【文章內(nèi)容簡介】 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根據(jù)道路的寬度、燈具的間距，道路的照度標準確定。燈具一般是指用于安裝照明光源的部分，也就是通常所說的燈頭；燈桿分為變徑桿、錐形桿、組合桿等多種形式，并通過挑臂與燈具連接。一般的燈桿、燈具都可作為太陽能燈的選擇對象。如果采用在燈桿上直接安裝太陽能電池組件的方案，需根據(jù)太陽能電池組件面積加工制作太陽能電池組件的支架，同時考慮燈桿的抗風強度問題。燈具和燈桿的選擇面較寬，一般滿足實用、美觀的要求即可。 線纜和連接緊固輔件線纜用于連接太陽能電池板、蓄電池、充放電控制器、光源等器件。線纜的線徑標準隨系統(tǒng)配置需要確定，線纜的長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。 控制模塊電路設計此電路采用AT89C52芯片對整個系統(tǒng)進行控制，AT89C52為8位通用微處理器，采用工業(yè)標準的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，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主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，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號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）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。VCC(40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。P0P3為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設計中，P0端口（3239腳）被定義為N1功能控制端口，分別與N1的相應功能管腳相連接，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腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU的相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。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位漏極開路型雙向I/O口，即地址/數(shù)據(jù)總線是復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8個TTL邏輯門電路，對端口P0寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 (2)P1口：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。與AT89C51不同之處是，（）和輸入（）。(3)P2口：P2口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。(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口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，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閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。(5)RST:復位輸入。工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。(6)ALE/PROG:當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時,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仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖，對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（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，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE禁止位無效。(7)PSEN:程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。(8)EA/VPP:外部訪問允許。欲使CPU訪問外部程序存儲器（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，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當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)壓器只有三個引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價格低廉等優(yōu)點，因而得到廣泛應用[1]。由圖32所示，由于該系統(tǒng)需要穩(wěn)定的5V電源，因此設計時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個引腳，其內(nèi)部設有過流保護、過熱保護及調(diào)整管安全保護電路，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，它具有實現(xiàn)密封鉛酸蓄電池最佳充電所需的全部控制和檢測功能。更重要的是它能使充電器各種轉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)都能達到最佳充電狀態(tài)。由圖33所示，當20V輸入電壓加入后，Q1導通，開始恒流充電，充電電流為500mA，電池電壓逐漸升高。當電池電壓達到過充電壓的95%（）時，電池轉入過充電狀態(tài)，充電電壓維持在過充電電壓，充電電流開始下降。當充電電流降到過充電終止電流時，UC3906充電芯片的10腳輸出高電平，比較器LM339輸出低電平，蓄電池自動轉入浮充狀態(tài)。同時充足電指示燈發(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電，在外加電場的作用下作漂移運動，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負極，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，可用于檢測可見光。光敏電阻器是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。通常，光敏電阻器都制成薄片結構，以便吸收更多的光能。當它受到光的照射時，半導體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子空穴對，參與導電，使電路中電流增強。ADC0808芯片的工作過程是先送通道號地址到ADDA、ADDB、ADDC，由ALE信號鎖存通道號地址，后讓START有效，啟動A/D轉換，產(chǎn)生信號，使ALE、START有效，鎖存通道號并啟動A/D轉換。A/D轉換完畢，EOC端發(fā)出一正脈沖，申請中斷。中斷服務程序中，產(chǎn)生信號，使OE端有效，打開輸出鎖存器三態(tài)門，8位數(shù)據(jù)便讀入到單片機中。由圖34所示，該部分電路是通過AT89C52里面的模擬信號比較器，RP為光敏電阻，其電阻值隨著光線的增強而減少，當照度較小P11口的電位小于P10口的電位，P36口輸出高電平。可變電阻RP的阻值可調(diào)整照度的控制閾值，送入ADC0808經(jīng)過IN1腳輸出進行模數(shù)轉換，讓AT89C52進行控制。圖34 光敏電阻接收電路 標準時鐘電路該電路由時鐘芯片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)生原始的時鐘頻率，這個頻率經(jīng)過頻率發(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。這種晶體有一個很重要的特性，如果給它通電，它就會產(chǎn)生機械振蕩，反之，如果給它機械力，它又會產(chǎn)生電，這種特性叫機電效應。他們有一個很重要的特點，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關。由于石英晶體化學性能非常穩(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，其諧振頻率也很準確。根據(jù)石英晶體的機電效應，我們可以把它等效為一個電磁振蕩回路，即諧振回路。他們的機電效應是機電機電的不斷轉換，由電感和電容組成的諧振回路是電場磁場的不斷轉換。在電路中的應用實際上是把它當作一個高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，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，設計采用DS1302作為實時時鐘芯片，配備備用電源保證時間準確。圖35 標準時鐘電路 按鍵可調(diào)電路由圖36所示，由于本系統(tǒng)設置功能部分要求比較簡單，所以采用獨立式按鈕調(diào)節(jié)。獨立式鍵盤的按鍵相互獨立，每個按鍵接一根I/O口線，一根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它I/O口線的工作狀態(tài)。因此，通過檢測I/O口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤上哪個鍵被按下。第一個按鍵為調(diào)整時間位，可以通過改按鍵調(diào)整時、分、秒的切換；第二個按鍵為增加時間位；第三個按鍵為減少時間位。圖36 按鍵可調(diào)電路 LED路燈驅動電路LED路燈驅動簡單的來講就是給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,好的驅動電路還能隨時保護LED路燈，避免LED路燈被損壞。LED驅動通常分為三種方式，鎮(zhèn)流電阻驅動，恒壓驅動，恒流驅動[4]。由于大功率LED路燈是低電壓、大電流的驅動器件，當LED路燈電壓變化很少時，電流變化很大。LED路燈發(fā)光的強度由流過LED的電流決定，電流過強會引起LED路燈的衰減，電流過弱會影響LED路燈的發(fā)光強度，因此LED路燈的驅動需要提供恒流電源，以保證大功率LED路燈使用的安全性，同時達到理想的發(fā)光強度。如果采用恒壓方式驅動，LED路燈正向電壓的任何變化都會導致LED電流的變化。由溫度或電壓變化引起的特定壓變，導致正向電流降低，正向電壓變化11％會導致更大的正向電流變化達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動IC[7]。驅動芯片可以選擇PT4115恒流驅動芯片，PT4115是一款連續(xù)電感電流導通模式的降壓恒流源，適合綠色照明LED燈的驅動電路。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，可滿足驅動點亮17個串聯(lián)的大功率LED