【正文】 2） LED 自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)設(shè)計 LED 的亮度與正向流過它的電流成正比 ， 可以調(diào)節(jié)正向電。 雙斜率 / 單斜率 ： 一個 PWM 從 0 計數(shù)到 80，之后又從 0 計數(shù)到 80?? ， 這個就是單斜率 ； 一個 PWM 從 0 計數(shù)到 80，之后是從 80 計數(shù)到 0?? ， 這個就是雙斜率。 分辨率 ： 就是占空比最小能達到多少，如 8 位的 PWM，理論的分辨率就是 1：255(單斜率 )， 16 位的的 PWM， 理論的分辨率就是 1： 65535(單斜率 )。 PWM 調(diào)光程序 1) PWM 相關(guān)概念 占空比：就是輸出的 PWM 中，高電平保持的時間與該 PWM 的時鐘周期的時間 之比 。 LED 亮度檢測程序 LED 亮度檢測用來檢測路燈工作電流，從而得知目前燈的亮度，電路圖中 RR5 為電流檢測電阻。 亮度 檢測程序 亮 度檢測用來檢測目前環(huán)境光的亮度， 亮度檢測器一直 運行 于工作 狀態(tài)，向單片機提供亮度信息，根據(jù)程序設(shè)定，當(dāng)檢測到是白天時，單片機對應(yīng)引腳電平不發(fā)生改變，當(dāng)檢測到是晚上時， 單片機對應(yīng)引腳電平發(fā)生改變，然后 讀取時鐘信息， 判斷此刻的時間段，根據(jù)時間段進行亮度自適應(yīng)節(jié)能控制。各部分程序的功能下邊將做進一步介紹。因日照時間長短和季節(jié)的變化息息相關(guān)，系統(tǒng)會對時間進行初期判斷，設(shè)定負載的相應(yīng)工作模式。 系統(tǒng) 軟件 設(shè)計 總體軟件設(shè)計 由控制器系統(tǒng)所實現(xiàn)功能，系統(tǒng)軟件做了如下思路設(shè)計：由系統(tǒng)實時時鐘芯片判控制主程序 熱釋電紅外檢測程序 照度檢測程序 LED亮度檢測程序 PWM調(diào)光程序 鍵盤顯示程序 圖 41 軟件總體框圖 實時時鐘控制程序 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 28 斷此時的季節(jié)并裝載相關(guān)的季節(jié)參數(shù)，并對時間進行判定，按時間來裝載相應(yīng)的時間參數(shù)。它為用戶提供一個易學(xué)和具有最大量代碼繼承能力的開發(fā)環(huán)境，以及對大多數(shù)和特殊目標的支持。不僅有這些可靠的技術(shù)， IAR Systems 還為 我們 提供專業(yè)的全球技術(shù)支持。該集成開發(fā)環(huán)境包含了 IAR 的 C/C++編譯器，匯編工，鏈接器，文件管理器，文本編輯器，工程管理器和 CSPY 調(diào)試器。 系統(tǒng)整體原理圖 見附錄 二 [15] IN1GND2EN3NC4OUT5 3( )TPS706633C23(C?)C24(C?)+5GND GND GNDC21(C?)GND太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 27 4 軟件 設(shè)計 IAR Embedded Workbench 開發(fā)環(huán)境 本設(shè)計選用了超低功耗單片機 MSP430F149，該單片機的編程調(diào)試需要在 IAR Embedded Workbench 開發(fā)環(huán)境下完成。 圖 316 5V 轉(zhuǎn) 電源電路 由上圖可以看出，該電源電路非常簡單，只需要簡單的外圍器件。 5V 轉(zhuǎn) 電路 5V 轉(zhuǎn) 電路采用 TI 公司的 TPS76033 作為電源芯片，該電源芯片輸出電壓為，電流為 50mA，完全能滿足大多數(shù)低功耗應(yīng)用場合的要求，也能滿足本系統(tǒng)的功耗要 求。 100uF/35VC25220uF/10VC264IN5817330uHL3+12GND GND+5VIN1OUT2GND3FB4ON/OFF52LM2575太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 26 （ 2）電感的選擇 根據(jù)輸出的電壓檔次、最大輸入電壓、最大負載電流等參數(shù)，選擇電感時可參照數(shù)據(jù)手冊中相應(yīng)的電感曲線圖來查找所需采用的電感值。而輸出電容使用的電容量為 100μ F～470μ F，其耐壓值應(yīng)大于額定輸出的 ～ 2 倍。 將穩(wěn)壓輸出的電壓接到反饋輸入端 FB 的目的是同內(nèi)部電壓基準比較，若電壓偏低，則用放大器來控制內(nèi)部振蕩器以提高輸出占空比，從而提高輸出電壓。 圖 315 所示為具體的 12V 轉(zhuǎn) 5V 電源電路圖。 12V 轉(zhuǎn) 5V 電路 12V 轉(zhuǎn) 5V 電路采用 美國 TI 公司生產(chǎn)的 1A集成穩(wěn)壓電源芯片 LM2575， 它內(nèi)部集成了一個固定的振蕩器，只須極少外圍器件便可構(gòu)成一種高效的穩(wěn)壓電路，可大大減小散熱片的體積，而在大多數(shù)情況下不需散熱片；內(nèi)部有完善的保護電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等；芯片可提供外部控制引腳。 電源電路 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的供電質(zhì)量是整個 太陽能路燈控制器 穩(wěn)定可靠工作的保證，這就要求能夠提供穩(wěn)定的電源模塊 。獨立式鍵盤采用一鍵一GNDGND10KR14+51KR15+5GNDVSS1VDD2VL3RS4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK161602LCD1234567816151413121110910KR6S3S2S1S4GND S5太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 25 線，各鍵相互獨立，每個按鍵各接一條 I/O 口線，通過檢測 I/O 輸入線的電平狀態(tài)，可以很容易地判斷哪個按鍵被按下。 鍵盤電路如圖 314 所示 。獨立式鍵盤配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根接口線，在按鍵數(shù)量多時，接口線占用多。 表 6 LCD1602 引 腳功能 表 液晶八位數(shù)據(jù)線分別由總線由高位到低位對應(yīng)連接到單片機的 P3 口 ，寄存器選擇腳 RS、讀 /寫操作 R/W 選擇、使能端 E 分別對應(yīng)連接單片機的 、 、 ，VL 接滑動變阻器的中性端，用以調(diào)節(jié)背光亮度， BLA 經(jīng) 1K 電阻接電源， BLK 接地，Vcc21X12X23GND4CE5I/O6SCLK7Vcc18DS13026pFC176pFC1812Y3GNDGND+5Vcc1uFC16C15GNDBT1GND引腳號 符號 引腳功能 1 VSS 電源地 2 VCC +5V 邏輯電源 3 VL 液晶驅(qū)動電源 4 RS 寄存器選擇 5 R/W 讀 /寫操作選擇 6 E 使能 714 D0～ D7 數(shù)據(jù)總線與單片機的數(shù)據(jù)線相連，三態(tài) 15 BLA 背光電源 16 BLK 背光電源地 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 24 具體 LCD 液晶顯示電路如圖 313 所示。 為了減小干擾，芯片的電源輸入端加上 相應(yīng)的電容進行濾波處理。 DS1302 在工作的時候，在 Vcc2 和 Vcc1 兩個管腳中，選擇電壓高的那個管腳的電源作為工作電源。 實時 時鐘電路 本設(shè)計選用 DS1302 時鐘芯片， 由 圖 312 可知，該時鐘電路非常簡單，在 X1 和X2 引腳跨接 的石英振蕩器和 6pF 的微調(diào)電容，構(gòu)成了 穩(wěn)定的自激振蕩器。 Po188750R3+5GNDVcc21X12X23GND4CE5I/O6SCLK7Vcc18DS1302太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 22 表 5 實時時鐘芯片 DS1302 引腳功能表 芯片功能 介紹 1) 時鐘計數(shù)功能，可以對秒、分鐘、小時、月、星期、年的計數(shù)。 DS1302 時鐘芯片引腳簡介 圖 311 DS1302 芯片引腳圖 由上圖可以看出，該芯片只有 8 個管腳，這樣使用起來很簡單，只需要簡單的外圍電路。 光電傳感電路如圖 310 所示 。 Po188 的光電參數(shù) 表 4 光電集成傳感器 Po188 光電參數(shù) 參數(shù)名稱 符號 測試條件 Vcc=5V， R=1KΩ， Ta=25℃ 最小值 典型值 最大值 單位 典型入射波長 λp 520 nm 靜態(tài)電流 ID Ev=0Lux, 0 4 μA 普通環(huán)氧樹脂封裝樣品光電流 IL Ev=5Lux 58 Ev=10Lux 113 Ev=100Lux 758 Ev=200Lux 1318 Ev=500Lux 2620 Ev=1000Lux 4060 納米環(huán)氧樹脂封裝樣品光電流 IL Ev=5Lux 36 μA Ev=10Lux 69 Ev=100Lux 394 Ev=200Lux 643 Ev=500Lux 1192 Ev=1000Lux 1905 響應(yīng)時間 Tr 2 μS Tf 2 μS Po188 電氣特性及額定參數(shù) 1) 暗電流小，低照度響應(yīng)，靈敏度高，電流隨光照度增強呈線性變化； 2) 內(nèi)置雙敏感元，自動衰減近紅外，光譜響應(yīng)接近人眼函數(shù)曲線； 3) 內(nèi)置微信號 CMOS 放大器、高精度電壓源和修正電路，輸出電流大，工作電壓范圍寬，溫度穩(wěn)定性好； 4) 可選光學(xué)納米材料封裝，可見光透過，紫外線截止、近紅外相對衰減，增強了光學(xué)濾波效果； 5) 符合歐盟 ROHS 指令 ， 無鉛、無鎘； 6) 工作電壓范圍 ： ～ 12V； 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 21 7) 工作溫度范圍 : 20℃ ～ +75℃； 8) 存儲溫度 : 40 ℃ ～ +120 ℃； 9) 焊接溫度 : 260℃。 亮 度檢測 電 路 Po188 是一個光電集成傳感器，典型入射波長為λ p=520nm，內(nèi)置雙敏感元接收器，可見光范圍內(nèi)高度敏感，輸出電流隨照度呈線性變化。 左側(cè)的小功率三極管9013 控制整個探測電路的開通與關(guān)斷（如在 晚上 12 點到第二天早晨七點開通，其他時間點關(guān)斷，以保護芯片電路和節(jié)省電能）。 本設(shè)計選用 SDA0254 型號的熱釋電紅外傳感器，外罩 NL3 型菲涅爾透鏡， 熱釋電紅外探測電路 如圖 39 所示： 圖 39 熱釋電紅外探測電路 紅外探測電路中， A 引腳接地，芯片處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。經(jīng) RB 接 VSS 端， RB 取值為 1MΩ 左右 11 VDD 工作電源正端 ， 范圍為 3V~5V 12 2OUT 第二級運算放大器的輸出端 13 2IN 第二級運算放大器的反相輸出端 14 1IN+ 第一級運放放大器的同相輸入端 15 1IN 第一級運放放大器的反相輸入端 16 1OUT 第一級運算放大器的輸出端 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 19 芯片功能敘述 及極限參數(shù)（ Vss=0） ： 1) CMOS 數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐罚? 2) 具有獨立的高輸入阻抗運算放大器；可與多種傳感器匹配，進行信號與處理； 3) 雙向鑒幅器，可有效抑制干擾； 4) 內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器；結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)解范圍寬； 5) 內(nèi)置參考電壓； 6) 工作電壓范圍 +3V～ +5V； 7) 用于多種傳感器和延時控制器； 8) 電源電壓： ～ 6V； 9) 輸入電壓范圍： ～ +6V（ VDD=6V）； 10) 各引出端最大電流：177。當(dāng) VC＜ VR 時禁止觸發(fā)；當(dāng) VC ＞ VR 時允許觸發(fā)。接 “0”時可使定時器復(fù)位。在輸出延遲時間 Tx 之外和無 Vs 上跳變時 Vo 為低電平狀態(tài) 3 RR1 輸出延遲時間 Tx 的調(diào)節(jié)端 4 RC1 輸出延遲時間 Tx 的調(diào)節(jié)端 5 R