【導讀】所學知識完成太陽能路燈控制系統(tǒng)的設計，提高學生分析問題，解決問題的能力。2．要求采用軟、硬件結(jié)合的方式完成系統(tǒng)硬件電路的設計；畢業(yè)論文要求1．論文撰寫要求格式規(guī)范，設計思路清晰，條理清楚；2．外文翻譯要求翻譯語句通順流暢，用詞恰當；2020年1月10日--3月15日：查資料，調(diào)研，確定方案，并按時在系統(tǒng)中提交開題報告。編程，完成硬件電路的軟件仿真；在系統(tǒng)中提交外文翻譯；完成中期檢查報告。2020年6月1日--6月15日：畢業(yè)設計答辯。源，以其壽命長、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保等被公認為是一種節(jié)能環(huán)保的重要途徑。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。

　　

【正文】 路主要是由太陽能電池板、蓄電池、單片機、充放電管理模塊、繼電器、LED 燈具等組成，單片機控制輸出太陽能電池板采集到的電壓，來檢測明暗程度，從而確定蓄電池是應該給 LED 路燈供電還是需要充電。硬件電路如圖 所示。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 20 頁 共 40 頁 圖 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。 此時，設置的白天與傍晚的電壓臨界值是 4V，通過對比就可以分析出外界環(huán)境是處于白天還是晚上了；右邊是一個蓄電池以及充電、放電管理模塊。白天時，采集到的電壓值一般會高于 4V，此時繼電器斷開， LED路燈 不亮，太陽能電池板給蓄電池充電，晚上時，采集到的電壓值一般小于 4V，此時繼電器閉合，蓄電池給 LED 路燈供電，蓄電池自身停止充電。 系統(tǒng)硬件電路的調(diào)試 開始調(diào)試之前應該注意一下幾點： （ 1）檢查電源是否完好。 （ 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。 (3) 如果使用 P0口做 I/O 口，則要在 P0 口接上拉電阻。 （ 4）編輯一個簡單程序，上電運行，檢查單片機是否正常工作，復位電路是否正確。 在調(diào)試硬件電路時，首先調(diào)試的是蓄電池充電管理模塊，主要是調(diào)節(jié)滑變的阻值，使輸出電壓與蓄電池飽和電壓相當，大概 。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。造成這個情況的主要原因是單片機 I/O口默認輸出狀態(tài)為高電平，所以一上電就會驅(qū)動繼電器，不斷的發(fā)生錯誤指令。 后 來在連續(xù)幾次的調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)繼電器在正常工作中連續(xù)跳動，導致無法正常給LED 路燈持續(xù)供電，最后發(fā)現(xiàn)是蓄電池在放電時的電壓不穩(wěn)定呢，出現(xiàn)陡降復升的現(xiàn)象。后來我們在蓄電池兩端并聯(lián)了一個大電容就解決了這個問題。硬件的調(diào)試圖如圖 。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 21 頁 共 40 頁 圖 傍晚硬件電路的調(diào)試 上圖 ，也就是傍晚采集到的模電電壓值經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓后約為 ，小于我們反復測試的白天與傍晚的臨界值 4V。所以繼電器的開關(guān)閉合，此時蓄電池就會持續(xù)給 LED路燈供電，達到照亮的效果。 圖 白天硬件電路的調(diào)試 上面兩個圖說明了太陽能電池板此時檢測到的光線強度較強，也就是白天采集到的模電電壓值經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器后的值約為 ，大于我們測試的白天與傍晚電壓的臨界值 4V。此時，繼電器的開關(guān)斷開， LED 路燈不亮，太陽能電池板經(jīng)過充電管理模塊給蓄電池進行充電，充電管理模塊的充電指示燈亮。 設計中遇到的問題及解決結(jié)果 在硬件電路的設計過程中，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，此時蓄電池應該停止充電，給 LED路燈供電，繼電器的開關(guān)應該閉合。然而繼電器的開關(guān) 總是在導通和閉合之間來回波動，形成很大的聲響，造成 LED路燈不能正常照亮。后來解決的方法是：將電壓的臨界值調(diào)高至 4V，讓模擬的白天和夜晚的電壓值差距變大，就可以恢復正常了。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 22 頁 共 40 頁 本次設計的是基于單片機的太陽能路燈控制系統(tǒng)，通過太陽能電池板采集到的電壓值將其傳送給單片機進行分析和處理，然后與我們所設定的臨界值相比較，從而通過充電管理系統(tǒng)內(nèi)部的功能來控制蓄電池的充電和放電，同時也給繼電器一個動作命令來判斷開和關(guān)，進一步控制路燈的亮滅。 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。 并且實現(xiàn)了系統(tǒng)的智能化控制。通過這次的畢業(yè)設計，從軟件部分的設計上來說，提高了我的分析能力，并且讓我學會了使用畫圖工具，能夠很快的畫出所需要的電路圖。 軟件設計要根據(jù)硬件電路的功能來編寫。通過 Keil 來完成程序的編程與測試。具體 完成了整體電路的仿真，同時也對 LCD160 A/D083按鍵電路等和單片機相連的每個小模塊進行了分析和測試，確保電路是通暢的。從設計 硬件電路部分上來說，主要完成 了硬件電路的搭建，焊接，調(diào)試硬件電路，完成了整體的硬件實物。 在對太陽能路燈控制系統(tǒng)的設計過程中，我也遇到了很多的問題，也是在一點點的調(diào)試過程中逐漸完善的。同時，此次設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。 在后續(xù)的時間里，我希望可以通過時間控制和光控制相結(jié)合的方法來繼續(xù)這個設計課題并且完善它。這兩個相結(jié)合的控制方法可以更精確的判斷時間的早晚，尤其是在陰雨天也可以得到很好的控制，不至于造成路燈的不正常工作和資源的浪費。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 23 頁 共 40 頁 致謝 我這次 的設計能順利完成，得益于老師和同學的指導和幫助，在這里，我對他們的熱心表示誠摯的謝意。 衷心的感謝我的指導老師薛老師在這幾個月來的指導與督促，從畢業(yè)設計題目的選定，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和無私的幫助，讓我也學到了很多知識。 同時也要感謝我的同學們對我的幫助，讓我從原來對單片機一無所知到對單片機有所了解再到現(xiàn)在的會用 C語言在 keil軟件上編寫程序，讓我對硬件電路的設計從原來懼怕到現(xiàn)在從容查資料，設計電路，搭建電路，焊接電路，調(diào)試電路。真的學到了很多。 時間過的 很快，我即將揮別美麗的學校、可親的老師、一起有過歡笑淚水的同學，還有充實美好的四年大學生活，雖然依依不舍，但是對未來的路，我充滿了信心。最后，感謝在大學期間認識的所有人，有你們伴隨，我的大學生活才更加豐富多彩！ 致謝人 : 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 24 頁 共 40 頁 參考文獻 [1]黃海宏，黃長杰，王海欣著 太陽能控制器設計 [J]. 電子技術(shù)應用， 2020. [2]王為青 . 單片機 KEIL CX51 應用開發(fā)技術(shù) [M].北京：人民郵電出版社， 20202. [3]馮垛生 .太陽能發(fā)電技術(shù)與應用 .北京：人民郵電出版社， 2020,160166 [4]王君一，徐仁學 .太陽能利用技術(shù) .北京：金盾出版社， 2020,1635 [5]熊紹珍，朱美芳 .太陽能電池基礎與應用 .北京：科學出版社， 2020. [6]楊恒 . LED 照明驅(qū)動器設計步驟詳解 .北京：中國電力出版社， 2020. [7]沙占友，王彥朋等 .開關(guān)電源設計入門與實例解析 .北京 :中國電力出版社， 2020. [8]沈輝 ,曾祖勤 . 太陽能光伏發(fā)電技術(shù) [M] .北京 :化學工業(yè)出版社 。2020. [9]羅曉曙 ,閉金杰 ,楊日星 ,張露 . AVR 單片機的太陽能電池控制器設計 [J].現(xiàn)代電子術(shù) ,2020(10). [10]李朝青 . 單片機原理及接口技術(shù) [M]. 北京航空航天大學出版社， 2020， (05) [11]胡漢才．單片機原理及其借口技術(shù) [M]．清華大學出版社， 1996年 35123 [12]陳愛弟． Protel99se 實用培訓教程 [M]．人民郵電出版社， 2020年 5976 [13]譚浩強 .C 程序設計 [M].北京：清華大學出版社， 2020. [14]Brian W. C Programming Language. Prentice Hall PTR,1988 1733 [15]Janice Microcontroller and Embedded Systems. Prentice Hall,1999 (02) [16] Zhao Jian,Wu Shunwei. The Design of Temperature and Humidity Measurement System Based on SinglechipMicroputer[J]. Electronic Technology,2020， 9(1)： 3941. 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 25 頁 共 40 頁 附錄 A 英文文獻原文 Solar LED street lamp controller design based on SCM Ruixia Jia, Lijuan Wang， Shuangyi Yang， and Guitao Du Zhengzhou Huaxin College, Henan 451150, China. , , , Keywords: SCM, solar, LED street lamp, controller. Abstract:This paper introduces a solar controller based on SCM, system uses STC15F2K61S2 microcontroller as the core device of the control circuit. This design uses PWM (pulse widthmodulation) control technology and MOSFET tube is opened and closed to control the battery charging and discharging. The experimental results show that, the controller performance is reliable,can monitor the state of implementation of solar battery and storage battery, battery charge and discharge control optimal, to prolong the service life of the battery to. 1 Introduction Due to the global energy crisis, world wide attention and research use of renewable energy. Solar energy as an emerging green energy, with its inexhaustible, pollution, etc., are the rapid popularization and application. Solar street without someone in their management and control ,without having to install a onetime investment in future electricity costs , without having to set up transmission lines or trenching laying cables can be easily installed in the plaza , schools, parks ,and not easy to set up transmission lines and many other places advantages more and more attention . Solar LED lights are today39。s society strongly advocated the use of green energy products. Solar LED street light system core is the controller. The controller on the market currently widespread utilization of solar energy is not high, versatility poor, short life, severe damage to the battery and other issues . To this end, this paper designed a can effectively solv