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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的太阳能锂电电压采集显示装置设计
2. 基于单片机的光伏储能电压监测终端设计与实现
3. 基于 STM32F103 的太阳能充电电压检测系统开发
4. 基于嵌入式单片机的光伏锂电状态监测设备设计
5. 基于 STM32 的光伏电池电压采集 OLED 显示系统
6. 基于嵌入式技术的太阳能储能监测终端研发
7. 基于 STM32 单片机光伏充电电压实时检测装置
8. 基于单片机的小型太阳能储能监测系统设计
9. 基于 STM32F103 的光伏锂电充放电监测设备开发
10. 基于嵌入式的太阳能电压采集可视化终端实现
11. 基于 STM32 的户外小型光伏储能监测装置设计
12. 基于单片机光伏电压采集与 OLED 显示系统研发
13. 基于嵌入式 STM32 的太阳能充电状态监测终端
14. 基于 STM32F103 单片机光伏储能检测系统实现
15. 基于嵌入式技术小型太阳能电压监测设备开发
16. 基于 STM32 的光伏板电压数据采集显示装置设计
17. 基于单片机户外光伏锂电充电监测系统开发
18. 基于 STM32 嵌入式光伏储能电压检测终端研发
19. 基于 STM32F103 太阳能充放电可视化监测系统
20. 基于单片机光伏电能采集实时显示设备设计

项目研究背景

随着物联网与嵌入式技术快速普及，小型分布式光伏储能设备在户外监测、便携供电、野外小型设备供电等场景得到广泛应用。当前市面多数简易太阳能储能设备仅具备基础充电功能，缺乏配套嵌入式数据处理单元，无法实时采集、量化光伏输出与锂电池电压数据；传统光伏监测设备多采用分离式模拟检测电路，数据处理精度低、集成度差，且无本地可视化显示界面，工作人员无法直观读取实时电压参数。同时现有设备硬件架构松散，光伏采集、充放电管理、数据显示模块相互独立，一体化集成方案较少，设备调试与现场运维操作繁琐。嵌入式单片机具备低成本、低功耗、高集成度优势，结合 OLED 可视化显示外设可实现本地数据直观输出。针对小型光伏储能场景智能化监测缺失的行业痛点，本文以 STM32F103C8T6 单片机为核心控制器，集成太阳能采集、锂电充放电管理、电压采集与本地显示功能，搭建一体化光伏储能监测终端，实现光伏电能转换、锂电充电管理与电压实时可视化，满足户外小型光伏设备本地监测需求，具备较高实际应用价值。

摘要

本文设计一套基于 STM32F103C8T6 单片机的太阳能锂电电压监测装置，以嵌入式单片机作为核心数据处理单元，完成光伏电能采集、锂电池充放电管理与电压数据可视化输出。系统通过太阳能电池板将光照能量转换为电能，搭配专用充放电模块实现锂电池安全充电；单片机内置 ADC 外设采集实时电压数据并完成数据滤波与换算处理，驱动 OLED 液晶屏幕本地实时展示当前电压数值。本文详细阐述整体硬件搭建方案、各模块功能实现逻辑与嵌入式开发技术路线，硬件选用通用低成本元器件，软件采用标准库开发，方案落地难度适配本科嵌入式开发学习要求。经硬件联调测试，装置可稳定完成光伏储能充电与电压实时显示，适用于小型户外光伏储能监测场景，具备成本低、集成度高、操作直观等优势。

总体方案

硬件设备选型与整体架构

1. STM32F103C8T6 单片机最小系统板

   型号：STM32F103C8T6；作用：系统核心控制器，承担 ADC 电压采集、数据运算、外设驱动、充放电模块信号交互等全部数据处理工作；选型理由：主流本科嵌入式教学芯片，内置多通道 ADC 外设，IO 资源充足，成本低廉，开发资料完善；使用场景：整套监测装置主控核心；架构逻辑：接收光伏与锂电池模拟电压信号，处理后输出驱动信号至 OLED 屏幕，同步管控充放电模块工作状态。

2. 0.96 寸 I2C 通信 OLED 液晶显示屏

   型号：0.96 寸白色 I2C OLED；作用：本地可视化输出，实时刷新展示系统采集到的电压数值；选型理由：I2C 通信占用单片机 IO 引脚少，驱动代码成熟，低功耗，体积小巧适配小型嵌入式设备；使用场景：现场本地数据查看，无需上位机即可读取参数；架构逻辑：单片机通过 I2C 总线传输处理完成的电压数据，屏幕完成字符渲染与数值显示。

3. 小型多晶硅太阳能电池板

   型号：5V 小型光伏板；作用：光能采集单元，将环境光照转化为直流电能，为锂电池提供充电输入能源；选型理由：电压适配常规锂电充放电模块，体积小巧便于嵌入式设备集成；使用场景：户外光照环境下电能采集；架构逻辑：输出电能接入电池充放电模块输入端口，同时分压电路采集光伏输出电压送入单片机 ADC 通道。

4. 锂电池充放电管理模块

   型号：TP4056 锂电充放电模块；作用：管控太阳能电能对锂电池安全充电，具备过充、过放保护；选型理由：成熟通用锂电管理芯片，外围电路简单，适配小型光伏充电场景；使用场景：光伏电能储能与锂电池安全充放电管控；架构逻辑：前端接收光伏板电能，后端连接锂电池，预留电压采集分压点接入单片机。

5. 3.7V 锂电池组

   型号：18650 3.7V 锂电池；作用：储能载体，存储太阳能转换电能，为整套嵌入式监测设备供电；选型理由：便携储能、电压适配 STM32 最小系统供电需求；使用场景：无光环境下为单片机、OLED 屏幕持续供电；架构逻辑：由充放电模块完成充放电管控，分压采集电池电压送入单片机。

6. 辅助硬件：分压电阻、面包板、杜邦线、电源开关

   作用：搭建电压采集分压电路，实现硬件电路连通与设备通断控制；选型理由：基础通用电子元器件，成本低，电路搭建简单；使用场景：硬件电路调试、信号分压采集；架构逻辑：搭建两路分压采集电路，分别采集光伏输出电压、锂电池电压，转换为单片机能读取的 0-3.3V 模拟信号。

7. 上位机开发硬件环境：普通台式计算机

   配置：酷睿 i5 处理器，8G 内存；作用：程序编写、编译、烧录调试；选型理由：满足 Keil 开发软件运行基础配置；使用场景：嵌入式程序开发、固件烧写、在线调试。

核心功能

核心功能 1：基于 STM32F103C8T6 单片机数据处理功能

实现效果：单片机持续采集两路模拟电压信号，完成 AD 采样、数值换算、数据平滑滤波运算，同时完成外设驱动时序控制；操作逻辑：硬件上电后单片机自动初始化 ADC、I2C 外设，循环读取光伏、电池原始采样值，通过校准公式换算为实际电压数值，去除采样抖动噪声；用户使用场景：装置后台自动化数据运算，无需人工干预；核心作用：完成模拟信号到可读电压数值的转换，为屏幕显示提供有效数据；实现目标：稳定、高精度完成电压数据处理，保障显示数值误差控制在合理范围。

核心功能 2：OLED 液晶实时电压数值显示功能

实现效果：OLED 屏幕持续刷新，清晰展示当前光伏输出电压、锂电池实时电压两组参数；操作逻辑：单片机完成数据处理后，通过 I2C 通信将电压数值、字符缓存发送至 OLED 驱动芯片，屏幕刷新界面；用户使用场景：户外现场直接查看设备电压状态，无需电脑上位机；核心作用：实现监测数据本地可视化输出，直观反馈储能设备工作状态；实现目标：实时同步刷新电压数据，界面简洁清晰，无乱码、卡顿问题。

核心功能 3：太阳能光伏电能采集与锂电池充电管控功能

实现效果：光照充足时太阳能电池板采集光能转化电能，充放电模块自动为锂电池充电，具备过充保护；操作逻辑：环境光照作用于光伏板产生直流电，输入 TP4056 充放电模块，模块检测电池电量自动切换充电、浮充模式；用户使用场景：户外无光、弱光、强光多场景自动储能；核心作用：完成光能 - 电能转换与储能，保障整套监测设备持续供电；实现目标：稳定采集光伏电能，安全完成锂电池充电，避免过充损坏电池。

技术路线

1. 编程语言：C 语言

   选型理由：嵌入式单片机开发标准编程语言，执行效率高，适配 STM32 底层寄存器操作；具体用途：编写 ADC 采样、I2C 屏幕驱动、电压换算、充放电逻辑控制全部底层程序。

2. 开发框架：STM32 标准外设库（StdPeriph_Lib）

   选型理由：本科嵌入式教学主流开发库，封装完善，学习资料丰富，上手难度低；具体用途：简化单片机 GPIO、ADC、I2C 外设初始化配置，快速搭建底层驱动代码。

3. 开发工具：Keil MDK5

   选型理由：ARM 内核单片机专用集成开发环境，支持代码编译、在线调试、固件烧录；具体用途：项目工程搭建、C 代码编写编译、程序下载至 STM32 开发板、断点调试排查采样异常。

4. 硬件电路设计工具：Altium Designer

   选型理由：通用电路绘图软件，适合简易嵌入式外围电路绘制；具体用途：绘制光伏分压采集电路、OLED 外围接口电路、充放电模块接线原理图。

5. 调试辅助工具：ST-LINK 下载器

   选型理由：STM32 配套低成本调试下载工具；具体用途：程序烧录、单片机在线实时调试，读取 ADC 采样原始数值。

6. 运行硬件环境：STM32F103 最小系统、配套光伏、OLED、锂电充放电硬件模组

   选型理由：贴合课题硬件需求，整套设备独立运行无需外接电脑；具体用途：嵌入式固件部署、装置整机功能联调与实地运行测试。

7. 测试工具：数字万用表

   选型理由：基础电子测量工具，操作简单；具体用途：校准单片机采集电压数值，对比 OLED 显示数据，验证数据处理精度，排查硬件电路接线故障。

8. 辅助文档工具：Visio

   选型理由：轻量化绘图工具，适配工科毕业设计图纸绘制；具体用途：绘制系统整体硬件架构框图、模块功能流程图。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。

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