【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能輸出最大功率，使照明系統(tǒng)具有很高的效率。 燈桿及燈具外殼燈桿的高度應(yīng)根據(jù)道路的寬度、燈具的間距，道路的照度標(biāo)準(zhǔn)確定。燈具一般是指用于安裝照明光源的部分，也就是通常所說(shuō)的燈頭；燈桿分為變徑桿、錐形桿、組合桿等多種形式，并通過(guò)挑臂與燈具連接。一般的燈桿、燈具都可作為太陽(yáng)能燈的選擇對(duì)象。如果采用在燈桿上直接安裝太陽(yáng)能電池組件的方案，需根據(jù)太陽(yáng)能電池組件面積加工制作太陽(yáng)能電池組件的支架，同時(shí)考慮燈桿的抗風(fēng)強(qiáng)度問(wèn)題。燈具和燈桿的選擇面較寬，一般滿足實(shí)用、美觀的要求即可。 線纜和連接緊固輔件線纜用于連接太陽(yáng)能電池板、蓄電池、充放電控制器、光源等器件。線纜的線徑標(biāo)準(zhǔn)隨系統(tǒng)配置需要確定，線纜的長(zhǎng)度隨燈桿高度和器件安裝位置確定。連接緊固輔件用于固定各器件連線的輸入、輸出端子，固定燈桿及燈具。 控制模塊電路設(shè)計(jì)此電路采用AT89C52芯片對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，AT89C52為8位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的M51系列相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz晶振。RST/Vpd（9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC(40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0P3為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0端口（3239腳）被定義為N1功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13腳定義為IR輸入端，10腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12腳、27腳及28腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。AT89C52的芯片管腳圖如圖31所示，其中P0口控制數(shù)碼管的7段的亮暗情況，P1口控制光敏電阻接收電路，P2口控制選擇數(shù)碼管的位數(shù)，P3口用于按鍵輸入的控制和路燈照明電路。圖31 AT89C52芯片管腳圖(1)P0口：P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，即地址/數(shù)據(jù)總線是復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路，對(duì)端口P0寫(xiě)“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 (2)P1口：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與AT89C51不同之處是，（）和輸入（）。(3)P2口：P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口P2寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。(4)P3口:P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)P3口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能,P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。(5)RST:復(fù)位輸入。工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。(6)ALE/PROG:當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖，對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無(wú)效。(7)PSEN:程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。(8)EA/VPP:外部訪問(wèn)允許。欲使CPU訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是:加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。(9)XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。(10)XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 電源穩(wěn)壓電路三端穩(wěn)壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器，其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用[1]。由圖32所示，由于該系統(tǒng)需要穩(wěn)定的5V電源，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須采用能滿足電壓、電流和穩(wěn)定性要求的電源。該電源采用三端集成穩(wěn)壓器LM7805。它僅有輸人端、輸出端及公共端3個(gè)引腳，其內(nèi)部設(shè)有過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)及調(diào)整管安全保護(hù)電路，由于所需外接元件少，使用方便、可靠，因此可作為穩(wěn)壓電源。圖32 電源穩(wěn)壓電路 UC3906充電電路UC3906作為密封鉛酸蓄電池充電專用芯片，它具有實(shí)現(xiàn)密封鉛酸蓄電池最佳充電所需的全部控制和檢測(cè)功能。更重要的是它能使充電器各種轉(zhuǎn)換電壓隨電池電壓溫度系數(shù)的變化而變化，從而使密封鉛酸蓄電池在很寬的溫度范圍內(nèi)都能達(dá)到最佳充電狀態(tài)。由圖33所示，當(dāng)20V輸入電壓加入后，Q1導(dǎo)通，開(kāi)始恒流充電，充電電流為500mA，電池電壓逐漸升高。當(dāng)電池電壓達(dá)到過(guò)充電壓的95%（）時(shí)，電池轉(zhuǎn)入過(guò)充電狀態(tài)，充電電壓維持在過(guò)充電電壓，充電電流開(kāi)始下降。當(dāng)充電電流降到過(guò)充電終止電流時(shí)，UC3906充電芯片的10腳輸出高電平，比較器LM339輸出低電平，蓄電池自動(dòng)轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)。同時(shí)充足電指示燈發(fā)光，指示蓄電池已充足電。圖33 UC3906充電電路 光敏電阻接收電路光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻的阻值迅速下降。光敏電阻的特性是在特定光的照射下，其阻值迅速減小，可用于檢測(cè)可見(jiàn)光。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子空穴對(duì)，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。ADC0808芯片的工作過(guò)程是先送通道號(hào)地址到ADDA、ADDB、ADDC，由ALE信號(hào)鎖存通道號(hào)地址，后讓START有效，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生信號(hào)，使ALE、START有效，鎖存通道號(hào)并啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換完畢，EOC端發(fā)出一正脈沖，申請(qǐng)中斷。中斷服務(wù)程序中，產(chǎn)生信號(hào)，使OE端有效，打開(kāi)輸出鎖存器三態(tài)門(mén)，8位數(shù)據(jù)便讀入到單片機(jī)中。由圖34所示，該部分電路是通過(guò)AT89C52里面的模擬信號(hào)比較器，RP為光敏電阻，其電阻值隨著光線的增強(qiáng)而減少，當(dāng)照度較小P11口的電位小于P10口的電位，P36口輸出高電平?？勺冸娮鑂P的阻值可調(diào)整照度的控制閾值，送入ADC0808經(jīng)過(guò)IN1腳輸出進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，讓AT89C52進(jìn)行控制。圖34 光敏電阻接收電路 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘電路該電路由時(shí)鐘芯片DS1302和晶振組成，并由AT89C52芯片控制。晶振全稱為晶體振蕩器，其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率，這個(gè)頻率經(jīng)過(guò)頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機(jī)電器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個(gè)很重要的特性，如果給它通電，它就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振蕩，反之，如果給它機(jī)械力，它又會(huì)產(chǎn)生電，這種特性叫機(jī)電效應(yīng)。他們有一個(gè)很重要的特點(diǎn)，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關(guān)。由于石英晶體化學(xué)性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)非常小，其振蕩頻率也非常穩(wěn)定，由于控制幾何尺寸可以做到很精密，因此，其諧振頻率也很準(zhǔn)確。根據(jù)石英晶體的機(jī)電效應(yīng)，我們可以把它等效為一個(gè)電磁振蕩回路，即諧振回路。他們的機(jī)電效應(yīng)是機(jī)電機(jī)電的不斷轉(zhuǎn)換，由電感和電容組成的諧振回路是電場(chǎng)磁場(chǎng)的不斷轉(zhuǎn)換。在電路中的應(yīng)用實(shí)際上是把它當(dāng)作一個(gè)高Q值的電磁諧振回路。由于石英晶體的損耗非常小，即Q值非常高，做振蕩器用時(shí)，可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩，作濾波器用,可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線。由圖35所示，設(shè)計(jì)采用DS1302作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，配備備用電源保證時(shí)間準(zhǔn)確。圖35 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘電路 按鍵可調(diào)電路由圖36所示，由于本系統(tǒng)設(shè)置功能部分要求比較簡(jiǎn)單，所以采用獨(dú)立式按鈕調(diào)節(jié)。獨(dú)立式鍵盤(pán)的按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵接一根I/O口線，一根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其它I/O口線的工作狀態(tài)。因此，通過(guò)檢測(cè)I/O口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤(pán)上哪個(gè)鍵被按下。第一個(gè)按鍵為調(diào)整時(shí)間位，可以通過(guò)改按鍵調(diào)整時(shí)、分、秒的切換；第二個(gè)按鍵為增加時(shí)間位；第三個(gè)按鍵為減少時(shí)間位。圖36 按鍵可調(diào)電路 LED路燈驅(qū)動(dòng)電路LED路燈驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單的來(lái)講就是給LED路燈提供正常工作條件(包括電壓,電流等條件)的一種電路,也是LED路燈能工作的必不可少條件,好的驅(qū)動(dòng)電路還能隨時(shí)保護(hù)LED路燈，避免LED路燈被損壞。LED驅(qū)動(dòng)通常分為三種方式，鎮(zhèn)流電阻驅(qū)動(dòng)，恒壓驅(qū)動(dòng)，恒流驅(qū)動(dòng)[4]。由于大功率LED路燈是低電壓、大電流的驅(qū)動(dòng)器件，當(dāng)LED路燈電壓變化很少時(shí)，電流變化很大。LED路燈發(fā)光的強(qiáng)度由流過(guò)LED的電流決定，電流過(guò)強(qiáng)會(huì)引起LED路燈的衰減，電流過(guò)弱會(huì)影響LED路燈的發(fā)光強(qiáng)度，因此LED路燈的驅(qū)動(dòng)需要提供恒流電源，以保證大功率LED路燈使用的安全性，同時(shí)達(dá)到理想的發(fā)光強(qiáng)度。如果采用恒壓方式驅(qū)動(dòng)，LED路燈正向電壓的任何變化都會(huì)導(dǎo)致LED電流的變化。由溫度或電壓變化引起的特定壓變，導(dǎo)致正向電流降低，正向電壓變化11％會(huì)導(dǎo)致更大的正向電流變化達(dá)30％。電流的變化較大，使LED路燈的亮度不能恒定。所以一般都選擇恒流驅(qū)動(dòng)IC[7]。驅(qū)動(dòng)芯片可以選擇PT4115恒流驅(qū)動(dòng)芯片，PT4115是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源，適合綠色照明LED燈的驅(qū)動(dòng)電路。它具有較寬的直流8V到30V輸入電壓范圍,擊穿電壓大于45V，輸出2001200mA恒定直流，可滿足驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮17個(gè)串聯(lián)的大功率LED