【正文】 吉林工程技術(shù)師范學院畢業(yè)論文吉林工程技術(shù)師范學院信 息 工 程 學 院 學 士 學 位 論 文基于單片機的太陽能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計The Design of Solar street lamp Control system Based on MCU畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日摘 要隨著可持續(xù)發(fā)展的不斷深入，人們在積極開發(fā)各類可再生新能源的同時也在倡導節(jié)能減排的綠色環(huán)保技術(shù)。太陽能作為一種清潔的優(yōu)秀的可再生能源，已成為最有價值的新能源。而在照明領(lǐng)域，壽命長、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保、色彩豐富、微型化的LED固態(tài)照明也已被公認為一種節(jié)能環(huán)保的重要途徑。本文研究的路燈同時整合了這兩者的優(yōu)勢，利用清潔能源以及高效率的LED實現(xiàn)綠色照明。太陽能LED路燈是一種結(jié)合太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與LED技術(shù)的新型路燈。系統(tǒng)通過蓄電池將太陽電池組件產(chǎn)生的電能儲存起來供負載在夜晚照明使用?；趩纹瑱C控制的太陽能路燈具有很多優(yōu)點：安全可靠，維護方便；不需要常規(guī)能源，不污染環(huán)境；安裝方便，自動控制。從而不僅節(jié)約了電能，而且避免了由于四季晝夜長短不一，需要調(diào)整電路系統(tǒng)的麻煩，使路燈更為人性化。關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電，蓄電池，發(fā)光二極管VIII 摘 要ABSTRACTWith the deepening of the sustainable development, people are active in the development of all kinds of renewable energy, while also advocating green environmental technology of energy saving and reducing emission. Solar energy as a kind of clean excellent renewable energy has bee the most valuable new energy. While in the lighting area, long life, energy saving, safety, green environmental protection, rich colors, miniaturization of light emitting diode (LED) solidstate lighting has been considered as one of the important ways of saving energy and environmental protection. The street lamp in this paper simultaneously integrates both the advantages。 utilize clean energy and high efficient LED to realize green lighting. Solar LED lamp is one new type of street lamp by uniting solar photo voltaic (PV) power generation technology and LED technology. The system stores electrical energy via battery, generated by ponents of solar cells, to supply night illumination of street lamps. Solar street lamps based on MCU control have many advantages: safety, reliability, easy to maintain。 energy saving, without pollution to environment。 easy installation, automatic control. Consequently, not only save electrical energy but also avoid the troubles to need adjusting the circuit system due to the different dayandnight’s lengths in the four seasons, to make the street lamp more userfriendly. Key Words: PV, Battery, LED目錄目 錄第一章 緒論 1 概述 1 太陽能路燈的優(yōu)勢 2 太陽能路燈的應(yīng)用現(xiàn)狀 3 本論文研究的主要內(nèi)容 5第二章 系統(tǒng)方案論證及選擇 6 方案比較與論證 6 太陽能電池板的選擇 6 蓄電池的選擇 6 照明燈具的選擇 8 控制器芯片的選擇 9 方案的配置與計算 11 路燈設(shè)計所需的數(shù)據(jù) 11 路燈設(shè)計參數(shù)的確定 12第三章 系統(tǒng)設(shè)計的理論分析 14 系統(tǒng)基本介紹 14 太陽能路燈系統(tǒng)設(shè)計總體分析 15 太陽能光伏發(fā)電的理論 15 控制器設(shè)計的理論基礎(chǔ) 17 蓄電池的充放電原理 18 蓄電池充電技術(shù)研究 20 恒流充電 20 恒壓充電 21 恒壓限流充電 22 兩階段、三階段充電 22 快速充電 23 智能充電 24 LED的發(fā)光及驅(qū)動原理 25 發(fā)光原理 25 驅(qū)動原理 27第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 29 系統(tǒng)電路框圖 29 硬件設(shè)計的原理流程圖 30 電源電路設(shè)計 31 LED指示電路 31 光控電路 32 LED驅(qū)動電路設(shè)計 33 涓流充電電路 35 過充、過放控制電路 35 單片機外圍電路設(shè)計 37 復位模塊電路設(shè)計 37 晶振電路 37 按鍵開關(guān)電路 38 顯示模塊電路設(shè)計 38第五章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 40 系統(tǒng)軟件框圖 40 計時程序設(shè)計 41 中斷程序設(shè)計 43第六章 系統(tǒng)調(diào)試 44 44 44 45第七章 總結(jié)與展望 46附錄 1 47附錄 2 48參考文獻 I致 謝 IIII吉林工程技術(shù)師范學院畢業(yè)論文前 言城市照明是一門科學、一種文化、一項藝術(shù)。城市照明體現(xiàn)了一個城市的形象，反映了一個城市的科學管理，是一項社會系統(tǒng)工程。太陽能LED燈具以其優(yōu)越的節(jié)能效果、人文的光源照明控制，倍受客戶青睞，其性價比與工頻交流電燈具基本持平，且具有不破壞環(huán)境、不消耗不可再生能源的特點，易于客戶接受，所以只要光源充足的地方就有太陽能LED燈具開發(fā)應(yīng)用的市場。太陽能LED照明是未來照明的方向，其最大的特點：環(huán)保、節(jié)能、發(fā)光效率高，因此使它將會逐步取代傳統(tǒng)光源。更值得一提的是，LED發(fā)光效率是以每十年提高十倍的速度來提高，成本也將逐年下降。：(1)太陽能板：18V，110Wp(2)輸出電壓：12V(3)輸出電流：恒流(4)燈具：6支1W大功率白光LED(5)控制器：光控，時控，防止蓄電池過度充放電(6)陰雨天連續(xù)工作時間：7天：(1)安裝在公園、小區(qū)等小路兩旁當路燈使用。(2)安裝在交通路段、港口等作為指示燈，保證交通航海的安全有序。(3)安裝在繁華鬧區(qū)或旅游景區(qū)作為裝飾照明，營造氣氛。(4)應(yīng)用于果園，種植園，草坪等場所，既可以照明又可以殺蟲。I吉林工程技術(shù)師范學院畢業(yè)論文 第一章 緒論 概述跨入21世紀后，人類面臨著實現(xiàn)經(jīng)濟和能源可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，如何能在能源有限和環(huán)境保護的雙重制約下發(fā)展經(jīng)濟已成為全球的熱點問題。而能源問題更為突出，不僅表現(xiàn)在常規(guī)能源的匱乏，更嚴重的是化石能源的開發(fā)利用更加劇了環(huán)境的惡化。主要表現(xiàn)為以下幾個方面：(1)能源短缺。常規(guī)能源的有限性和分布不均勻，造成了世界上大部分國家能源供應(yīng)不足，不能滿足其經(jīng)濟發(fā)展的需求。從長遠來看，全球已探明石油儲量只能用到2020年，天然氣也只能延續(xù)到2040年左右，即使儲量豐富的煤炭資源也只能維持二三百年。因此，人類遲早要面臨化石燃料枯竭的危機局面。(2)環(huán)境污染。燃燒煤、石油等化石燃料，每年有數(shù)十萬噸硫等有害物質(zhì)排入天空，使大氣環(huán)境遭到嚴重污染，直接影響居民的身體健康和生活質(zhì)量，甚至在局部地區(qū)形成酸雨，嚴重污染水土資源。(3)溫室效應(yīng)。化石能源的利用不僅造成環(huán)境污染，同時會排放大量的溫室氣體，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，引起全球氣候變化。太陽能作為可再生能源，很早就被人們開發(fā)和利用了。隨著科學和技術(shù)的迅速發(fā)展，世界能源危機的日益嚴重，利用常規(guī)能源已不能適應(yīng)世界經(jīng)濟快速增長的需要，開發(fā)和利用新能源，尤其是太陽能越來越引起各國政府的重視。同時，以煤、石油等作為燃料油面臨嚴重的環(huán)境污染，再者人民生活水平的提高對能源的需求量越來越大，這就迫使政府和社會在大力發(fā)展常規(guī)能源的同時必須加大對新能源的開發(fā)和利用。為貫徹落實科學87第一章 緒論發(fā)展觀，把節(jié)約資源作為基本國策，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，保護生態(tài)環(huán)境，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，促進經(jīng)濟與人口、資源、環(huán)境相互協(xié)調(diào)發(fā)展的要求。因而，可再生、無污染的太陽能利用在世界各國崛起，世界光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境保護的需求，在可以預計的將來，光伏發(fā)電必將部分取代常規(guī)能源。目前太陽能企業(yè)面臨新機遇，由于光伏發(fā)電技術(shù)的逐漸成熟，成本不斷下降，太陽能的利用無處不在。各種各樣的利用太陽能開發(fā)的太陽能電子產(chǎn)品發(fā)展非常迅速。 太陽能路燈的優(yōu)勢太陽能路燈以太陽光為能源，不需要鋪設(shè)復雜的管線，安全節(jié)能無污染?；趩纹瑱C的太陽能控制系統(tǒng)很好的把太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與單片機智能控制技術(shù)結(jié)合了起來。而且具有電路結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定可靠、實用性強等優(yōu)點。綜上，太陽能路燈較傳統(tǒng)路燈的優(yōu)勢有如下幾點：：據(jù)統(tǒng)計，所有路燈改為太陽能路燈可以節(jié)省一個三峽水電站的發(fā)電量。不僅如此，太陽能是一種清潔的可再生能源，它不僅節(jié)約了電能，而且減少了二氧化碳的排放量。有關(guān)數(shù)據(jù)表明太陽能路燈每年可以減少7740萬噸二氧化碳就相當于節(jié)省了310億美元的二氧化碳減量成本！：太陽能路燈在惡劣的環(huán)境和氣候條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)很少發(fā)生故障；目前絕大多數(shù)太陽能電池組件的生產(chǎn)技術(shù)都足以保證10年以上性能不下降，太陽能電池組件可以發(fā)電25年或更長的時間。 ：就產(chǎn)品本身價格和首次投入費用而言，太陽能路燈比普通路燈造價要高。若按使用壽命15年把運行費用和路燈維護費用考慮進吉林工程技術(shù)師范學院畢業(yè)論文去的話，太陽能路燈在壽命周期內(nèi)所發(fā)生的總費用要比普通路燈的總費用要低。且規(guī)模越大，普通路燈安裝的相關(guān)費用越高，如把電力增容費用、架設(shè)電力變壓器、光源的功率因數(shù)補償耗能、電力電纜、遠距離線路功率損耗及路燈開啟控制系統(tǒng)和管理人員工資等相關(guān)費用考慮進去的話實際費用要遠大于預計費用。 ：運行維護費用低，普通路燈明顯高于太陽能路燈，而且會隨著使用時間的增長而越來越高（電費、人工等）。太陽能路燈免維護，絕對安全，不會發(fā)生觸電事故且可通過改變控制方式來增強其穩(wěn)定性。：離網(wǎng)運行的太陽能路燈具有供電的自主性、靈活性。但是太陽能LED路燈的優(yōu)勢遠遠不只這些。一般認為，節(jié)能燈可節(jié)能4/5是偉大的創(chuàng)舉，但LED比節(jié)能燈還節(jié)能1/4，這是固體光源偉大的革新。除此之外，LED還具有光線質(zhì)量高，基本上無輻射，可靠耐用，維護費用極為低廉等優(yōu)勢，屬于典型的綠色照明光源。超高亮LED的研制成功，大大地降低了太陽能燈具使用成本，使之達到或接近工頻交流電照明系統(tǒng)初裝的成本報價，并且具有保護環(huán)境、安裝簡便、操作安全、經(jīng)濟節(jié)能等優(yōu)點。由于LED具有發(fā)光效率高，發(fā)熱量低等優(yōu)勢，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用在照明領(lǐng)域，并呈現(xiàn)出取代傳統(tǒng)照明光源的趨勢。太陽能與LED相結(jié)合的技術(shù)運用在