【正文】 池電壓檢測與分組切換電路、狀態(tài)顯示電路等構(gòu)成。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種 PWM 技術(shù)，其中包括：相電壓控制 PWM、脈寬 PWM 法、隨機(jī) PWM、 SPWM 法、線電壓控制 PWM 等。 該單片機(jī) 將多個不同功能的 模擬電路 、 數(shù)字電路 模塊和 微處理器 集成在一個芯片上 。 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 9 3) 快速的喚醒時間。 8) 具有靈活的時鐘設(shè)置。 13) 提供較多的外圍接口，提供 ～ 共 6 個數(shù)據(jù)端口，能為用戶提供更多的處理功能。管腳 GND 接地，管腳 RESET接單片機(jī)的 RST/NMI 引腳。 圖 33 單片機(jī)時鐘電路 合適頻率的晶振對于選頻信號強(qiáng)度準(zhǔn)確度都有好處，本次設(shè)計 需要選取兩個時鐘輸入，一個 選取 8MHz 無源晶振接入 XT2IN 和 XT2OUT 引腳 ， 并聯(lián) 2 個 56pF 陶瓷電容幫助起振 ，另一個選取 無源晶振直接接入 XIN 和 XOUT 引腳 。該系統(tǒng)的時鐘部分都是采用晶體振蕩器實現(xiàn)的。為了保證亮度恒定并增強(qiáng) LED 的可靠性，外部高亮 LED串采用恒流方式控制 [11]，而不是恒壓控制。 相關(guān)參數(shù)計算 [12]： 已知參數(shù)： VLED= 7=≈ 24V ILED =700mA VIN=12V 占空比： D= VLEDVLED+VIN = MOSFET 工作頻率 設(shè)定 ： fosc= 25000Rosc+22 fosc取 100kHz 計算的 Rosc=228k 此電阻可以通過 200k 固定電阻和 100k 可調(diào)電阻組成， Rosc取 228k 電感選?。?Ton= Dfosc = L=VINILED = 12700 = 電流檢測電阻計算： RSC= ILED = = 可以通過兩個 。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)。 9 VC 觸發(fā)禁止端。 VO 口 將 LP0001 芯片輸出信號輸出，將信號輸入到 MSP430F149 單片機(jī) 引腳，提供目前人員及車輛信息，從而控制 LEDA1VO2RR13RC14RC25RR26VSS7VRF/RESET8VC9IB10VDD112OUT122IN131IN+141IN151OUT16LP000110KR16R173KR191MR212MR231MR2647KR2547KR2751KR1810KR22C1910uFC20C22C27C29C2847uFC30Q39013GNDHoutHoffSDA0254菲涅爾透鏡NL3DSG太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 20 燈的亮度。下面對具 體 管腳進(jìn)行介紹。 具體實時 時鐘電路如圖 312所示： 引腳號 符號 引腳功能 1 Vcc2 電源管腳，主電源 2 X1 外接 晶振 的 管腳 3 X2 4 GND 接地管腳 5 CE 片選管腳 6 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出 管腳 7 SCLK 串行時鐘 輸入管腳 8 Vcc1 電源管腳， 備用電源 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 23 圖 312 實時 時鐘電路 鍵盤 及顯示 電路設(shè)計 顯示電路設(shè)計 本設(shè)計采用顯示模塊 LCD1602 字符液晶顯示， 1602 液晶顯示模塊管腳及功能介紹如表 6。上拉電阻保證按鍵釋放時，輸入檢測線上有穩(wěn)定的高電平。 （ 1）輸入輸出電容的選擇 輸入電容應(yīng)大于 47μ F，并盡量靠近電路。此外，為了減少干擾，芯片的輸入端和輸出端都加上相應(yīng)的電容進(jìn)行濾波處理。嵌入式 IAR Embedded Workbench 開發(fā)環(huán)境可以有 效提高用戶的工作效率，通過 IAR 工具， 我們 可以大大節(jié)省工作時間 。 亮度檢測程序流程為： 系統(tǒng)通過光電集成傳感器 檢測環(huán)境光亮度，將檢測數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)， 經(jīng)過 單片機(jī) 數(shù)據(jù)處理，根據(jù) 單片機(jī)的 設(shè)定參數(shù)，調(diào)節(jié) PWM 的占空比，控制負(fù)載的功率，調(diào)節(jié) LED 亮度?？梢?，雙斜率的計數(shù)時間多了一倍，所以輸出的 PWM 頻率就慢了一半，但是分辨率卻是 1： (80+80) ＝ 1： 160，就是提高了一倍。 如 ： 一個 PWM 的頻率是 1000Hz，那么它的時鐘周期就是 1ms， 即 1000us，如果高電平出現(xiàn)的時間是 200us，那么低電平的時間肯定是 800us，那么占空比就是200： 1000，也就是說 PWM 的占空比就是 1： 5。 軟件總體設(shè)計如圖 41 所示 [16]，控制總程序包括熱釋電紅外檢測程序、照度檢測程序、 LED 亮度檢測程序、 PWM 調(diào)光程序 、實時時鐘控制程序和 鍵盤顯示程序 。通過其內(nèi)置的針對不同芯片的代碼優(yōu)化器， IAR Embedded Workbench 可以 為 ARM 芯片 生成 非常高 效和 可靠的FLASH/PROMable 代碼。 （ 3）二極管的選擇 二極管的額定電流值應(yīng)大于最大負(fù)載電流的 倍，但考慮到負(fù)載短路的情況，二極管的額定電流值應(yīng)大于 LM2575 的最大電流限制；另外二極管的反向電壓應(yīng)大于最大輸入電壓的 倍。是傳統(tǒng)三端式穩(wěn)壓集成電路的理想替代產(chǎn)品 。所以，獨(dú)立式按鍵常用于按鍵數(shù)量不多的場合。Vcc1 管腳為備用電源輸入，可以不使用，如果需要使用時，可以外接電池或者充電電容。 光電傳感電路 Po188 光電集成傳感器 在 可見光范圍內(nèi)高度敏感 ， 輸出電流隨照度呈線性變化 ，輸出電流 范圍 為 0～ 4mA，通過 750Ω的電阻接地，輸出電壓 范圍 為 0～ 3V， 電壓輸入給 MSP430F149 單片機(jī)，單片機(jī)通過輸入信號 經(jīng)數(shù)據(jù)處理 控制 LED 燈的亮度。 10mA（ VDD=5V）； 11) 工作溫度： 10℃～ +70℃ ； 12) 存放溫度： 65℃～ +150℃ 。由 Vs 上跳邊沿觸發(fā)使 Vo 從低電平跳變到高電平時為有效觸發(fā)。 本設(shè)計中，驅(qū)動電路輸入電壓是 12V，輸出電壓是 24V，采用 HV9910B 升降壓斬波電路來實現(xiàn) [13]， 兩片 HV9910B 分別驅(qū)動并聯(lián)的兩串 LED 燈，燈的亮度及亮滅通過 PWMD 引腳控制， MSP430F149 單片機(jī)向驅(qū)動器提供 PWM 信號 。另外， HV9910B 也提供一個低頻的 PWM 調(diào)光功能，能接受一個外部達(dá)幾千赫茲的控制信號在 0～ 100%的占空比下進(jìn)行調(diào)光。 MAX809STR 復(fù)位芯片給單片機(jī)提供復(fù)位信號。 具體 A/D 轉(zhuǎn)換器外部基準(zhǔn)電壓電路 如圖 34 所示。 XT2IN 和 XT2OUT 引腳 跨接GNDGNDGND1RESET2Vcc3MAX809STRC1175。 15) 具有 JTAG 仿真調(diào)試接口，這樣非常便于軟件的調(diào)試。 10) 片內(nèi)提供模擬信號比較器。 5) 片內(nèi)有 12 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器，并提供參考電壓。單片機(jī)的供電電壓最低為 ，其供電電壓的范圍是：～ 。 這次設(shè)計利用 MSP430F149 單片機(jī)產(chǎn)生占空比可變的矩形波，當(dāng)產(chǎn)生此矩形波的I/O 口通過 驅(qū)動 電路再與 LED 燈相接后，由于輸出矩形波占空比不斷變化，那么一個周期內(nèi)有一部分時間 LED 導(dǎo)通，一部分時間截止，從整體來看有一個平均電 流 ， PWM信號頻率很高的，我們無法通過肉眼來觀察到每一個周期 LED 燈亮滅的變化過程，所以只好通過平均電 流 這樣一種方式來決定每 個 LED 燈 亮的程度了。 其基本原理是 ：電源模塊給 MSP430F149 單片機(jī)和各個電路模塊供電，亮度太陽能電池板 蓄電池 LED 燈 MSP430F149 單片機(jī) 測量電壓電流 充電控制 測量電壓 放電控制 LED驅(qū)動 圖 21 太陽能 LED 路燈控制系統(tǒng)總體框圖 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 7 檢測電路和熱釋電紅外檢測電路用于檢測光照強(qiáng)度和車輛人員活動情況，與時鐘電路一起通過單片機(jī)控制 LED 恒流驅(qū)動電路，從而控制 LED 燈的亮度及亮滅，鍵盤電路用于手動修改液晶顯示的參數(shù)，顯示電路顯示控制中需要顯示的參數(shù)。 第五章：總結(jié)與展望。 論文的組織結(jié)構(gòu) 本論文分為五個章節(jié)，每章內(nèi)容分布如下： 第一章：緒論。常見的有四種驅(qū)動方式，考慮控制器輸出電壓小于 LED 陣列的導(dǎo)通電壓，因此本系統(tǒng)中的驅(qū)動模塊為升壓方式。 因為太陽能 LED 路燈有如此廣闊的市場，所以更應(yīng)該做好太陽能 LED 路燈的控制和驅(qū)動，讓整個太陽能路燈系統(tǒng)更穩(wěn)定更長久的工作。 5) 直流供電，提高能量利用率。因此，在一些維護(hù)和更換設(shè)備困難的地方，使用太陽能 LED 路燈照明系統(tǒng)，可顯著降低安裝和使用的成本。隨著LED 燈相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，其使用壽命會不斷延 長。 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 3 本套太陽能 LED 路燈控制系統(tǒng)，用合理的充放電算法控制太陽能路燈正常的充放電功能，完成充電階段自動轉(zhuǎn)換， LED 亮度智能控制且完成對蓄電池的充分保護(hù)。 近幾年太陽能照明技術(shù)快速發(fā)展，太陽能路燈行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，隨著 LED 節(jié)能燈具的出現(xiàn)，利用 LED 作為照明燈具的太陽能 LED 路燈得到了大幅推廣?，F(xiàn)在 LED 路燈發(fā)展勢頭相當(dāng)強(qiáng)勁。由于太 陽能發(fā)電在現(xiàn)階段仍然是計劃經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，并沒有發(fā)展成為市場經(jīng)濟(jì)，目前還是一個虧本產(chǎn)業(yè)。太陽能有取之不盡、用之不竭、不會污染環(huán)境和破壞生態(tài)平衡等特點(diǎn)。國內(nèi)各大研究單位都對太陽能路燈作了詳盡的研究，特別是近幾年 來，已經(jīng)初步形成在“產(chǎn)業(yè)上規(guī)模、技術(shù)上水平、產(chǎn)品上檔次和市場要規(guī)范”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路引導(dǎo)下，太陽能產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，如太陽能熱水器、太陽能光伏電池技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。 27 各部分程序功能介紹 27 總體軟件設(shè)計 23 顯示電路設(shè)計 16 傳感檢測電路 5 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 Abstract With the development of solar lighting technology, in recent years the solar street lamp industry is developing rapidly, continues to expand the scale, and with the new energysaving LED lamp, solar LED street lamps have been widely promoted for its good energy saving advantage. This paper introduces the principle of pulse width modulation technology PWM control the brightness of LED, designed a controller of MSP430F149 solar LED street lighting energysaving control system based on. The controller includes hardware circuit design and software design of the hardware circuit, gives the hardware circuit of the controller schematics, design of the peripheral circuit of MCU, LED constant current drive circuit, sensor detection circuit, realtime clock circuit, keyboard an