【文章內(nèi)容簡介】 用照射角度大一些的高亮管 [13]。 蓄電池和太陽能板的選用 該電源給路燈供電 ,該路燈的工作電壓為 24V ,工作電流約 。由于路燈一天要工作 8個小時左右 ,考慮連續(xù)陰天 3天情況下系統(tǒng)的供電 ,后備電源須具有 24h的供電能力 ,且按 80%的放電率計 算 ,則蓄電池的容量如公式（ 1）為 : Qx=(Tx Is)=(24 )/=36(Ah) (1) 式中 : Qx—— 蓄電池容量 。 10 Tx—— 蓄電池放電時間 。 Is—— 設(shè)備工作電流。 應(yīng)選用 24V/36Ah 免維護(hù)蓄電池。 有日照時，要求太陽能板給蓄電池充電，每天有效充電時間 8H,兩天充滿 ,則可計算出太陽能板輸出的功率如式 (2)： P=24Ic =Vg〔 Qx+Qs (D1)〕 /(Tc D) =24Qx/Tc=24*(36+)/16= (2) 式中 : Qx—— 蓄電池容量； D—— 充滿電需要的天數(shù)； Qs—— 日耗蓄電池容量； Vg—— 設(shè)備工作電壓； Tc—— 充電滿電所用時間。 則太陽能板取 24V/70W。 太陽能 LED 燈具的具體技術(shù)指標(biāo)如表 ： 太陽能電池 70W ， 24 V LED發(fā)光源 28只 LED、每只 1 W 工作溫度 40℃ +80℃ 過充保護(hù)電壓 26 V(25C) 過放保護(hù)電壓 22 V 蓄電池 24 V,36Ah 照明時間 天黑后，光控自動啟動電光轉(zhuǎn)換功能，使路燈點(diǎn)亮；在深夜時控（時間點(diǎn)可調(diào)）自動使路燈熄滅；早晨時控（時間點(diǎn)可調(diào)）自動使路燈點(diǎn)亮；天亮后光控自動恢復(fù)到光電轉(zhuǎn)換模式 陰雨天保證時間 保證連續(xù) 3個陰雨天正常工作 表 太陽能 LED 燈具的主要性能指標(biāo) 顯示電路 本電路采用單片機(jī)串口顯示，由 74LS164 作為數(shù)碼管驅(qū)動電路，二極管 DD2和 D3 起降壓、保護(hù)數(shù)碼管作用，數(shù)碼管用四位，前兩位顯示小時內(nèi)容，后兩位 11 顯示分鐘內(nèi)容，電路圖如圖 。 STC12C2051 單片機(jī)的串行口 RXD， TXD 為一個全 abfcgdeDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdpU6A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U 1 0A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U 1 1A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U 1 2A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U 1 3abfcgdeDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdpU7abfcgdeDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdpU8abfcgdeDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdpU9R X DT X DD7D6D5+ 5 V 圖 顯示電路 雙工串行通信口，但工作在方式 0 下可作同步移位寄存器用，其數(shù)據(jù) RXD()端串行輸出或輸入；而同步移位時鐘由 TXD()端串行輸出，在同步時鐘作用下，實(shí)現(xiàn)由串行到并行的數(shù)據(jù)通信。由于 74LS164 在低電平輸出時允許通過的電流達(dá)8mA，故不必添加驅(qū)動電路，亮度也較理想 [14]。 過充、過放控制電路 過充控制，就是在蓄電池處于過充狀態(tài)時斷開充電電路，過放控制電路就是在蓄電池處于過放狀態(tài)時斷開放電電路。過充、過放控制都是為了保護(hù)蓄電池 ,延長蓄電池的使用壽命。過充、過放控制電路如圖 。過充、過放判斷的依據(jù)主要是蓄電池電壓的高低，其工作原理如下： 過充控制電路中將繼電器 J1 的開關(guān)串聯(lián)在充電電路中，當(dāng)白天有太陽光時處D1IN 5 4 0 8D2IN 4 0 0 7L E D 2L E D 1D3IN 4 0 0 7Z D 18 .2 VR11 0 KR22KR31 0 KR41 0 KR61 0 KR5 2 0 K R81 0 KR71 0 KR92KR P 11 5 KR P 21 5 KQ18 0 5 0Q38 0 5 0Q28 0 5 0Q48 0 5 0U 1 AU 1 BR 1 02 0 KR 1 11 0 KR 1 21 0 KR 1 31 0 KF1F U S E 1蓄電池K1太陽能板J2J1K2K3燈過充過放停放保護(hù)+ 2 4 VCOM1COM2停充指示 圖 過充過放控制電路 12 于正常充電狀態(tài)時，由太陽能板吸熱經(jīng)繼電器開關(guān)常閉點(diǎn)向蓄電池充電，當(dāng)蓄電池的電壓高于 26V時，認(rèn)為蓄電池處于過充狀態(tài)， U1A“ ”端電壓高于“ +”端電壓時 U1A 輸出“ ”，低電平，使 Q1截止，同時 Q2導(dǎo)通，繼電器線圈 J1通電，則繼電器常閉點(diǎn)斷開，常開點(diǎn)閉合，充電電路斷開過充指示燈亮，停止向蓄電池充電，達(dá)到過充保護(hù)功能。 過放控制電路中將繼電器 J2 的開關(guān)串聯(lián)在放電電路中，當(dāng)處于正常放電狀態(tài)時，放電電路正常工作。在晚上由蓄電池向負(fù)載供電時，當(dāng)蓄電池的電壓低于 22V時，認(rèn)為蓄電池處于過放狀態(tài)，此時 U1B“ +”端 電壓低于其“ ”端電壓時， U1B輸出“ ”低電平，使 Q3 截止，同時 Q4導(dǎo)通，繼電器線圈 J2 通電，繼電器開關(guān)由常閉點(diǎn)轉(zhuǎn)到常開點(diǎn)，放電電路就斷開，過放指示燈亮停止向負(fù)載供電。達(dá)到過放保護(hù)功能 [15]。 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原理 在設(shè)計中一般使用的計時功能電路有軟件計時，定時器定時，但其缺點(diǎn)是計時有誤差，需要隔一段時間校正一次；另一種就硬件計時，現(xiàn)在流行的串行時鐘電路很多，如 DS130 DS130 PCF8485 等。這些電路的接口簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛地采用 [12]。在設(shè)計中采 用是硬件定時，時鐘芯片 DS1302。 DS1302是 DALLAS 公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路，主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通 晶振。 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。 DS1302 內(nèi)部有 一個 31 8 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力 [16]。 表 DS1302引腳功能 ,圖 ,其中 Vcc1為主電源，VCC2 為后備電源。在一般情況下，由主電源供電，同時主電源向備用電源充電，在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者 13 中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 表 DS1302 的管腳介紹 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng) RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過程中 RST置為低電平，則會終 止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時，在 Vcc≥ 之前， RST必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。圖 、 I/O、 RST 與單片機(jī)連接實(shí)現(xiàn) 1302 的讀寫控制。 c81 0 pc9 1 0 pv c cp 1 .5p 1 .4p 1 .3v c c2x1x2g n dv c c1s cli/or st1 3 0 2 圖 1302 與單片機(jī)的連接圖 存儲器 AT24C02 簡介 存儲器 AT2402的 1， 2， 3腳為空腳， 4腳為接地端， 5腳為數(shù)據(jù)端， 6腳為時鐘端， 7 腳為寫保護(hù)端口， 8 腳為電源端口。其與單片機(jī)的連接如圖 所示： 管腳名稱 功 能 X X2 晶振引腳 RST 復(fù)位 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出 SCLK 寫保護(hù) VCC1 、 VCC2 電源引腳 GND 地 14 圖 24C02 與單片機(jī)連接圖 AT24C02 在本設(shè)計中的作用是掉電存儲器，是為了防止電源突然斷開的時候，用戶的信息不會丟失，存儲當(dāng)前設(shè)定的信息。 AT24C02 是 ATMEL 公司的 2KB 字節(jié)的電可擦除存儲芯片，由于 AT24C02 的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線 SCL（移位脈沖）和 SDA（數(shù)據(jù) /地址）與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。電壓最低可以到 ，額定電流為 1mA，靜態(tài)電流 10uA()，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存相當(dāng) 長的時間，而且采用 8 腳的 DIP 封裝，使用方便。 表 24C02 的管腳介紹 圖中 R1 R19 為上拉電阻，其作用是減少 AT24C02 的靜態(tài)功耗。每當(dāng)設(shè)定一次信息，系統(tǒng)就自動調(diào)用存儲程序，將信息保存在芯片內(nèi)；當(dāng)系統(tǒng)重新上電的時候，自動調(diào)用讀存儲器程 序，將存儲器內(nèi)的信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。 管腳名稱 功 能 A0、 A A2 器件地址選擇 SDA 串行數(shù)據(jù) /地址 SCL 串行時鐘 WP 寫保護(hù) VCC +～ 工作電壓 GND 地 a0a1a2a3v c cwps c ls d a2 0 c 4 25 .1 kR 1 85 .1 kR 1 9V C C P 1 .6P 1 .7 15 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要包括程序初始化、時間設(shè)定子程序、 1302 的讀寫程序、24C02 的讀寫程序、時間比較子程序、按鍵子程序、顯示刷新子程序等共同組成。程序開始要進(jìn)行初始化，調(diào)用 24c02 內(nèi)部存儲的開關(guān)路燈時間點(diǎn)，程序每各一段時間調(diào)一次 1302 中的時間 [17]。通過程序?qū)⒃O(shè)定的時間同系統(tǒng)當(dāng)前時間進(jìn)行比較，設(shè)定的比較間隔為 1 秒一次，當(dāng)時間相同時，則通過程序輸出控制信號，對驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動。系統(tǒng)總體程序流程圖如圖 。 如果想調(diào)整開關(guān)路燈時間點(diǎn)和 1302中的當(dāng)前時間可以通過設(shè)置的按鍵手動進(jìn)行時間的調(diào)節(jié)圖中開關(guān) S S S3 分別為顯示 1302 時間鍵，功能鍵和加一鍵。具體程序流程圖如圖 所示。 16 暗 亮 是 否 是 否 否 否 是 是 保護(hù)現(xiàn)場 選定時器初值 光線亮 暗 是否已開路燈 是否到 關(guān)燈時間 是否到開 路燈 時