【正文】 保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作必不可少的一部分，在復(fù)位電路中，單片機(jī)的復(fù)位引腳分別與一個復(fù)位按鍵、電阻、電容相連，復(fù)位電路的第一功能就是上電復(fù)位。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。在晚上電壓經(jīng)過采樣比較后低于設(shè)定值，單片機(jī)則輸出高電平，路燈即可通路開始工作。芯片PT4115的DIM端可外接PWM脈沖或直流電壓調(diào)光，也可以接熱敏電阻作輔助溫度控制和自動亮度控制。D5是續(xù)流二極管，在晶片內(nèi)部MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)時為儲存在電感中的電流提供放電回路。另外電感量太小還會導(dǎo)致PT4115的SW端燒壞，而無輸出。因?yàn)镻T4115 的設(shè)計最佳工作頻率在1MHz以下，電感量大了小會影響其工作頻率，本方案的電感設(shè)計在68UH以上，這樣系統(tǒng)工作頻率可以控制到1MHz以下。PT4115的工作效率高達(dá)97%,是真正的綠色驅(qū)動IC，PT4115被廣泛應(yīng)用于使用LED燈的MR1MR1水燈、路燈等各類LED燈具[5]。PT4115可利用模擬調(diào)光的原理以及溫度對LED電流的負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)LED燈具動態(tài)溫度控制,只要在調(diào)光端(DIM端)加一熱敏電阻或PN結(jié)即可。PT4115采用頻率抖動技術(shù)有效地改善電磁干擾；采用從滿量程向下到零的PWM調(diào)光；安全可靠，調(diào)光比可達(dá)5000:1；采用SOT895的封裝，芯片的管芯可通過直接連通到封裝外的金屬板散熱；導(dǎo)熱十分有效；PT4115內(nèi)部設(shè)置了過溫保護(hù)功能，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。驅(qū)動芯片可以選擇PT4115恒流驅(qū)動芯片，PT4115是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源，適合綠色照明LED燈的驅(qū)動電路。電流的變化較大，使LED路燈的亮度不能恒定。如果采用恒壓方式驅(qū)動，LED路燈正向電壓的任何變化都會導(dǎo)致LED電流的變化。由于大功率LED路燈是低電壓、大電流的驅(qū)動器件，當(dāng)LED路燈電壓變化很少時，電流變化很大。圖36 按鍵可調(diào)電路 LED路燈驅(qū)動電路LED路燈驅(qū)動簡單的來講就是給LED路燈提供正常工作條件(包括電壓,電流等條件)的一種電路,也是LED路燈能工作的必不可少條件,好的驅(qū)動電路還能隨時保護(hù)LED路燈，避免LED路燈被損壞。因此，通過檢測I/O口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤上哪個鍵被按下。圖35 標(biāo)準(zhǔn)時鐘電路 按鍵可調(diào)電路由圖36所示，由于本系統(tǒng)設(shè)置功能部分要求比較簡單，所以采用獨(dú)立式按鈕調(diào)節(jié)。由于石英晶體的損耗非常小，即Q值非常高，做振蕩器用時，可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩，作濾波器用,可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線。他們的機(jī)電效應(yīng)是機(jī)電機(jī)電的不斷轉(zhuǎn)換，由電感和電容組成的諧振回路是電場磁場的不斷轉(zhuǎn)換。由于石英晶體化學(xué)性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)非常小，其振蕩頻率也非常穩(wěn)定，由于控制幾何尺寸可以做到很精密，因此，其諧振頻率也很準(zhǔn)確。這種晶體有一個很重要的特性，如果給它通電，它就會產(chǎn)生機(jī)械振蕩，反之，如果給它機(jī)械力，它又會產(chǎn)生電，這種特性叫機(jī)電效應(yīng)。晶振全稱為晶體振蕩器，其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，這個頻率經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率?？勺冸娮鑂P的阻值可調(diào)整照度的控制閾值，送入ADC0808經(jīng)過IN1腳輸出進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，讓AT89C52進(jìn)行控制。中斷服務(wù)程序中，產(chǎn)生信號，使OE端有效，打開輸出鎖存器三態(tài)門，8位數(shù)據(jù)便讀入到單片機(jī)中。ADC0808芯片的工作過程是先送通道號地址到ADDA、ADDB、ADDC，由ALE信號鎖存通道號地址，后讓START有效，啟動A/D轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生信號，使ALE、START有效，鎖存通道號并啟動A/D轉(zhuǎn)換。通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻的阻值迅速下降。圖33 UC3906充電電路 光敏電阻接收電路光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。當(dāng)充電電流降到過充電終止電流時，UC3906充電芯片的10腳輸出高電平，比較器LM339輸出低電平，蓄電池自動轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)。由圖33所示，當(dāng)20V輸入電壓加入后，Q1導(dǎo)通，開始恒流充電，充電電流為500mA，電池電壓逐漸升高。圖32 電源穩(wěn)壓電路 UC3906充電電路UC3906作為密封鉛酸蓄電池充電專用芯片，它具有實(shí)現(xiàn)密封鉛酸蓄電池最佳充電所需的全部控制和檢測功能。該電源采用三端集成穩(wěn)壓器LM7805。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用[1]。(10)XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。需注意的是:加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。(8)EA/VPP:外部訪問允許。(7)PSEN:程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖，對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。(6)ALE/PROG:當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時,ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。(5)RST:復(fù)位輸入。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。Flash編程或校驗(yàn)時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。(3)P2口：P2口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。 (2)P1口：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。圖31 AT89C52芯片管腳圖(1)P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，即地址/數(shù)據(jù)總線是復(fù)用口。P0P3為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中，P0端口（3239腳）被定義為N1功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13腳定義為IR輸入端，10腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12腳、27腳及28腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。RST/Vpd（9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。功能包括對會聚主IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。連接緊固輔件用于固定各器件連線的輸入、輸出端子，固定燈桿及燈具。 線纜和連接緊固輔件線纜用于連接太陽能電池板、蓄電池、充放電控制器、光源等器件。如果采用在燈桿上直接安裝太陽能電池組件的方案，需根據(jù)太陽能電池組件面積加工制作太陽能電池組件的支架，同時考慮燈桿的抗風(fēng)強(qiáng)度問題。燈具一般是指用于安裝照明光源的部分，也就是通常所說的燈頭；燈桿分為變徑桿、錐形桿、組合桿等多種形式，并通過挑臂與燈具連接。從而保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，同時使太陽能電池板可以在不同溫度和輻照情況下智能輸出最大功率，使照明系統(tǒng)具有很高的效率。由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)輸入的能力極不穩(wěn)定，光伏發(fā)電系統(tǒng)中對蓄電池充電的控制要比普通發(fā)電系統(tǒng)對蓄電池充電的控制復(fù)雜。同時太陽能控制器成兼有路燈控制功能，具有光控、時控功能，并應(yīng)具有夜間自動切控制負(fù)載功能，便于陰雨天延長路燈工作時間。為了延長蓄電池的使用壽命，必須對它的充放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電。本設(shè)計選用功率為10W，工作電流為1A的LED路燈，它相當(dāng)于100W的白熾燈。隨著技術(shù)的進(jìn)步，LED燈的性能將進(jìn)一步提高。本設(shè)計要滿足連續(xù)7個陰雨天供電，每日放電10小時，蓄電池容量＝1A10h7=70AH，蓄電池充放電預(yù)留10%容量，所以實(shí)際蓄電池為12V/80AH。4h,WP=60W,由于電池板損耗在10%左右，我選擇實(shí)際功率為70W，工作電壓為20V的單晶硅太陽能電池板，電池板采用可折疊的柔性板。本設(shè)計采用的太陽能電池板需要為蓄電池提供12V的直流電，當(dāng)?shù)毓庹諘r間日均為4小時，我選擇可提供20V電壓的太陽能電池板，電池板預(yù)留容量20%，所以，WP247。在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區(qū)，采用單晶硅太陽能電池為好，因?yàn)閱尉Ч杼柲茈姵匦阅軈?shù)比較穩(wěn)定。在眾多太陽能光電池中較普遍且較實(shí)用的有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池及非晶硅太陽能電池三種。 太陽能電池板太陽能電池板是太陽能路燈中的核心部分，也是太陽能路燈中價值最高的部分。當(dāng)自然光照升高到不再需要照明時，控制器則關(guān)斷蓄電池的放電通路，使LED熄滅，不再耗電。在太陽能LED照明系統(tǒng)中，控制器的作用是利用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換的電能轉(zhuǎn)存在蓄電池中。第三章 硬件電路的設(shè)計 電路的總體結(jié)構(gòu)LED是一種低壓直流負(fù)載，采用太陽能光伏供電的LED適合采用直流負(fù)載太陽能獨(dú)立式發(fā)電系統(tǒng)。經(jīng)比較，我選擇采用方案二。LED路燈是用高亮度白色發(fā)光二極管發(fā)光源，光效高、耗電少、壽命長、易控制、免維護(hù)、安全環(huán)保；是新一代固體冷光源，光色柔和、艷麗、豐富多彩、低損耗、低能耗，綠色環(huán)保，適用家庭，商場，銀行，醫(yī)院，賓館，飯店他各種公共場所長時間照明。白熾燈的光效雖低，但光色和集光性能好，是產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的電光源。白熾燈的發(fā)展趨勢主要是研制節(jié)能型燈泡。自1879年，美國的愛迪生制成了碳化纖維（即碳絲）白熾燈以來，經(jīng)人們對燈絲材料、燈絲結(jié)構(gòu)、充填氣體的不斷改進(jìn)，白熾燈的發(fā)光效率也相應(yīng)提高。 路燈的選擇方案一:路燈選用白熾燈。DS1302芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒年、月、日、時、分、秒、星期計數(shù)，還有閏年補(bǔ)償功能，而且精度高。但產(chǎn)生的時間誤差較大。 時鐘芯片的選擇方案一：使用單片機(jī)定時計數(shù)器提供時鐘信號，用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、時、分、秒、星期計數(shù)。當(dāng)共陰極數(shù)碼管的某一陽極接高電平時，相應(yīng)的二極管發(fā)光，根據(jù)字形使某幾段二極管發(fā)光，所以共陰極數(shù)碼管需要輸出高電平有效的譯碼器來驅(qū)動。用發(fā)光二極管（簡稱LED）組成的字形來顯示數(shù)字，七個條形發(fā)光二極管排列成七段組合字型，便構(gòu)成了半導(dǎo)體數(shù)碼管。在使用時，不能有靜電干擾，否則易燒壞液晶的顯示芯片，不易維護(hù)。液晶顯示屏具有低功耗、短小輕薄、無輻射危險，影像穩(wěn)定不閃爍及平面直角顯示等優(yōu)勢，可視面積大，畫面效果好，抗干擾能力強(qiáng)，分辨率高等特點(diǎn)。結(jié)合設(shè)計要求，我選擇方案二。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。方案二：采用AT89C52芯片，具有AT89C2051的所有功能，管腳充足，AT89C52設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 主控模塊方案一：采用AT89C2051芯片，它體積小，管腳少，沒有提供外部擴(kuò)展存儲器與I/O設(shè)備所需的地址、數(shù)據(jù)、控制信號,因此利用AT89C2051構(gòu)成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不能在AT89C2051之外擴(kuò)展存儲器或I/O設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)是輕便、抗震、壽命長，常用于小型電子設(shè)備。方案二：鎳鎘蓄電池正極活性物質(zhì)主要由鎳制成，負(fù)極活性物質(zhì)主要由鎘制成的一種堿性蓄電池。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點(diǎn)，使用壽命一般為普通蓄電池的