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编号：

T2352410M

设计简介：

本设计是基于STM32的太阳能充电系统的设计，主要实现以下功能：

通过温度传感器检测充电电池的温度，预防过热，自动断电。
通过充电模块进行升压，将太阳能电压升压给电池充电
通过按键设置充电起始与结束电压。
通过蓝牙通信模块进行远程监控或者操控阈值

电源： 5V
传感器：温度传感器（DS18B20）、充电模块（HB-001）、太阳能板
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：继电器
人机交互：独立按键
移动通信模块：蓝牙模块

标签：STM32、OLED12864、DS18B20、HB-001、ECB02H1、DS1302、NEO-7M、ML307R

题目扩展：基于单片机的智能充电系统设计、基于单片机的智能充电桩设计、基于STM32的新能源充电设计

基于 STM32 的太阳能充电器系统设计与实现

一、主控部分

核心：STM32 单片机

功能：获取输入数据、内部处理、控制输出

二、输入部分

1. 温度采集模块：获取太阳能充电器及周边环境的温度数据
2. 充电模块：接收太阳能并转化为电能，为系统电池供电
3. 电池模块：存储电能，为系统及外接设备提供续航支持
4. 独立按键模块：用于控制充电启停、设置温度等参数阈值
5. 供电电路：为整个太阳能充电器系统稳定供电

三、输出部分

1. OLED 显示模块：显示输出电压、输出电流、电池剩余电量及充电状态等信息
2. 继电器控制模块：根据监测数据自动控制充电启动与停止
3. 蜂鸣器报警模块：当温度超过设定阈值时，触发蜂鸣器报警提醒
4. 蓝牙模块：与手机建立通信连接，实现充电状态的远程监控及充电控制

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

该设计主要硬件涵盖以 STM32F103C8T6 为核心的最小系统，搭配 DS18B20 温度采集模块、OLED 显示模块、ECB02 蓝牙模块，还有电源电路、复位电路、晶振电路、按键及继电器等外设。

焊接流程为准备好电烙铁、焊锡丝等工具，清理电路板焊盘后，先焊引脚少、体积小的元件（如电容、电阻），再焊单片机、模块等引脚多的器件，确保焊点饱满、无虚焊。

注意事项包括焊接温度适中，避免烫坏元件；焊接时保持通风，减少焊锡烟雾危害；对静电敏感元件，需采取防静电措施；焊接后及时清理电路板，检查焊点质量，保障硬件稳定运行，为太阳能充电器功能实现筑牢基础。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 充电阈值设置测试

按下按键可对充电器自动充电模式进行设置：预先设定一个电量阈值，当锂电池电量低于该阈值时，系统通过继电器自动触发充电流程，启动太阳能充电回路，为电池补充电量；若电量高于此阈值，充电功能则保持关闭状态，以此智能调控充电过程，既保障电池及时补能，又避免不必要的充电操作，提升能源利用效率与电池管理的智能化水平。充电阈值设置功能测试图如下图 5-2 所示。

图 5-2 阈值设置测试图

5.3 温度异常报警测试

当检测温度超过预设最大值，系统会触发报警，如蜂鸣器发声，提醒用户温度异常，保障设备安全。温度异常报警测试功能如下图 5-3 所示：

图 5-3 温度异常报警测试图

第 6 章 软件调试

6.1 软件介绍

Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。

该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。

此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：

图 6-1 软件界面图

6.2 串口通信测试

该系统的串口可实时接收并显示温度、电量、电压、电流等数据，方便使用者及时掌握相关信息。串口通信功能测试图如下图 6-2 所示。

图 6-2 串口通信测试图

6.3 阈值设置测试

按键可设充电器自动充电模式：预设电量阈值，电池电量低于阈值时，继电器触发太阳能充电；高于阈值则关闭充电，智能调控，保障补能又节能。阈值设置测试功能如下图 6-3 所示：

图 6-3 阈值设置测试图

设计说明书部分资料如下