【正文】 燈亮，定時(shí)器計(jì)時(shí)且顯示時(shí)間。東西方向轉(zhuǎn)彎燈亮，東西和南北方向的紅燈亮，定時(shí)器計(jì)時(shí)且顯示時(shí)間。開始初始化東西方向綠燈亮南北方向紅燈亮，定時(shí)器計(jì)時(shí)且顯示時(shí)間。指示燈控制程序往下執(zhí)行南北方向的轉(zhuǎn)彎燈亮同時(shí)東西方向和南北方向的紅燈亮的程序后，重新進(jìn)入指示燈轉(zhuǎn)換控制程序后先進(jìn)入東西方向綠燈亮南北方向的紅燈亮的執(zhí)行程序，單片機(jī)的的P2端口向指示燈顯示電路輸出控制信號(hào)。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)到該南北方向的轉(zhuǎn)彎燈亮同時(shí)東西方向和南北方向的紅燈亮，指示燈控制程序往下執(zhí)行南北方向的轉(zhuǎn)彎燈亮同時(shí)東西方向和南北方向的紅燈亮的程序，單片機(jī)的的P2端口向指示燈顯示電路輸出控制信號(hào)。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)到該南北方向黃燈閃亮東西方向紅燈亮?xí)r，指示燈控制程序往下執(zhí)行南北方向黃燈閃亮東西方向紅燈亮的程序，單片機(jī)的的P2端口向指示燈顯示電路輸出控制信號(hào)。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)到該南北方向綠燈亮東西方向紅燈亮?xí)r，指示燈控制程序往下執(zhí)行南北方向綠燈亮東西方向紅燈亮的程序，單片機(jī)的的P2端口向指示燈顯示電路輸出控制信號(hào)。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)到該東西方向轉(zhuǎn)彎燈亮南北方向的紅燈亮?xí)r，指示燈控制程序往下執(zhí)行東西方向轉(zhuǎn)彎燈亮南北方向的紅燈亮的程序，單片機(jī)的的P2端口向指示燈顯示電路輸出控制信號(hào)。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)到該東西方向黃燈閃亮南北方向的紅燈亮?xí)r，指示燈控制程序往下執(zhí)行東西方向黃燈閃亮南北方向的紅燈亮的程序，單片機(jī)的的P2端口向指示燈顯示電路輸出控制信號(hào)。進(jìn)入指示燈轉(zhuǎn)換控制程序后先進(jìn)入東西方向綠燈亮南北方向的紅燈亮的執(zhí)行程序，單片機(jī)的的P2端口向指示燈顯示電路輸出控制信號(hào)。單片機(jī)控制程序流程圖如圖6所示。圖7 數(shù)碼顯示電路 單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟件部分的原理分析單片機(jī)控制電路的軟件部分實(shí)現(xiàn)交通燈控制的重要組成部分，是單片機(jī)實(shí)現(xiàn)交通燈控制的內(nèi)部程序，程序按交通燈的工作流程圖所示的指示燈轉(zhuǎn)換順序規(guī)則編寫。移位寄存器74LS164還兼作數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行東西方向的強(qiáng)制通車程序或南北方向的強(qiáng)制通車程序時(shí)，此時(shí)，數(shù)碼顯示電路不顯示時(shí)間。圖6 指示燈顯示電路 數(shù)碼顯示電路的原理分析考慮到為了節(jié)約單片機(jī)的口資源，本設(shè)計(jì)的數(shù)碼顯示電路是用4個(gè)共陽LED數(shù)碼管和4個(gè)74LS164集成塊組成的串行口顯示的方式，就可以完成單片機(jī)的顯示功能，顯示電路的電路原理圖如圖8所示。指示燈顯示電路如圖7所示。 圖5 單片機(jī)控制電路 指示燈顯示電路的設(shè)計(jì)的原理分析指示燈顯示電路由各自的發(fā)光二極管接單片機(jī)P2端口組成。其中按鈕S2為東西方向的強(qiáng)制通車按鈕，按鈕S3為南北方向的強(qiáng)制通車按鈕。單片機(jī)的復(fù)位電路的外圍電路由一個(gè)按鈕開關(guān)、一個(gè)22uF的電容和兩個(gè)電阻組成，按鈕為復(fù)位按鈕，按下復(fù)位按鈕時(shí)單片機(jī)復(fù)位；此外，當(dāng)電路斷電后再次通電時(shí)，單片機(jī)也會(huì)復(fù)位。太陽能電池板分為單晶和多晶兩種，多晶面積較大，發(fā)電效率沒有單晶高，因此采用20W單晶硅太陽能電池組件，尺寸為36030635，[11]。關(guān)于太陽能電池組件最佳傾角問題的探討，近年來在一些學(xué)術(shù)刊物上出現(xiàn)得不少。輸出曲線上的黑圓點(diǎn)表示在相應(yīng)日照強(qiáng)度下太陽能電池輸出最大功率的位置，稱為“最大功率點(diǎn)”。太陽能電池陣列的額定功率是在以下條件下定義的：當(dāng)日射S=l000W／m2；太陽能電池溫度T=25℃；大氣質(zhì)量AM=，太陽能電池陣列輸出的最大功率便定義為它的額定功率。如各類太陽能充電器、太陽能燈具等；并網(wǎng)發(fā)電。近年來，產(chǎn)量迅速增加．生產(chǎn)成本開始下降。受氣候條件影響；能量密度低；初始投資高。目前應(yīng)用的光伏發(fā)電，是將照射到太陽能電池上的光，產(chǎn)生光伏效應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成直流電能輸出，一般由太陽能電池方陣及支架、蓄電池、控制器、逆變器等部分組成。由于太陽能熱發(fā)電技術(shù)復(fù)雜，商業(yè)應(yīng)用只適合比較大的容量，因此發(fā)展不快，實(shí)際應(yīng)用不多。(1) 太陽能熱發(fā)電：將吸收的太陽輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，可分為兩類：一類是太陽能熱電直接轉(zhuǎn)換，如溫差發(fā)電等，目前功率都很小，有的尚處于原理試驗(yàn)階段；另一類是太陽能熱動(dòng)力發(fā)電，是將太陽熱能通過熱機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，其基本構(gòu)成包括集熱裝置、儲(chǔ)能系統(tǒng)、熱機(jī)和發(fā)電機(jī)等。圖4 蓄電池充放電控制電路5 太陽能電池板組件及其選用在新能源中，公認(rèn)技術(shù)含量最高、最有發(fā)展前途的是太陽能發(fā)電。另一常閉接點(diǎn)J22(圖中未繪出）也斷開，切斷負(fù)載回路，避免蓄電池繼續(xù)放電。當(dāng)蓄電池端電壓大于預(yù)先設(shè)定的過放電壓值時(shí)，A2的③腳電位高于②腳電位，①腳輸出高電位使Q3導(dǎo)通，Q4截止，LED3熄滅，J2釋放。當(dāng)蓄電池端電壓小于預(yù)先設(shè)定的過充電壓值時(shí)，A1的⑥腳電位高于⑤腳電位，⑦腳輸出低電位使Q1截止，Q2導(dǎo)通，LED2發(fā)光指示充電，J1動(dòng)作，其接點(diǎn)J11轉(zhuǎn)換位置，硅太陽電池組件通過Ｄ１對(duì)蓄電池充電。被充電電池為24V 100Ah全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池；太陽電池用兩塊100W硅太陽電池組件串聯(lián)，在標(biāo)準(zhǔn)光照下輸出17V；D1是防反充二極管，防止硅太陽電池在太陽光較弱時(shí)成為耗電器。電位器RP1和RP2起調(diào)節(jié)設(shè)定過充、過放電壓的作用。雙電壓比較器LM393兩個(gè)反相輸入端②腳和⑥腳連接在一起，兩個(gè)輸出端①腳和⑦腳分別接反饋電阻，將部分輸出信號(hào)反饋到同相輸入端③腳和⑤腳，這樣就把雙電壓比較器變成了雙遲滯電壓比較器，可使電路在比較電壓的臨界點(diǎn)附近不會(huì)產(chǎn)生振蕩。R1為限流電阻，LED1為5V電源指示燈[5]。電容C2作為高頻旁路電容，將高頻信號(hào)旁路到地。 電源電路電源電路如圖2所示。Vg——設(shè)備工作電壓。計(jì)算中,加上10%的余量,則要求太陽能電池提供的輸出功率為:P=(VgIa)(1+)=247≈185 (W)。Tc——充電時(shí)間。式中:Ic——充電電流。有日照時(shí),要求太陽能電池供給設(shè)備用電,同時(shí)給蓄電池充電。Is——設(shè)備工作電流。式中:Qx——蓄電池容量。（2） 太陽能供電系統(tǒng)容量的計(jì)算該電源給交通燈供電,該交通燈的工作電壓為24V,總耗電量約40W（該燈用800粒LED構(gòu)成，4個(gè)大LED顯示屏并聯(lián)構(gòu)成）,。d)有光照有負(fù)載，一部分光電流在負(fù)載上建立起電壓Uf，另一部分光電流被PN結(jié)因正向偏壓引起的正向電流抵消，勢(shì)壘高度為q(UDUf)。b)穩(wěn)定光照下PN結(jié)外電路開路，由于光生載流子積累而出現(xiàn)光生電壓Uoc不再有統(tǒng)一費(fèi)米能級(jí)，勢(shì)壘高度為q(UDUoc)。此時(shí)I=I0eqU/KT (I0+Ip)令I(lǐng)p=SE，則I=I0eqU/KT (I0+SE) 開路電壓Uoc：而產(chǎn)生的位置距離結(jié)區(qū)超過L的電子空穴對(duì)，在擴(kuò)散過程中將全部復(fù)合掉，對(duì)PN結(jié)光電效應(yīng)無貢獻(xiàn)。Ln+Lp=L遠(yuǎn)大于PN結(jié)本身的寬度。實(shí)際上，并非所產(chǎn)生的全部光生載流子都對(duì)光生電流有貢獻(xiàn)。此電場(chǎng)使勢(shì)壘降低，其減小量即光生電勢(shì)差，P端正，N端負(fù)。這導(dǎo)致在N區(qū)邊界附近有光生電子積累，在P區(qū)邊界附近有光生空穴積累。只有P區(qū)的光生電子和N區(qū)的光生空穴和結(jié)區(qū)的電子空穴對(duì)（少子）擴(kuò)散到結(jié)電場(chǎng)附近時(shí)能在內(nèi)建電場(chǎng)作用下漂移過結(jié)。但能引起光伏效應(yīng)的只能是本征吸收所激發(fā)的少數(shù)載流子。弱光照下，Isc與E有線性關(guān)系。即上述電流方程中U=0時(shí)的I值，得Isc=SE。禁帶寬的材料，ni較小，故UD也大。可見UD與摻雜濃度有關(guān)。在結(jié)區(qū)這時(shí)導(dǎo)帶與價(jià)帶則發(fā)生相應(yīng)的彎曲，形成勢(shì)壘。同時(shí)產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)，內(nèi)建電場(chǎng)方向?yàn)閺腘區(qū)指向P區(qū)。從能帶圖看，N型、P型半導(dǎo)體單獨(dú)存在時(shí)，EFN與EFP有一定差值。在P區(qū)與N區(qū)界面兩側(cè)產(chǎn)生不能移動(dòng)的離子區(qū)（也稱耗盡區(qū)、空間電荷區(qū)、阻擋層），于是出現(xiàn)空間電偶層，形成內(nèi)電場(chǎng)（稱內(nèi)建電場(chǎng)）此電場(chǎng)對(duì)兩區(qū)多子的擴(kuò)散有抵制作用，而對(duì)少子的漂移有幫助作用，直到擴(kuò)散流等于漂移流時(shí)達(dá)到平衡，在界面兩側(cè)建立起穩(wěn)定的內(nèi)建電場(chǎng)[15]。設(shè)想在結(jié)形成的一瞬間，在N區(qū)的電子為多子，在P區(qū)的電子為少子，使電子由N區(qū)流入P區(qū)，電子與空穴相遇又要發(fā)生復(fù)合，這樣在原來是N區(qū)的結(jié)面附近電子變得很少，剩下未經(jīng)中和的施主離子ND+形成正的空間電荷。由于雜質(zhì)的激活能量ΔE很小，在室溫下雜質(zhì)差不多都電離成受主離子NA和施主離子ND+。以下以PN結(jié)為例說明。 光電轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 光生伏特效應(yīng)簡稱為光伏效應(yīng)，指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。如過充保護(hù)失靈導(dǎo)致蓄電池端電壓過高時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警指令。(2) 缺點(diǎn)：對(duì)蓄電池的過充電更為敏感，因此對(duì)過充保護(hù)要求高，當(dāng)長時(shí)間反復(fù)過充電后，蓄電池極板易變，價(jià)格較普通鉛電池高。影響蓄電池能量效率的電能損失主要來自以下3個(gè)方面：(1) 充電末期產(chǎn)生電解作用，將水電解為氫和氧而消耗電能；(2) 電池的局部放電作用(或漏電)消耗了部分電能；(3) 電池的內(nèi)阻產(chǎn)生熱損耗而損失電能；密封型鉛蓄電池與開口式鉛蓄電池相比，主要有下列優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。此外，還有“比能量”也是評(píng)價(jià)蓄電池水平的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，即單位重量或單位體積的能量，分別以Wh／kg和Wh／L表示。如果電流保持恒定，在相等的充電和放電時(shí)間內(nèi)，蓄電池放出電量和充入電量的百分比，稱為蓄電池的能量效率。描述蓄電池效率的物理量有三個(gè)：“安時(shí)效率”、“能量效率”和“電壓效率”。20世紀(jì)80年代國外已開始使用密封型鉛蓄電池，近年來國內(nèi)也在開發(fā)蓄電池的密封和免維護(hù)技術(shù)，同時(shí)引進(jìn)了密封型鉛蓄電池生產(chǎn)線。該理論的含義為鉛蓄電池在放電后。放電后，在兩極板上都產(chǎn)生細(xì)小而松軟的硫酸鉛，充電后又恢復(fù)為原來物質(zhì)。鉛蓄電池由兩組極板插入稀硫酸溶液中構(gòu)成。它的比重高低視鉛蓄電池類型和所用極板而定，一般在l5℃。(4) 電解液。容器是用來盛裝電解液和支撐極板的。隔離物有木質(zhì)、橡膠、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃等數(shù)種，可根據(jù)蓄電池的類型適當(dāng)選定。(2) 隔離物。在同一個(gè)電池內(nèi)，同極性的極板片數(shù)超過兩片者，用金屬條連接起來稱為“極板組”或“極板群”。鉛蓄電池的正、負(fù)極基板由純鉛制成，上面直接形成有效物質(zhì)i有些基板用鉛鎳合金制成柵架，上面涂以有效物質(zhì)。鉛蓄電池主要由以下部分構(gòu)成：正、負(fù)極板組、隔離物、容器和電解液等。本電路采用鉛酸免維護(hù)蓄電池，不需專門的維護(hù)；即便傾倒電解液也不會(huì)溢出，不向空氣中排放氫氣和酸霧；安全性能更好。其次，同一額定容量的蓄電池經(jīng)常采用大電流充電和放電，對(duì)蓄電池壽命都產(chǎn)生影響。但是使用過程和維護(hù)工作對(duì)蓄電池壽命也有很大影響，有時(shí)是重大影響。蓄電池也能夠提供相對(duì)穩(wěn)定的電能[12]。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的電能起著儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)作用。需要時(shí)再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茚尫懦鰜怼Ｆ?