【正文】 首先我們?nèi)」ぷ麟妷簽?80V第8章 單片機(jī)控制電路及程序編寫單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。 89V51RD2 簡(jiǎn)介它的主要特點(diǎn)是包含有64 KB的非易失性Flash程序存儲(chǔ)器和1 024字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM存儲(chǔ)器。前者支持并行和串行在系統(tǒng)編程(ISP)，屬低EMI方式(ALE禁能)；具有4個(gè)8位I／O端口，3個(gè)高電流P1端口(每個(gè)I／O端口的電流為16 mA)，可兼容TTL和CMOS邏輯電平。該微控制器性價(jià)比高，可簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)電路，降低系統(tǒng)成本，通過串行接口通訊方式既可完成系統(tǒng)升級(jí)，也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。 X1227S8I簡(jiǎn)介X1227S8I是一款帶有時(shí)鐘、日歷、CPU監(jiān)控電路和兩路查詢報(bào)警的實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)， kHz晶體作為輸入，可精密到秒、分鐘、小時(shí)、日期、星期、月、來顯示時(shí)間，并能自動(dòng)調(diào)整閏年至2096年。X1227S8I還提供一個(gè)備用電源的輸入引腳(VBACK)，該引腳可使器件采用不可充電的電池作為備用電源。X1227S8I具有一個(gè)4 K位的EEPROM陣列，可保存系統(tǒng)配置參數(shù)，并具有安全、保密性。該存儲(chǔ)器在主電源和備用電源全都失效時(shí)不受影響。另外，～ V單電源；其工作溫度范圍為40℃～+85℃；采用小型8引腳SOIC封裝等特點(diǎn)。圖81單片機(jī)定時(shí)控制電路　由于氣體放電燈消耗的功率取決于輸入電壓，根據(jù)高壓鈉燈的工作特性隨電源電壓的變化規(guī)律，當(dāng)工作電壓上升至額定電壓的106％時(shí)，鈉燈的功耗將上升至額定功率的115％；當(dāng)工作電壓上升至額定電壓的110％時(shí)，鈉燈的功耗將上升至額定功率的130％。我們額定功率為250 W的鈉燈，當(dāng)電源電壓上升至額定電壓的108％時(shí)，燈泡的功耗將上至310W，這將造成用電量的大幅度上升。 由于設(shè)計(jì)道路亮度時(shí)已考慮了正常的亮度需要，所以不應(yīng)以降低亮度來節(jié)約電能消耗，但考慮到后半夜車輛人流大為減少，此時(shí)供電電壓因用電負(fù)荷減少而升高，此時(shí)采用降低供電電壓，而適當(dāng)降低光源的光通量也是可行的。假設(shè)后半夜的供電電壓升高10％，此時(shí)再降低供電電壓為額定電壓的90％來運(yùn)行，則光通量減少為額定值的70％，而消耗功率可減少55％。我們?nèi)6574芯片上四腳接下的68K電阻為采樣端，將單片機(jī)定為高峰用電時(shí)期和后半夜時(shí)期（用電大幅度降低的時(shí)候）通過單片機(jī)控制9013三極管輸出信號(hào)脈沖調(diào)節(jié)68K電阻電阻值的大小然后發(fā)送到L6574芯片上來調(diào)節(jié)電壓的大小。9013是一個(gè)放大三極管，它屬于NPN的管子，集電極發(fā)射極電壓最小值25V集電極基電壓最小值 45V射極基極電壓最小值 5V集電極電流 耗散功率 結(jié)溫 150℃特怔頻率 最小 150MHZ它的作用是將L6574芯片發(fā)出的電壓通過9013的發(fā)射極傳送電壓值到單片機(jī)上由單片機(jī)控制電壓值。圖82 9013三極管引腳圖路燈照明節(jié)能的基本原則應(yīng)以保證不降低場(chǎng)所的視覺要求為原則，在保證亮度標(biāo)準(zhǔn)和照明質(zhì)量的前提下，依據(jù)路燈電壓與功率的非線性關(guān)系，力求減少照明系統(tǒng)中的能量損失，最有效地利用電能。系統(tǒng)采用降壓調(diào)功節(jié)電，即利用時(shí)控自動(dòng)投切及跟壓調(diào)功等技術(shù)，自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)電壓，自動(dòng)調(diào)節(jié)照明功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具自動(dòng)、準(zhǔn)確地開關(guān)及電壓和照度輸出的智能化模糊調(diào)節(jié)。智能化地調(diào)整路燈的實(shí)際供電電源，使輸出電壓相對(duì)穩(wěn)定，保證燈具的輸入功率與實(shí)際照度要求達(dá)到最佳匹配，從而實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)電，使其節(jié)電率達(dá)15％～38％，且延長(zhǎng)了燈具的使用壽命。例如；每晚23點(diǎn)后進(jìn)入節(jié)能模式一直到第二天早上6：30路燈熄滅前，通過單片機(jī)控制L6574實(shí)現(xiàn)鈉燈降壓10%，而功率則降低了30%，且發(fā)光量并無多大變化，如株洲市全部采用該型智能鈉燈，每只燈每天節(jié)能電量為：（250w）=（kw）設(shè)全市該型路燈共5萬個(gè)，則全年使用該型鈉燈至少可節(jié)電:50000365=2044000KW如推廣到全國(guó)其節(jié)能效應(yīng)則更顯著，如此可見研究節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器的意義十分重要。我們首先采用X1227S8I型號(hào)芯片進(jìn)行定時(shí)。將高峰用電時(shí)間設(shè)定為夜燈時(shí)間（定為19點(diǎn)）T1，然后將用電低谷期設(shè)定為半夜燈時(shí)間（定為24點(diǎn)）T2。圖83單片機(jī)流程圖我們通常采用L7812與L7805三端穩(wěn)壓管給單片機(jī)供電，為了單片機(jī)設(shè)定時(shí)間更為準(zhǔn)確，能確保單片機(jī)不斷電的情況下，我們又采用了5V干電池供單片機(jī)電源。三端穩(wěn)壓：L7805，L7812 三端固定輸出電壓式穩(wěn)壓電源L78系列運(yùn)用其器件內(nèi)部電路來實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù)，這使它的性能很穩(wěn)定。能夠?qū)崿F(xiàn)1A以上的輸出電流，器件具有良好的溫度系數(shù)。本產(chǎn)品有多種電壓輸出值5V~24V， 可以運(yùn)用本地調(diào)節(jié)來消除噪聲影響，解決了與單點(diǎn)調(diào)節(jié)相關(guān)的分散問題。輸出電壓誤差精度分為177。3%和177。5%。L78系列在降壓電路中應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 輸入輸出壓差不能太大,太大則轉(zhuǎn)換效率急速降低，而且容易擊穿損壞； 輸出電流不能太大， 是其極限值。大電流的輸出，散熱片的尺寸要足夠大，否則會(huì)導(dǎo)致高溫保護(hù)或熱擊穿； 輸入輸出壓差也不能太小,大小效率很差。 L7812主要特點(diǎn)是穩(wěn)壓，他的作用是將輸出的電壓值轉(zhuǎn)換為12V電壓。L7805主要特點(diǎn)是穩(wěn)壓，它的作用是將輸出的12V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓給單片機(jī)供電。圖84 L7812與L7805的連接電路圖 圖85L7812與L7805的引腳圖設(shè)計(jì)心得這次論文制作是在緊張而艱辛的時(shí)光中完成的。這次論文是對(duì)我的一次考驗(yàn)，同時(shí)也是對(duì)大學(xué)3年所學(xué)知識(shí)的檢閱。查資料時(shí)用到了曾經(jīng)學(xué)過很多知識(shí)點(diǎn)；設(shè)計(jì)時(shí)想起了曾經(jīng)忘卻的電子學(xué)，分析電子知識(shí)；論文寫作時(shí)又重新打開了《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》中的Word ,Excel的使用等。在實(shí)驗(yàn)及寫作論文的過程中，我學(xué)到了很多新的知識(shí)其中包括對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、環(huán)境、人文等的認(rèn)識(shí)，同時(shí)增強(qiáng)了我獨(dú)立完成工作的能力，出現(xiàn)疑問時(shí)只能自己查資料認(rèn)真鉆研解決或求教指導(dǎo)教師；論文的完成同樣增強(qiáng)了我獲取信息、處理信息的能力，提高了我獨(dú)立策劃，獨(dú)立思考的能力，還有增強(qiáng)了我將來走向社會(huì)的自信心?；叵脒@次設(shè)計(jì)和論文寫作過程，發(fā)現(xiàn)每一個(gè)過程都充滿了回憶。導(dǎo)師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，至今我仍歷歷在目；平時(shí)自以為知識(shí)較扎實(shí)，但寫論文和查資料時(shí)真正體會(huì)到“書到用時(shí)方恨少”。通過幾十天的設(shè)計(jì)查找讓我深深地明白處理學(xué)術(shù)問題不是一件簡(jiǎn)單的事，每一項(xiàng)成果的產(chǎn)生，是需要數(shù)十次甚至上千次的思考。在論文創(chuàng)作的過程中也暴露我的主要優(yōu)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)是作風(fēng)有點(diǎn)懶散、缺乏耐心。當(dāng)實(shí)驗(yàn)幾十天都是重復(fù)的勞動(dòng)時(shí)，還有查找英文資料時(shí)，曾用了整整兩個(gè)星期，跑了好幾個(gè)圖書館，我會(huì)常常因此感到厭倦。優(yōu)點(diǎn)是喜歡開動(dòng)腦筋，盡管實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，但我在某些方面改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)和處理方法，從而縮短了工作量?？傊?，本論文創(chuàng)作給我提供了一次難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。面對(duì)缺點(diǎn)，我會(huì)在以后的工作中逐一改正。對(duì)于優(yōu)點(diǎn)，我會(huì)繼續(xù)發(fā)揚(yáng)。致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)與制作是在嚴(yán)俊文老師的精心指導(dǎo)下，通過同組成員的共同討論、交流下才順利完成的。在課題的研究設(shè)計(jì)和論文的撰寫過程中，老師都給予了我們?cè)S多無私的幫助和關(guān)懷，花費(fèi)了大量的心血，才能使我順利完成各項(xiàng)工作。在此，向恩師謹(jǐn)致我最崇高的敬意和最誠(chéng)摯的謝意！老師對(duì)我在學(xué)習(xí)上的嚴(yán)格要求和教誨，對(duì)學(xué)生的負(fù)責(zé)，使我受益非淺，這些必將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)、工作和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在此，向劉郁文老師謹(jǐn)致我最崇高的敬意和最誠(chéng)摯的謝意！同組同學(xué)在設(shè)計(jì)過程中也給與了很大的幫助,可以說沒有他們的幫助,這次的設(shè)計(jì)我是很難完成的。在此,向他們表示感謝!然后還要感謝大學(xué)三年來所有的老師，為我們打下電力電子專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。最后感謝湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院對(duì)我的大力栽培。參考文獻(xiàn)[1] 陽(yáng)昌漢主編，高頻電子線路，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001[2] 吳立新主編，實(shí)用電子技術(shù)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002[3] 林濤主編， 電力電子基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社，2006[4] 趙世平主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，中國(guó)電力出版社，2004[5] 顧海洲主編，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，清華大學(xué)出版社，2004[6] 何小艇主編，單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社，2001[7] 吳少軍主編，實(shí)用低功耗設(shè)計(jì)原理、器件、與應(yīng)用，人民郵電出版社，2003[8] [9] [10][11][12][13][14]附 錄元件清單表序號(hào)標(biāo)號(hào)元件各稱型號(hào)或數(shù)值數(shù)量備注1L6562功率因素校正芯片L656212L6574高頻逆變芯片L657413L7805三端穩(wěn)壓管L780514L7812三端穩(wěn)壓管L7812159013三極管901316P89V51RD2單片機(jī)P89V51RD217X12278SI時(shí)鐘芯片X12278SI18Lamp高壓鈉燈250W19Q1 Q2 Q3Mos管IRF840310C2電容220nf/220V111C7電容22uf/450V112D1升壓二極管26C113R6電阻10K114R10R11電阻750K415R2電阻8K116R9 R8 R32電阻1K117R24電阻6．8k1智能型高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器總電路圖