德國fraumhofer太陽能研究所的局域化背表面場(chǎng)（