【正文】 [4]王君一，：金盾出版社，2008,1635 [5]熊紹珍，：科學(xué)出版社，2009. [6]楊恒. ：中國電力出版社，2010. [7]沙占友，:中國電力出版社，2009. [8]沈輝,曾祖勤. 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)[M] .北京:化學(xué)工業(yè)出版社。衷心的感謝我的指導(dǎo)老師薛老師在這幾個月來的指導(dǎo)與督促，從畢業(yè)設(shè)計題目的選定，到資料收集，到開題報告的寫作、論文的修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助，讓我也學(xué)到了很多知識。同時，此次設(shè)計也提高我的動手能力，讓我也更多的參與到課本知識的實踐過程中。通過Keil來完成程序的編程與測試。實驗說明，基于STC89C52單片機控制的太陽能路燈系統(tǒng)的操作比較簡單快速并且實時性強,有利于提高太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率，同時也改善了蓄電池的工作狀態(tài)，提高了蓄電池的使用壽命。 設(shè)計中遇到的問題及解決結(jié)果在硬件電路的設(shè)計過程中，開始測試總會遇到的問題就是在檢測到的電壓小于臨界值3V時，此時蓄電池應(yīng)該停止充電，給LED路燈供電，繼電器的開關(guān)應(yīng)該閉合。 傍晚硬件電路的調(diào)試 ，也就是傍晚采集到的模電電壓值經(jīng)過A/，小于我們反復(fù)測試的白天與傍晚的臨界值4V。接下來調(diào)試的是繼電器模塊，首先使用的繼電器驅(qū)動是NPN型三極管，導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)錯誤的動作指令，最后換成了PNP型三極管才正常工作。 （2）單片機電源要連接正確，并且保證AT89C51的31號引腳接高電平。 硬件電路的搭建圖中，左邊是一個5V的太陽能電池板，主要是負責吸收太陽光并且提供給蓄電池充電，同時檢測外界環(huán)境的電壓的大小值；中間是由單片機控制的核心部分，A/D轉(zhuǎn)換器通過對采集到的模電電壓進行轉(zhuǎn)換，電壓值顯示在顯示器上。完成后進行硬件調(diào)試，由于軟件仿真中的元器件和實物并不一定是相符的，而且好多實物在軟件仿真中都是沒有的，所以要進一步對搭建好的硬件電路進行調(diào)試。如果再次按下KSET，則設(shè)置完畢。 delay(5)。}寫數(shù)據(jù)子函數(shù)：void write_data(uchar date)//與寫指令類似，這里lcdrs設(shè)為1{ lcdrs=1。 //將要寫的指令賦給P0口， delay(5)。} LCD1602子程序LCD1602顯示器的子程序主要實現(xiàn)的是對信息的顯示，包括太陽能板的電壓值和設(shè)定電壓值等信息。if(value0!=value1) P1amp。_nop_()。_nop_()。=0x7f。i8。if(DIO==1) value0|=0x01。_nop_()。_nop_()。i8。_nop_()。_nop_()。//寫通道號位CLK=1。_nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。DIO=1。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 CS=0。程序如下：uchar RdAdc0832(bit Hx){uchar value0,value1,i。軟件的設(shè)計中，要實現(xiàn)的功能還是通過光照強度的強弱來進行電壓的采集，然后與預(yù)設(shè)電壓值相比，從而來控制路燈的亮滅。在此次系統(tǒng)軟件的設(shè)計主要分為兩個模塊:A/D轉(zhuǎn)換模塊和繼電器控制模塊。 繼電器實物圖。 本設(shè)計方案中主要是用單片機來實現(xiàn)對開關(guān)的控制，觸發(fā)電平必須是5V，是為了進行智能切換，所以選用直流繼電器，JRC21F一款觸點切換能力,體積小,性能優(yōu)良,價格便宜的低電平觸發(fā)的5V繼電器，可控制直流5V/2A，完全可以滿足此次設(shè)計任務(wù)的要求，JRC21F故選擇繼電器對智能開關(guān)進行控制。五，速度繼電器[15]。其中包括：一，電流繼電器。LED：LED燈光源壽命長，可達100000小時，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高，國產(chǎn)50Lm/w，進口80Lm/w。 低壓節(jié)能燈：功率小，光效較高，但使用壽命在2000小時左右，電壓低，燈管發(fā)黑，一般適合太陽能草坪燈、庭院燈。（2）充電管理系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計要求，直接選取通過太陽能板給蓄電池充電的專用充電管理模塊TP4056，它不僅能自動檢測蓄電池的電壓值，而且能夠判斷蓄電池的飽和程度，充滿電時會自動斷開，從而很好的防止了蓄電池的過充現(xiàn)象。蓄電池容量的選擇一般滿足以下原則：首先在能滿足夜晚照明的前提下，把白天太陽能電池組件吸收的能量盡量存儲下來，同時還要能夠存儲滿足連續(xù)陰雨天夜晚照明需要的電能。因此鎳氫電池可以說是材料革新的典型代表。鎳鎘（NiCd）蓄電池的正極為氧化鎳，其負極為海綿狀金屬鎘，電解液多為氫氧化鉀，氫氧化鈉堿性水溶液。一般有鉛酸蓄電池、NiCd蓄電池、NiH蓄電池。當數(shù)據(jù)為“1”、“1”時，只對CH1進行單通道轉(zhuǎn)換。 ADC0832功能表數(shù)據(jù)地址通道SGL/DIFODD/SIGNCHOCH100+01+10+11+ 由上表可知：當數(shù)據(jù)為“0”、“0”時，CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負輸入端IN。當ADC0832未工作時其CS端應(yīng)為高電平，芯片禁用。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，為了減少數(shù)據(jù)誤差，用雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，穩(wěn)定性能強、轉(zhuǎn)換速度快。 DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。 CS_ 片選使能，低電平芯片使能。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。在光強較弱情況下短路電流也能達到140mA,滿足設(shè)計的要求，同時在光照充足情況下也可以直接輸出穩(wěn)定的5V。其作用是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能，或送至蓄電池中存儲起來。LCD1602的RS、RW、數(shù)據(jù)輸入口DB0~~，因為是接在P0口,所以要接上拉電阻。LCD1602使用非常普遍，在生活中很多地方都能見到LCD1602液晶顯示屏，例如計算器，遙控器，家用電器等，它主要用來顯示數(shù)字，字母，專用字符和圖形，具有顯示質(zhì)量高、功耗低、體積小等優(yōu)點[8]。 （3）時鐘電路：單片機引腳18和引腳19外接電容及晶振， STC89C52單片機的工作頻率在2~33MHz范圍之內(nèi)，單片機工作頻率取決于晶振XT的頻率，[7]。在上電復(fù)位的電路中，當Vcc掉電時，必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下[6]。當人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)，則CPU就可響應(yīng)并且將系統(tǒng)復(fù)位。 XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號，低電平有效。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 RST：復(fù)位輸入端，高電平有效。讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器。 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器的寫選通）。 /INT0（外部中斷0）。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。 a) 主要特性如下：兼容MCS51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫(1000次）Flash ROM 32個雙向I/O口 256x8bit的內(nèi)部RAM 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功 3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷 時鐘頻率024MHz 2個外部中斷源 6個中斷源 2個讀寫中斷口線 3級加密位 2個串行中斷 可編程UART串行通道 b) 單片機的引腳說明：VCC：電源電壓輸入端。 單片機最小系統(tǒng)電路設(shè)計單片機最小系統(tǒng)中中，主要是由單片機、復(fù)位電路、時鐘電路等組成。此設(shè)計是以ATMEL系列STC89S52單片機為控制核心的軟硬件結(jié)合，對太陽能電池板和蓄電池進行控制。在太陽能電池板對蓄電池充電的過程中，也設(shè)置了防反充和過充保護。方案二采用的是用STC89C52單片機作為核心控制器來控制蓄電池的充放電和路燈的亮滅。同時，蓄電池也要給負載供電。燈具有照明燈具及演示時的指示燈。蓄電池過充保護電路是一個簡單的由穩(wěn)壓二極管、三極管及電阻構(gòu)成的電路，而在太陽能板給電池充電時為防止電池對太陽能板反向充電，需在太陽能板和電池之間接一個二極管。因此，太陽能光伏發(fā)電市場發(fā)展前景十分廣闊，已經(jīng)引起了世界發(fā)達國家的高度重視[3]。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[2]。(4)安全穩(wěn)定：運行維護費用低，普通路燈明顯高于太陽能壁燈，而且會隨著使用時間的增長而越來越高（電費、人工等）。(2)可靠耐用：太陽能壁燈在惡劣的環(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。各種各樣的太陽能電子產(chǎn)品發(fā)展非常迅速。為貫徹落實科學(xué) 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?；茉吹睦貌粌H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。因此，人類遲早要面臨化石燃料枯竭的危機局面。當今社會，人類面臨著經(jīng)濟和能源可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，其中，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。Lighting目錄 1 3：采用分立元件設(shè)計 3：采用單片機控制實現(xiàn) 3 43. 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 5 單片機最小系統(tǒng)電路設(shè)計 5 顯示電路設(shè)計 8 按鍵開關(guān)電路 9 太陽能板模塊 10 蓄電池管理模塊 12 路燈控制模塊 13 整體電路圖 14 15 軟件設(shè)計思路和實現(xiàn)的功能 15 系統(tǒng)流程圖 15 ADC0832的子程序 16 LCD1602子程序 17 按鍵子程序 18 系統(tǒng)源程序 18 19 系統(tǒng)軟件的仿真 19 19 系統(tǒng)硬件電路的調(diào)試 20 設(shè)計中遇到的問題及解決結(jié)果 22 23致謝 24參考文獻 25附錄A 英文文獻原文 26附錄B 英文文獻譯文 31附錄C 系統(tǒng)源程序 35附錄D 元器件清單 40IV陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 太陽能LED路燈是一種新型的結(jié)合太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與LED技術(shù)的路燈?；谠搯纹瑱C的太陽能路燈控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，滿足設(shè)計的要求。 2015年5月21日5月31日：完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，并在系統(tǒng)中提交最終論文。 畢業(yè)論文要求 1．論文撰寫要求格式規(guī)范，設(shè)計思路清晰，條理清楚； 2．外文翻譯要求翻譯語句通順流暢，用詞恰當； 3. 論文內(nèi)容準確無誤，用A4紙張打印。 其具體要求如下： 1. 要求自選方案完成太陽能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計； 2．要求采用軟、硬件結(jié)合的方式完成系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計； 3. 設(shè)計的核心部分考慮系統(tǒng)能源的轉(zhuǎn)換及外界環(huán)境的影響； 4．完成系統(tǒng)硬件電路的搭建和系統(tǒng)性能測試，達到太陽能路燈的智能 化控制要求。 2015年4月26日—5月20日：進行系統(tǒng)硬件電路的搭建調(diào)試和測試，完成畢業(yè)設(shè)計驗收。本太陽能路燈控制系統(tǒng)是以STC89C52單片機為控制核心，主要負責電壓的采集處理，通過充電管理模塊自動對蓄電池進行充電，同時蓄電池對LED路燈放電，實現(xiàn)路燈的照明功能。Controller。節(jié)能減排已不僅是政府的一個行動目標，而且給企業(yè)帶來經(jīng)濟上的收入，讓人們能得到一個較好的生存環(huán)境。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。 （3）)溫室效應(yīng)。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。由于光伏發(fā)電技術(shù)的逐漸成熟，成本不斷的下降，太陽能的利用無處不在[1]。有關(guān)數(shù)據(jù)表明太陽能路